一種基于課件驅(qū)動的機械制圖實驗-AutoCAD的系統(tǒng)教學(xué)法

胡崇舉，王紅艷，周丹紅,胡雅琳，張秀香

(宿州學(xué)院 過程裝備與控制工程系，安徽 宿州 234000)

機械制圖課程是一門實踐性和應(yīng)用性較強的技術(shù)基礎(chǔ)課。旨在培養(yǎng)學(xué)生具有一定的空間想象能力和基本的繪圖技能，具有一定的識讀機械圖樣能力和初步的圖示表達(dá)能力，通過學(xué)習(xí)計算機繪圖的初步知識，能夠繪制簡單的圖形[1]。內(nèi)容包括：機械圖樣的繪制與識讀基礎(chǔ)、機械圖樣的表達(dá)、機械圖樣的識讀、計算機制圖實驗等。隨著計算機的普及和應(yīng)用，計算機繪圖、計算機輔助設(shè)計能力越來越重要[2-3]。通過對現(xiàn)代企業(yè)調(diào)研，就機械行業(yè)來看，計算機出圖幾乎已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的手工出圖。要成為一名合格的機械類專業(yè)的工科畢業(yè)生，計算機繪圖已經(jīng)成為企業(yè)衡量工科人才的一項最基本的能力。

學(xué)生通過機械制圖實驗教學(xué)，一方面強化了對基礎(chǔ)理論的理解，培養(yǎng)了實際操作能力和知識運用能力，另一方面機械制圖實驗對今后工作中計算機繪圖至關(guān)重要。因此在全國高校課時數(shù)大大壓縮的新形勢下，如何更有效地上好機械制圖實驗這門課程至關(guān)重要[4]。

傳統(tǒng)的AutoCAD教學(xué)方式往往是教師用PPT制作課件，然后在多媒體上講解，待講解完成以后，學(xué)生進(jìn)行練習(xí)。學(xué)生在自己的AutoCAD軟件上卻沒有任何課件及操作提醒，這樣容易導(dǎo)致學(xué)生不容易記憶，更不容易靈活的掌握構(gòu)建同一模型的不同使用方法，導(dǎo)致教學(xué)效率低的情況。筆者通過教學(xué)實踐提出了用AutoCAD制作課件，并制作成Dwg文件，讓學(xué)生直接在課件上練習(xí)，形成一種以課件為驅(qū)動，層層推進(jìn)的方法，改進(jìn)了傳統(tǒng)教學(xué)的弊端。

1 課件內(nèi)容的選擇

AutoCAD軟件經(jīng)過30多年的發(fā)展，軟件的的版本更新近30次左右，AutoCAD軟件的作用已經(jīng)涵蓋了工科幾乎各個領(lǐng)域。如何選擇我們教授的內(nèi)容從而制作出精良的教學(xué)課件達(dá)到最好的教學(xué)效果至關(guān)重要。筆者認(rèn)為除了課件的內(nèi)容要緊扣大綱以外，更應(yīng)明確AutoCAD軟件在學(xué)生今后工作中的應(yīng)用。因此，AutoCAD軟件的學(xué)習(xí)重點圍繞三個方面：平面圖形的畫法、零件圖、裝配圖。從而在龐大的AutoCAD軟件的功能中挑選出最重要的，最基本，最有用的功能，應(yīng)至少包括以下幾個部分：界面介紹、鼠標(biāo)及常用快捷鍵、繪圖工具條、修改工具條、圖層、特性、文字、尺寸樣式、標(biāo)注。

2 驅(qū)動式課件系統(tǒng)化的制作2.1 加強基本命令的記憶為導(dǎo)向的課件設(shè)計

在AutoCAD中每一個工具條具有不同的建模命令，而不同的建模命令有不同的構(gòu)建方法，以繪圖工具條為例，其包括：直線、構(gòu)造線、多段線、正多邊形、矩形、圓弧、圓、修訂云線、樣條曲線、橢圓、橢圓弧、插入塊、創(chuàng)建塊、點的樣式、圖案填充、漸變色、面域、表格、多行文字等19項命令。而每一項命令中又有不同的構(gòu)建方法，以圓的建模為例：可以采用圓心法、三點法、兩點法、相切、相切、半徑，相切、相切、相切等五種方法。教師在進(jìn)行教學(xué)時往往學(xué)生容易混淆，只能掌握其中一兩種方法，并且無法區(qū)分他們的使用情況。如果把這兩者融入到課件，在課件中既有提示，又有不同的使用場景，則有利學(xué)生進(jìn)行全面掌握各種建模方法。以建圓命令為例，課件如下圖1所示。

圖1為建圓的五種方法，每一種方法做成一個獨立小方塊，在方塊的左邊為示例，右邊為學(xué)生的練習(xí)。下方有建模方法，提示和應(yīng)用；其中建模方法表明了用什么方式構(gòu)建圓，提示為該方法的具體操作方法，應(yīng)用為在實際建模的情況下該方法的應(yīng)用場景。通過提示即使在教師講完該命令以后學(xué)生也能根據(jù)該提示完成建圓命令，更有利于學(xué)生的自學(xué)和復(fù)習(xí)。通過應(yīng)用提示使學(xué)生清晰理解該種建圓方式應(yīng)用情景。此部分課件清晰明了，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，加深了對命令的記憶和理解，學(xué)生可以自行在軟件中操作，避免了以往課件和軟件分離的情況。

