高職《機(jī)械制圖與CAD》課程教學(xué)有效路徑的探索與實(shí)踐

【摘要】從高職機(jī)電類專業(yè)機(jī)械制圖、CAD兩門課程在課程體系中的重要作用和教學(xué)中存在的問題入手，探討了兩門課程有機(jī)融合后而設(shè)置《機(jī)械制圖與CAD》課程的原因，且對課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)組織形式的改革方面進(jìn)行了探索。把CAD軟件的實(shí)操訓(xùn)練融入到機(jī)械制圖的理論知識教學(xué)中，更有利于充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)習(xí)效率和教學(xué)效果。探索提高《機(jī)械制圖與CAD》課程教學(xué)質(zhì)量的有效路徑應(yīng)該是高職院校教學(xué)改革努力的方向。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械制圖 CAD 融合 教學(xué)改革

0引言

《機(jī)械制圖與CAD》課程是在以往高職院校開設(shè)的機(jī)械制圖、CAD兩門課程教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上理論與實(shí)操相互融合而形成的?！稒C(jī)械制圖與CAD》課程改變了高職院校專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中機(jī)械制圖、CAD兩門課程先后分兩個學(xué)期開設(shè)而存在的內(nèi)容銜接不足。有效的機(jī)械制圖與CAD課程內(nèi)容安排和教學(xué)方法，將決定該課程的教學(xué)效果，對培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)和職 業(yè)能力起著舉足輕重的作用。

1 機(jī)械制圖課程和CAD課程的關(guān)系

機(jī)械制圖課程是一門機(jī)械工程語言，以機(jī)械零件、部件和機(jī)器為對象，研究機(jī)械圖樣的繪制和識讀的基本原理、規(guī)定和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的制圖能力與空間思維能力，并能學(xué)習(xí)貫徹機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定的課程。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)，掌握機(jī)械制圖的一般知識，具備識讀與繪制中等復(fù)雜程度的零件圖和簡單裝配圖的能力，具備零件測繪和識讀第三角投影機(jī)械圖樣的初步能力。

CAD（Computer Aided Design）課程是借助計(jì)算機(jī)和設(shè)計(jì)軟件，對設(shè)計(jì)對象進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的一類計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程。常用的設(shè)計(jì)軟件有AutoCAD、UG、Pro/E、Solidworks等軟件，可以完成設(shè)計(jì)對象的平面圖形及三維圖形。對于初學(xué)者來說，AutoCAD軟件是一種易于入門的CAD繪圖軟件，也是當(dāng)前我國許多高職院校相關(guān)工科類專業(yè)的學(xué)生必須學(xué)習(xí)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。AutoCAD課程的主要內(nèi)容包括：軟件系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置;平面圖形的圖層設(shè)置和管理、繪圖命令、圖形編輯、圖塊的創(chuàng)建和使用、尺寸標(biāo)注及文本注釋;三維實(shí)體模型的構(gòu)建等。通過CAD課程的學(xué)習(xí)，能進(jìn)一步開發(fā)學(xué)生空間想象能力，用高效的電子繪圖取代了低效的手工繪圖。

在以往高職院校的專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中，把《機(jī)械制圖》與《CAD》這兩門有關(guān)系的教學(xué)內(nèi)容割裂開來分兩學(xué)期講授。因?yàn)榻虒W(xué)內(nèi)容、知識鞏固程度等方面的不連續(xù)性，教學(xué)效果不是很理想，比如因?yàn)槭艿绞止だL圖效率低的限制，繪圖練習(xí)量不多，導(dǎo)致《機(jī)械制圖》課程中的一些機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)得不到很好的應(yīng)用和鞏固，還有隨著時間的推移學(xué)生很容易遺忘國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求;還有一些較復(fù)雜的圖形，手工制圖不如計(jì)算機(jī)繪圖精確，甚至無法完成，導(dǎo)致《機(jī)械制圖》課程中的知識點(diǎn)無法得到實(shí)踐性的驗(yàn)證，會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。職業(yè)學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)是在有限的校內(nèi)學(xué)習(xí)階段，讓學(xué)生掌握更多的實(shí)用性技術(shù)，培養(yǎng)技術(shù)技能型人才。在教學(xué)中，各級職業(yè)學(xué)校的教師和教學(xué)管理部門注意到了以上這些問題，提出了專業(yè)課程體系中課程的綜合。課程綜合就是打破原有專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的系統(tǒng)性、獨(dú)立性，強(qiáng)調(diào)課程設(shè)置的實(shí)用、夠用的原則，對關(guān)聯(lián)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化組合，從而減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提高教學(xué)效果。

