機(jī)械制圖與AutoCAD一體化教學(xué)的實(shí)踐與反思

章建芬

摘 要：本文介紹了如何將機(jī)械制圖與AutoCAD兩門中職機(jī)械專業(yè)課程進(jìn)行有機(jī)整合，集機(jī)械制圖知識(shí)和繪圖技能于一體，從而增強(qiáng)教學(xué)效果的方法。在具體的教學(xué)過程中，筆者開展一體化教學(xué)實(shí)踐探索，總結(jié)與反思，力求“做中學(xué)”，以期實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)會(huì)又會(huì)學(xué)的教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖 AutoCAD 一體化教學(xué) 實(shí)踐 反思

一、問題提出

機(jī)械制圖與AutoCAD都是中職機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。機(jī)械制圖教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)是以“識(shí)圖為主”，要求學(xué)生具備“必要繪圖能力”。隨著AutoCAD技術(shù)的不斷發(fā)展及普及應(yīng)用，“必要的繪圖能力”已從原來的手工繪圖向計(jì)算機(jī)繪圖轉(zhuǎn)化。多年來，這兩門課程在大多數(shù)中職學(xué)校里分別由不同老師、在不同學(xué)期獨(dú)立開展教學(xué)。從教學(xué)實(shí)踐來看，不少中職學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械制圖時(shí)表現(xiàn)出空間想象力薄弱、制圖缺乏耐性，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)不感興趣等問題。在AutoCAD教學(xué)中，通過立體作圖，跨越學(xué)生從空間到平面的穿越式思維，學(xué)習(xí)興趣高，教學(xué)效果好。將機(jī)械制圖與AutoCAD有機(jī)整合，集機(jī)械制圖知識(shí)和繪圖技能于一體，既有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，又有利于培養(yǎng)學(xué)生的繪圖能力、識(shí)圖能力以及綜合應(yīng)用能力。

二、問題分析

針對機(jī)械制圖與AutoCAD有機(jī)整合這個(gè)問題，筆者通過分析提出以下見解。

1.《機(jī)械制圖》和《Auto CAD》并非獨(dú)立

機(jī)械制圖課程自從有機(jī)械專業(yè)起就開設(shè)了，而Auto CAD是近幾年才開設(shè)的。筆者學(xué)校兩門課程是獨(dú)立開設(shè)的，由不同的專業(yè)課老師任教；即使是同一老師任教也不在同一時(shí)間開設(shè)。機(jī)械制圖教材已經(jīng)更換幾個(gè)版本，雖然近幾個(gè)版本的制圖教材在最后部分都有計(jì)算機(jī)輔助繪圖內(nèi)容即部分基礎(chǔ)知識(shí)，但普遍還是認(rèn)為它們是兩門不同的課程內(nèi)容。事實(shí)上這兩門課程并非獨(dú)立。機(jī)械制圖的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生能執(zhí)行機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)；能運(yùn)用正投影法繪制簡單的零件圖；能識(shí)讀中等復(fù)雜程度的零件圖；能識(shí)讀簡單的裝配圖。而Auto CAD主要研究如何利用各種指令繪制各種圖樣。它可以看作是一種繪圖工具，顯示器可以看作圖紙；鼠標(biāo)和鍵盤可看作鉛筆、橡皮、直尺和圓規(guī)。AutoCAD里的虛擬工具遠(yuǎn)比手工工具豐富得多，極大地提高了繪圖效率和繪圖質(zhì)量。

2.Auto CAD可豐富機(jī)械制圖模型庫

Auto CAD有三維模型，制圖中學(xué)習(xí)的組合體都可以在CAD中創(chuàng)建三維模型，這樣可以彌補(bǔ)制圖課教具模型數(shù)量少，品種少，且不能根據(jù)需要靈活取用的不足。比如機(jī)械制圖中軸測圖的教學(xué)，很多學(xué)生對如何根據(jù)軸測圖畫三視圖常無從下手，教師可利用AutoCAD已建立好的教學(xué)資源庫向?qū)W生提供豐富多彩的軸測圖，如產(chǎn)品樣本、教師自己繪制的范圖、歷屆學(xué)生的優(yōu)秀作業(yè)等，這樣可豐富機(jī)械制圖模型庫。同時(shí)通過軸測圖繪圖過程，把軸測圖與空間實(shí)物聯(lián)系起來，激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣。

