AutoCAD輔助《機(jī)械制圖》的案例教學(xué)

馬培勇 劉文靜

摘要：本文針對高職院校機(jī)電專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋情況，在傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上，用AutoCAD繪圖功能輔助講解《機(jī)械制圖》課程中的教學(xué)內(nèi)容，改革傳統(tǒng)的《機(jī)械制圖》教學(xué)模式，使抽象的知識形象、直觀，提高授課效率，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

Abstract： This paper aims at the learning feedback of mechanical and electrical students in higher vocational colleges，on the basis of traditional teaching，using AutoCAD drawing function to help explain the teaching content of mechanical drawing course，reform the traditional teaching mode of mechanical drawing，make abstract knowledge vivid and intuitive，improve teaching efficiency and stimulate students' thirst for knowledge.

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖;AutoCAD;教學(xué)效果;建模

Key words： mechanical drawing;AutoCAD;teaching effect;modeling

中圖分類號：G718.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）19-0249-02

1? 概述

傳統(tǒng)的《機(jī)械制圖》教學(xué)，教師多運用掛圖、模型及含平面圖片的多媒體的教學(xué)方式。教學(xué)中，一方面由于模型的數(shù)量及種類不全;另一方面，大部分學(xué)生初次接觸，腦海中的機(jī)械結(jié)構(gòu)立體概念較少，在學(xué)習(xí)中有一定的局限性、不直觀，由二維平面投影想不出物體的立體三維形狀，而且不利于合堂教學(xué)，教學(xué)效果不夠理想。另外，在講解課程內(nèi)容的零件圖、裝配圖復(fù)雜圖形時，很難在黑板上繪制圖樣進(jìn)行表達(dá)，極大地影響授課質(zhì)量和教學(xué)進(jìn)度。傳統(tǒng)的教學(xué)方法不利于有效地完成教學(xué)任務(wù)，提高授課質(zhì)量，亟需在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上做課程教學(xué)方法改革。于是，筆者對《機(jī)械制圖》教學(xué)方法的創(chuàng)新進(jìn)行了研究。下面筆者就以“開門見山”的方式簡單地把在課堂教學(xué)中的做法與同仁們商榷。AutoCAD作為一款繪圖軟件，在一定程度上替代了傳統(tǒng)的手繪，改革創(chuàng)新了傳統(tǒng)的《機(jī)械制圖》教學(xué)模式，方便了教師的教和學(xué)生的學(xué)。下面以舉例的形式，用AutoCAD的繪圖功能來輔助講解《機(jī)械制圖》課程中內(nèi)容和習(xí)題，通過實例來說明AutoCAD在《機(jī)械制圖》教學(xué)中的實際應(yīng)用。

2? AutoCAD案例講解《機(jī)械制圖》中的理論知識

2.1 平面圖形的畫法? 平面圖形由各種線段連接組成的，線段之間的連接關(guān)系和相對位置連是由給定的已知尺寸來確定。在平面圖形中，有的尺寸全部給全，能夠直接繪制圖形;有的尺寸沒有全給，要按照相切的連接關(guān)系才繪制出。繪制圖形時，先讀圖搞懂尺寸和線段間的連接關(guān)系，才能確定繪制平面圖形時按什么順序，從何處著手作圖。

在講解平面圖形圓弧連接內(nèi)容時，存在課本內(nèi)容實例和習(xí)題集中的練習(xí)題尺寸較大，木制圓規(guī)滿足不了、且傳統(tǒng)授課方式存在繪圖效率低、誤差大等問題。在用傳統(tǒng)授課經(jīng)驗講解理論知識的基礎(chǔ)上，按照繪圖步驟采用AutoCAD繪圖工具欄中的圓命令中的切點、切點、半徑（T）功能，可快速、準(zhǔn)確地完成圖樣，再標(biāo)示出求圓心的做法，讓同學(xué)們反思做題步驟，提高授課質(zhì)量和效率。

2.2 軸測圖的畫法? 通過正投影法獲得的多面投影視圖的優(yōu)點是能正確地反映物體的結(jié)構(gòu)形狀，好度量，作圖也簡便;缺點是不直觀、不形象，必須具備一定的讀圖能力才能看懂。為方便讀圖，工程上常采用有一定立體感的軸測投影視圖來表示形體結(jié)構(gòu)來幫助讀圖。軸測投影圖雖然直觀性好，但缺點度量性差，作圖有些復(fù)雜，所以一般作為輔助性圖樣來使用。在講解正等軸測圖內(nèi)容時，圓的畫法變成了“橢圓”，用“菱形四心法”手繪橢圓講解習(xí)題效率太低（特別是圓、圓弧較多的復(fù)雜圖形）。另外，在做關(guān)于“補(bǔ)視圖和補(bǔ)缺線”相關(guān)內(nèi)容有難度的習(xí)題時，大部分同學(xué)根據(jù)給定的已知條件很難想像出立體形狀，不知如何做題，雖然學(xué)生們懂得三視圖的投影規(guī)律：主、俯視圖長對正;主、左視圖高平齊;俯、左視圖寬相等，也很難做題，因想不出立體形狀，用三視圖投影規(guī)律連線畫不出正確的形狀，故經(jīng)常用AutoCAD繪制軸測圖的方式輔助講解。在傳統(tǒng)授課經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，采用AutoCAD繪制軸測圖，橢圓可直接生成，再加上復(fù)制功能較快地繪制出正等軸測圖，輔助講解空間結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的補(bǔ)缺線、補(bǔ)視圖習(xí)題，可極在地提高授課效率，同時，激發(fā)學(xué)生的求知欲。軸測圖的繪制是也是培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的重要手段之一。