在高職院校機(jī)電類專業(yè)課程體系中，《機(jī)械制圖》與《CAD》這兩門課程都具有以培養(yǎng)學(xué)生空間想像能力，掌握繪圖方法的教學(xué)目標(biāo)共性。隨著計(jì)算機(jī)的普及，完全可以用CAD軟件來完成《機(jī)械制圖》課程中的手工繪圖部分。在以《機(jī)械制圖》課程為制圖理論的基礎(chǔ)上，用CAD軟件來完成實(shí)踐教學(xué)，將達(dá)到理實(shí)結(jié)合，事半功倍的效果。教學(xué)內(nèi)容的合理安排和有效的教學(xué)活動組織，必定會明顯提高教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

2提高《機(jī)械制圖與CAD》課程教學(xué)質(zhì)量的有效途徑

在高職院校開設(shè)《機(jī)械制圖與CAD》課程的主要目的和任務(wù)是以繪制和閱讀機(jī)械圖樣的基本原理和基本方法為主要內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生的制圖能力和空間思維能力為目的，使作為初學(xué)者的學(xué)生盡可能快地理解機(jī)械制圖的相關(guān)理論、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及CAD的基本繪圖方法和技術(shù);掌握機(jī)械零件、產(chǎn)品的二維圖形繪制及三維模型建立;培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)機(jī)械制圖的實(shí)踐動手能力和數(shù)字化繪圖能力?！稒C(jī)械制圖與CAD》課程在實(shí)際教學(xué)過程中也存在一些教學(xué)內(nèi)容組織和教學(xué)方法的改進(jìn)問題。筆者通過幾年高職的《機(jī)械制圖與CAD》課程教學(xué)，對《機(jī)械制圖》與《AutoCAD》兩門課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)組織方面進(jìn)行了融合優(yōu)化，在實(shí)際教學(xué)中總結(jié)了一些行之有效的課程教學(xué)方法，供同行們參考借鑒。

2.1教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

打破《機(jī)械制圖》與《AutoCAD》兩門獨(dú)立課程的教學(xué)內(nèi)容編排，充分體現(xiàn)《機(jī)械制圖與CAD》課程“理論+實(shí)操”的教學(xué)內(nèi)容安排，使兩門課程有機(jī)融合，相互補(bǔ)充。教學(xué)內(nèi)容主要體現(xiàn)為以下三個模塊：

教學(xué)模塊一：制圖基本知識及作圖基本技法 本教學(xué)模塊的教學(xué)內(nèi)容主要包括機(jī)械制圖的圖紙幅面、格式等的基本規(guī)定、機(jī)械制圖常用工具的使用方法;幾何作圖的基本技能和平面圖形繪制的基本步驟、尺寸標(biāo)注等理論知識。同時結(jié)合理論知識紹AutoCAD軟件的界面、系統(tǒng)電子繪圖模板以及基本操作，為后期的平面、立體圖形的繪制奠定基礎(chǔ)。

教學(xué)模塊二：投影基礎(chǔ)? 本教學(xué)模塊的教學(xué)內(nèi)容主要包括投影法的基本知識;三視圖的形成及投影規(guī)律;點(diǎn)、直線和平面的投影特性、三視圖的形成、軸測投影、截交線和相貫線、組合體等理論知識。同時結(jié)合三視圖“長對正、高平齊、寬相等”的投影規(guī)律，利用AutoCAD軟件功能，實(shí)操三視圖、三維圖的電子繪圖。通過大量手工和軟件繪圖練習(xí)，鞏固和提升投影規(guī)律在繪圖中的應(yīng)用。

教學(xué)模塊三：專業(yè)機(jī)械制圖? 本教學(xué)模塊的教學(xué)內(nèi)容主要包括基本視圖、向視圖、局部視圖及斜視圖等圖樣畫法;標(biāo)準(zhǔn)件和常用件規(guī)定畫法;零件圖和裝配圖圖形及標(biāo)注等理論知識。結(jié)合AutoCAD軟件的繪圖及編輯命令、圖層、圖幅、圖形特性管理等功能，以圖形實(shí)例任務(wù)的形式，規(guī)范繪制各類圖樣，以提高制圖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在機(jī)械圖樣中的應(yīng)用能力和繪圖水平。