3.Auto CAD輔助制圖的作用應(yīng)得到充分發(fā)揮

目前筆者學(xué)校Auto CAD教學(xué)只停留在教授學(xué)生如何運(yùn)用指令繪制老師給定的平面圖形，這些圖形往往只是由一些直線、圓、圓弧等或簡單或復(fù)雜的組合在一起。當(dāng)將命令操作得嫻熟，以上圖形繪制相當(dāng)熟練的時(shí)候，學(xué)生會(huì)因?yàn)橹芏鴱?fù)始地繪制這樣的圖形而失去興趣，甚至?xí)a(chǎn)生疑問：學(xué)習(xí)CAD有什么用。從事三年的制圖和CAD教學(xué)實(shí)踐，只有真正將機(jī)械制圖與Auto CAD兩門課程有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮CAD輔助制圖的作用才會(huì)讓老師的教學(xué)變得更有成效，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更加輕松。

三、一體化教學(xué)實(shí)踐

1.改變課程設(shè)置模式

以往學(xué)校在高一年級兩個(gè)學(xué)期開設(shè)機(jī)械制圖課程，周課時(shí)為4節(jié)。學(xué)生繪圖、讀圖等能力具有一定基礎(chǔ)后，一般是第二個(gè)學(xué)期開設(shè)Auto CAD課程，周課時(shí)為4節(jié)。機(jī)械制圖與Auto CAD要進(jìn)行一體化教學(xué)，必須改變這種兩門課程相對獨(dú)立的設(shè)置模式，即在同一時(shí)間開設(shè)機(jī)械制圖與Auto CAD課程，周課時(shí)為6節(jié)，平均每周4節(jié)機(jī)械制圖課，2節(jié)Auto CAD課，這樣可避免學(xué)時(shí)的浪費(fèi)，提高教學(xué)效率。

2.同步制訂教學(xué)計(jì)劃

以往因?yàn)閮砷T課程相對獨(dú)立，教學(xué)計(jì)劃也獨(dú)立制定，Auto CAD教學(xué)是滯后的。例如，第二個(gè)學(xué)期初學(xué)生在制圖課上已經(jīng)熟練掌握平面圖形抄畫、補(bǔ)視圖、補(bǔ)缺線，而此時(shí)學(xué)生才剛學(xué)會(huì)應(yīng)用部分CAD指令繪制簡單平面圖形。在這個(gè)過程中，CAD輔助制圖的作用很難甚至根本無法顯現(xiàn)。為了改變這種狀況，筆者參照機(jī)械制圖教學(xué)計(jì)劃制訂Auto CAD教學(xué)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)二者整合。例如，機(jī)械制圖第一周的教學(xué)內(nèi)容包括線型、線寬、圖幅及抄畫平面圖形，Auto CAD第一周就相應(yīng)定為圖層設(shè)置（選擇線型與線寬等）、用直線繪制圖框、標(biāo)題欄及繪制平面圖形。

3.利用CAD繪制軸測圖增強(qiáng)空間想象能力

機(jī)械制圖第一個(gè)學(xué)期逐步涉及組合體（疊加類、挖切類、綜合類），對學(xué)生的空間想象力有極高的要求。如何培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力呢？筆者借助CAD讓學(xué)生逐步由易到難繪制基本體、組合體軸測圖，并進(jìn)行三維立體造型，在培養(yǎng)空間思維能力的同時(shí)豐富CAD技能。例如，制圖課上在講解圓柱截切時(shí)，將截切過程用CAD三維操作在課堂上展示給學(xué)生，并配合黑板作圖，圓柱截切由立體向平面的轉(zhuǎn)化過程變得清晰而易理解。而在CAD課上，可結(jié)合制圖知識(shí)，講授圓柱切割體軸測圖的繪制及圓柱切割體的三維造型。如此一來，制圖知識(shí)及技能與CAD操作技能相輔相成。原本對CAD慢慢失去興趣的學(xué)生又重新找回了學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)提高對兩門課程學(xué)習(xí)的積極性。另外，到后階段，機(jī)械制圖中涉及的組合體比較復(fù)雜，純手工繪制效率比較低，這時(shí)借助CAD的強(qiáng)大功能，學(xué)生既能將三維結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出來，又能完成制圖任務(wù)，學(xué)習(xí)變得輕松和便捷，從很大程度上提高了學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)了學(xué)生的空間想象力和CAD操作能力。