2.3 切割類組合體的畫法? 在做切割類組合體的習(xí)題內(nèi)容時，學(xué)生很難把基本體被切割而生成的切割線輪廓結(jié)構(gòu)想像出來并繪制。在傳統(tǒng)授課經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，用AutoCAD結(jié)合傳統(tǒng)的繪圖步驟，用AutoCAD繪制的三維切割模型加之三維動態(tài)觀察和六視圖生成功能進(jìn)行對比輔助講解，真正理解了平面幾何體和曲面幾何體求點的規(guī)律以及可見性的辨別，培養(yǎng)了學(xué)生空間想像能力，加深了理解。如圖1所示。

2.4 斷面圖的畫法? 在學(xué)習(xí)斷面圖內(nèi)容時，通過二維圖形想象出斷面處的三維結(jié)構(gòu)形狀有些困難，而且很容易把斷面圖與剖視圖混淆。在傳統(tǒng)授課方式的基礎(chǔ)上，用AutoCAD建模通過切割、旋轉(zhuǎn)等功能一步步用多媒體輔助講解，更形象直觀、加深了印象和理解，解決了傳統(tǒng)授課模型不易觀察且有局限性等問題。如圖2所示。

2.5 相貫線組合體的畫法? 在講解相貫線內(nèi)容對于在比較抽象的回轉(zhuǎn)體上求相貫線時，在傳統(tǒng)授課經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，用AutoCAD繪制出的立體圖并演示生成步驟加深想象，與二維圖形進(jìn)行比較，分別用不同顏色的線來表示出特殊點和一般點，完成繪圖去掉多余線條，再用AutoCAD的動態(tài)觀察和六視圖生成功能輔助講解清晰易懂。如圖3所示。

2.6 剖視圖（全剖、半剖、局部剖）內(nèi)容的畫法? 在講解剖視圖內(nèi)容時，初學(xué)者對剖視圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形狀很難想清楚，在傳統(tǒng)授課經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過AutoCAD繪制立體圖，然后使用AutoCAD的“差集和并集”功能進(jìn)行切割，用不同的顏色標(biāo)示出繪制剖面符號的剖切面，直觀地顯示出機(jī)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，三維與二維圖形的比較，一目了然，理解的更深刻，也有利于習(xí)題集全剖、半剖和局部剖練習(xí)題內(nèi)容的講解，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的空間思維能力。

2.7 尺寸標(biāo)注內(nèi)容及習(xí)題的講解? 尺寸標(biāo)注內(nèi)容相對繁瑣，傳統(tǒng)的授課方式效率低且不便于習(xí)題的講解，尤其是尺寸較大、圓弧連接的圖形，利用多媒體課件講解印象不是很深刻。在傳統(tǒng)授課經(jīng)驗基礎(chǔ)上，使用AutoCAD的尺寸標(biāo)注功能來輔助講解線性、半徑和直徑等標(biāo)注習(xí)題，可大大提高授課效率，清楚明了，印象也深刻。如圖4所示。

2.8 組合體視圖? 在講解組合體的內(nèi)容時，傳統(tǒng)的授課方式不利于講清組合體的表面連接關(guān)系和可見性的判別。使用AutoCAD畫出基本體，然后進(jìn)行疊加或切割就能直觀地看到基本體之間的表面連接關(guān)系和可見性。同時，使用AutoCAD軟件的動態(tài)觀察功能，根據(jù)組合體視圖中主視圖的確定原則進(jìn)行形體分析，從而確定主視圖的投影方向。科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，AutoCAD被廣泛應(yīng)用，在機(jī)械設(shè)計制造及其它領(lǐng)域中產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響，已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中機(jī)械設(shè)計制造的基礎(chǔ)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，AutoCAD繪圖技術(shù)越來越體現(xiàn)出與現(xiàn)實生活、工作、學(xué)習(xí)密不可分的關(guān)系，特別是在學(xué)校教育教學(xué)過程中，其技術(shù)的作用與地位，更能表現(xiàn)出教師在實施教育教學(xué)過程中教育技術(shù)所占的地位，已成為教師實施教育教學(xué)內(nèi)容的重要手段。

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