2.2教學(xué)組織形式優(yōu)化

改變傳統(tǒng)的普通課室教學(xué)地點(diǎn)。安排帶有黑板的電腦房教學(xué)，便于機(jī)械制圖理論知識的講授和示范，以及AutoCAD軟件繪圖實(shí)操，在講授一個知識點(diǎn)時可以先理論后實(shí)操形式進(jìn)行課堂教學(xué)組織。教學(xué)地點(diǎn)的變化，消除了單純理論知識學(xué)習(xí)的枯燥現(xiàn)象，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升課程的教學(xué)效果。

以軟件繪圖取代部分手工繪圖?！稒C(jī)械制圖》中的畫法幾何部分可以刪除，或讓學(xué)生簡單了解一下是可以的，但不應(yīng)作為手工技能來進(jìn)行重點(diǎn)練習(xí)，板圖作業(yè)應(yīng)放在AutoCAD中進(jìn)行。在AutoCAD中，畫橢圓很方便，并且可以通過設(shè)置正交模式、對象捕捉、等軸測追蹤，三視圖及等軸測圖很好繪制，所以投影、三視圖、軸測圖的畫法也可放在AutoCAD中進(jìn)行介紹。

利用立體圖分析平面圖。我們在教學(xué)中體會到組合體視圖是《機(jī)械制圖》中的一個教學(xué)難點(diǎn)問題。主要是因?yàn)橛捎谌狈σ恍┠Ｐ?，學(xué)生很難想像出由形體疊加、切割、相貫形成的組合體空間相交線、截交線、相貫線的平面視圖表達(dá)?，F(xiàn)在，我們可以先采用AutoCAD的三維繪圖功能繪制組合體的三維模型，利用立體圖去幫助分析和繪制組合體平面視圖，問題就迎刃而解了。組合體視圖重點(diǎn)培養(yǎng)的是學(xué)生的空間想像能力，能為后續(xù)知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

甩開圖板，繪制與識讀零件圖、裝配圖。零件圖、裝配圖的繪制與識讀應(yīng)為本課程的重點(diǎn)，是我們高職院校學(xué)生必需掌握的知識，是就業(yè)后用得最多的知識點(diǎn)，也是機(jī)電行業(yè)用人單位招聘員工時重點(diǎn)要考察的內(nèi)容。在用AutoCAD軟件繪制零件圖和裝配圖時，零件圖和裝配圖的標(biāo)題欄有樣板文件可以調(diào)用;視圖可以用AutoCAD命令繪制;尺寸可以結(jié)合AutoCAD中尺寸標(biāo)注命令和設(shè)置標(biāo)注樣式完成;技術(shù)要求可應(yīng)用表面粗糙度塊的屬性設(shè)置和文字輸入完成。零件圖、裝配圖識讀的教學(xué)可以從標(biāo)題欄、視圖、尺寸、技術(shù)要求四方面來進(jìn)行，可以把AutoCAD繪制的零件圖和裝配圖做成幻燈片來進(jìn)行講解。這樣，我們可以甩開圖板，用AutoCAD軟件完成零件圖和裝配圖的繪制和識讀，徹底改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，增加了教學(xué)的直觀性和趣味性。

3結(jié)束語

CAD軟件的出現(xiàn)，大大豐富了機(jī)械制圖的教學(xué)內(nèi)容和形式，改變了傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)方法，是一場制圖教學(xué)的革命。在《機(jī)械制圖與CAD》課程教學(xué)中，教師應(yīng)把CAD作為輔助教學(xué)手段來處理，學(xué)生應(yīng)把它作為一種工具來使用。CAD軟件除了AutoCAD，還可以利用UG、Pro/E、Solidworks等三維繪圖軟件來繪制較復(fù)雜的三維實(shí)體圖，推動制圖教學(xué)改革，使高職的機(jī)械制圖教學(xué)朝著更加先進(jìn)和高效的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：劉衛(wèi)東（1975-）男，機(jī)械工程碩士，講師，高級技師，研究方向：機(jī)械制造工藝。