4.利用CAD檢測制圖讀圖能力

機(jī)械制圖涉及零件圖后，重在培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力。傳統(tǒng)的考查方法是結(jié)合零件圖給出包括標(biāo)題欄內(nèi)容、零件圖表達(dá)方法、視圖名稱、技術(shù)要求等方面的填空題，通過完成質(zhì)量判斷讀圖能力。實(shí)際上，填空題設(shè)計(jì)內(nèi)容再多再全面也總會(huì)有遺漏，導(dǎo)致無法全面考查。如果此時(shí)再輔以CAD零件圖抄畫，就能很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)考查的不足。這樣一來，老師可以根據(jù)學(xué)生在CAD課上的繪制情況掌握學(xué)生對制圖知識(shí)的掌握情況，以便適時(shí)調(diào)整制圖新知識(shí)的講授進(jìn)度。學(xué)生也可以通過CAD課自我檢驗(yàn)，做到查漏補(bǔ)缺，更有針對性地學(xué)習(xí)制圖知識(shí)。另外制圖課上用以考查學(xué)生識(shí)圖能力的零件圖用于CAD教學(xué)，可以豐富CAD圖形庫。

四、一體化教學(xué)實(shí)踐成效

筆者根據(jù)機(jī)械制圖課本及習(xí)題冊上內(nèi)容制作了配套的CAD課件，每個(gè)課件包括測量、手工繪圖、CAD繪圖等項(xiàng)目，由老師講清每個(gè)項(xiàng)目中所涉及的新知識(shí)以及基本操作后，再由學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手操作，老師在旁邊及時(shí)指導(dǎo)。一方面用于課堂教學(xué)，一方面回應(yīng)學(xué)生要求復(fù)制給他們，用于課余自主學(xué)習(xí)和提高。教學(xué)過程采用情境教學(xué)、分組研討和小組繪圖競賽等多種教學(xué)，師生互動(dòng)，化被動(dòng)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)會(huì)又會(huì)學(xué)。

第一，機(jī)械制圖與Auto CAD一體化教學(xué)增強(qiáng)了學(xué)生對兩門課程的學(xué)習(xí)興趣。與平行班學(xué)生相比，整合后，課堂上專注學(xué)習(xí)的學(xué)生明顯多了，課內(nèi)課外做作業(yè)更認(rèn)真，作業(yè)質(zhì)量也明顯提高了。

第二，機(jī)械制圖與Auto CAD一體化教學(xué)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)效率，有助于增強(qiáng)學(xué)生繪圖能力、識(shí)圖能力及綜合應(yīng)用能力，切實(shí)提高學(xué)習(xí)成績。兩門課與平行班相比，第一學(xué)期期末考試CAD班級平均分為95分，高出年級平均分5分，機(jī)械制圖班級平均分為83，年級平均分為74；尤其第二學(xué)期機(jī)械制圖班級平均分為70.7，年級平均分為58，差量達(dá)到了+12.70。

第三，一體化教學(xué)有利于課程間資源共享，減輕老師備課負(fù)擔(dān)。CAD教學(xué)資料比較有限，整合后，制圖課本及習(xí)題冊上內(nèi)容均可以作為CAD配套練習(xí)，而CAD教材上部分圖形資料也可作為制圖補(bǔ)充練習(xí)。如此，兩門課程資源共享，教師無須多花時(shí)間另找練習(xí)，節(jié)省了大量備課時(shí)間。

五、一體化教學(xué)反思

一是教學(xué)中既要發(fā)揮CAD輔助制圖的作用，又要避免學(xué)生過分依賴CAD繪圖，不能用CAD繪圖取代手工繪圖。

二是在CAD教學(xué)中應(yīng)以基本繪圖和基本編輯為重點(diǎn)，如《機(jī)械制圖》中各種圖形繪制所需的指令為重點(diǎn)。此外，結(jié)合機(jī)械制圖教學(xué)要求，將軸測圖、簡單三維造型納入CAD教學(xué)范圍。

三是采用課改教材后，表面上對學(xué)生的要求降低了，實(shí)際上要順利完成制圖的各個(gè)任務(wù)，準(zhǔn)確識(shí)讀組合體視圖，對學(xué)生的空間想象能力反而提出更高要求。因此，要充分借助CAD三維造型功能輔助制圖教學(xué)，提高學(xué)生的空間想象能力。

機(jī)械制圖與Auto CAD一體化教學(xué)作為一種新穎的教學(xué)方法，還必須在教學(xué)實(shí)踐中不斷探索、改進(jìn)、完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]浙江省教育廳職成教教研室組編.機(jī)械識(shí)圖[M].北京：高等教育出版社，2015.

[2]王幼龍.《機(jī)械制圖》[M].北京：高等教育出版社， 2012.

[3]浙江省教育廳職成教教研室組編.AutoCAD應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2015.

（作者單位：縉云縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校）