圖1 圓的五種繪制方法

2.2 加強基本命令的運用能力設(shè)計為導(dǎo)向的課件設(shè)計

對于AutoCAD基本工具的學(xué)習(xí)首先通過圖1基本命令基礎(chǔ)的課件學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉基本工具的用法。緊接著需要增加學(xué)生的應(yīng)用能力，使學(xué)生能夠根據(jù)不同的情況選擇不同的構(gòu)建方式，達(dá)到真正掌握建模命令的效果。通過設(shè)計一些圖形讓學(xué)生自行判斷的練習(xí)，該部分課件為基本命令應(yīng)用課件。以建圓命令為例，如下圖2、圖3、圖4所示。

圖2 鉤型圖

圖3 十字型圖

圖4 三角形內(nèi)接外接圓

圖2中左邊為繪制好的平面圖形，而右邊為φ10的圓以及R20的圓弧需要學(xué)生選擇合適的建圓命令自行補充完整，圖3中右邊的四個半圓需要學(xué)生選擇合適的建圓命令自行補充完整，圖4中右邊三角形的內(nèi)切圓及外接圓需要學(xué)生選擇合適的建圓命令自行補充完整。

以上圖2、圖3、圖4是對建圓命令的進(jìn)一步練習(xí)，其課件特點是略去了建模方法、提示及應(yīng)用，學(xué)生需根據(jù)自己所學(xué)知識自行判斷采取何種建模方法，考查了學(xué)生對所學(xué)命令的理解和運用，通過此項練習(xí)學(xué)生能真正掌握對建圓的不同方法的運用。圖2中φ10的圓應(yīng)采取圓心半徑的建模方式建圓；R20的圓弧應(yīng)采用相切、相切、半徑的方式建圓，然后采用“剪切”命令修剪；圖3中圓弧可采用2P建圓法構(gòu)建圓，然后采用“剪切”命令修剪；圖4中內(nèi)切圓應(yīng)采用相切、相切、相切的命令建圓，外接圓應(yīng)采用3P建圓法進(jìn)行建圓。

2.3 以加強綜合應(yīng)用能力設(shè)計為導(dǎo)向的課件設(shè)計

通過以上兩個步驟和原則，對軟件所必須掌握的命令進(jìn)行補充完善，學(xué)生可以很好地掌握和應(yīng)用AutoCAD軟件基本命令。進(jìn)一步課件的制作需要圍繞綜合能力的訓(xùn)練，結(jié)合機械制圖的理論知識并緊扣軟件學(xué)習(xí)的最終目的-平面圖形的畫法、零件圖的繪制、裝配圖的繪制。該部分課件為綜合運用課件?，F(xiàn)在以平面圖形的畫法為例，平面圖形的畫法根據(jù)機械制圖的要求應(yīng)該由以下幾個步驟組成：

(1)對平面圖形進(jìn)行尺寸分析和線段分析，確定線段類型和畫圖基準(zhǔn)；

(2)建立圖層；

(3)作出基準(zhǔn)線；

(4)畫已知線段；

(5)畫中間線段；

(6)畫連接線段；

(7)檢查整理，標(biāo)注尺寸。

課件如下圖5所示。

圖5 平面圖形的畫法

圖5為一個完整的平面圖形，學(xué)生繪制該圖形時，需要綜合運用之前所學(xué)命令，包括鼠標(biāo)使用、繪圖工具、修改工具、尺寸標(biāo)注及圖層使用等，并且還需將機械制圖中所學(xué)平面圖形繪制的知識聯(lián)系起來。通過本次課件的訓(xùn)練，學(xué)生能真正能調(diào)動所學(xué)知識達(dá)到教學(xué)目的，完成平面圖形、零件圖及裝備的出圖能力。使學(xué)生今后在工作中不僅具備繪圖軟件使用能力更加能夠結(jié)合機械制圖課程的理論完成一張完整、正確的工程圖樣。

3 總結(jié)

基于課件驅(qū)動的遞進(jìn)式系統(tǒng)教學(xué)法，課件由基本命令基礎(chǔ)課件-基本命令應(yīng)用課件-綜合運用課件三部分構(gòu)成。前部分課件為后面課件的基礎(chǔ)，環(huán)環(huán)相扣，形成一種層層推進(jìn)的驅(qū)動式課件。學(xué)生可在自主學(xué)習(xí)課件的過程中完成教學(xué)目標(biāo)，掌握機械繪圖軟件-AutoCAD使用。其中基本命令基礎(chǔ)課件直

觀明了，便于自學(xué)；基本命令應(yīng)用課件，需要學(xué)生有一定的思考能力，同時也增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，綜合運用課件的設(shè)計緊扣企業(yè)工作需求，有的放矢，增加了課程學(xué)習(xí)的實用性?？偠灾?，基于課件驅(qū)動的系統(tǒng)教學(xué)法在理論上與傳統(tǒng)教學(xué)具有較大有點，在筆者的教學(xué)實踐過程中取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生普遍對該課程產(chǎn)生了較大的興趣，并且反映不僅簡單易學(xué)而且在學(xué)習(xí)課件的過程中鞏固了《機械制圖》的理論知識。

[1] 廖宇蘭,李 粵,朱冬云,等. 基于AutoCAD的機械制圖實驗教學(xué)的改革與探索[J].華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，10(4)：52-55.

[2] 陳 潔.現(xiàn)代工程制圖實驗教學(xué)的改革探索與實踐[J].現(xiàn)代企業(yè)教育,2011，185-186.

[3] 徐 蔚.基于三維建模技術(shù)的機械制圖教學(xué)方法研究[J]. 職業(yè)教育研究,2012(7):108-109.

[4] 陸 穎,于德仁.基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的計算機繪圖實驗課程的改革與探索[J]. 工程圖學(xué)學(xué)報，2001(1):144-147.

(本文文獻(xiàn)格式：胡崇舉，王紅艷，周丹紅,等.一種基于課件驅(qū)動的機械制圖實驗-AutoCAD的系統(tǒng)教學(xué)法[J].山東化工，2018，47(02)：119-120，122.)