整合机械制图与CAD课程一体化教学改革的

摘 要：随着时代的发展,机械制图和CAD这两门课程已经有机地结合在一起.为了促进该课程的发展,人社部要求进行一体化课改,采用“工学结合”一体化的教学模式进行教学.笔者结合教学实际情况,对整合两门课程进行一体化教学作了分析,并针对课程的开设提出一些建议.

关 键 词：机械制图CAD一体化教学整合

在职业院校中,机械制图为实践性较强的专业基础课程,是机械专业进一步学习其他专业知识的基础.近年来,针对机械制图课程的开设,提出的观点分为两种：一是机械制图与CAD两门课程各自独立存在,两者没有任何联系；一是机械制图课程完全能被CAD课程所取代.这两种观点都是对两门课程之间关系的一种不正确的认识.只有把两门课程有机地结合在一起工学结合,才能有效地提高机械制图的教学质量和教学效率,全面提高学生的综合素质与职业能力.

一、机械制图与CAD教学现状分析

1.机械制图的教学现状

在职业学校中,机械制图这门课程主要是对学生绘图、识图以及制图能力的培养.保证学生能够熟练准确地掌握正投影的相关理论知识,掌握绘制图样的最基本常识、读图能力、绘图的基本方法以及部分绘图技能,培养学生的空间想象能力以及养成作图的良好习惯,这些都是学习机械制图的目的.机械制图需要培养学生的空间想象力.传统的教学模型与挂图的教学方式很难调动学生的学习积极性,而且在使用模型与挂图的过程中存在着极大的局限性,使得学生的思维能力也将大大下降,在对以后学习内容和课程的学习中,学生明显在读图方面感到吃力.特别是在学时少,学习内容多的情况下,单一的机械制图教学模式,将导致学习效率下降.

2.CAD的教学现状

近来,在多数职业学校中的CAD教学中,学校仅仅重视软件功能与应用技术的系统性,缺少针对性,因而CAD的实用价值反而不能让学生真切地感受到.此外,CAD教学与相关的学科联系不紧密,而且学校中学生在识图与绘图方面的能力严重不足,对技术的要求不能很好地理解,且不能够遵守企业的需求与意图,正确地绘制零件图及装配图.同时,在教学中,很多老师并非机械专业出身,虽然知道如何操作AutoCAD,但是因为不能将机械专业知识与技能联系在一起,也不能进行清晰的讲解.再有,就是技校学生基础本身就差,因而在使用AutoCAD对零件图和装配图进行绘制的时候,很难准确地画出,更别说通过软件来设计和制造机械了.

学校在对企业和毕业学生做了大量调研的基础上,明确了机械制图课程的开设要整合机械制图与CAD进行一体化教学.

二、充分利用工学结合的教学优势

1.工学结合,通过经典案例带着目的学习

目前,我国职业教育实行“2+1”模式,就是要让学生进入工厂实践.因此,我们可以运用学校资源和校企合作的资源,选取难度适中的案例进行教学.主要考虑到以下几点：一是案例的代表性,内容的囊括性,二是难度适中,三是紧扣教学任务,体现思维力、分析力、动手能力的提升.

机械制图教学的完成需要进行实践活动,换言之就是大量的机械绘图.手工机械绘图工作太过繁重,并且效率低下,因此,需要采用高效率的CAD绘图代替手工机械制图.通过工学结合,把企业的图样引进到教学中,让学生尽早适应企业的需求.

2.通过学生参与,调动其积极性,优化学习效果

从顶岗实习的反馈来看,很多时候教师认为学生掌握得比较好的内容,在学生进入真正的岗位之后,也容易出现问题.这就让我们反思,是不是我们的检测手段太过模式化.

在教学中,我们要将机械制图与CAD两门课程实现有机地结合起来.在理论课堂中,教师要以机械制图为主,将传统的模型与图样的教学方法彻底地摒除,全部改由CAD软件来进行教学.在课后完成作业中,图纸、图板等绘图方式也应完全弃用,让学生使用计算机完成绘图.在课堂上,教师可以让学生对传统的绘图知识与理论进行了解,并适当地体验和尝试传统手工绘图的方法,以此来培养工科学生严谨认真的学习态度与工作态度.学生通过这种工学一体的模式,既能够将机械制图的宏观制图能力调动起来,同时又能够将CAD的具体操作能力结合起来,这是课堂板块教学所达不到的一种自然状态.

三、机械制图和CAD的一体化教学设计

机械制图与CAD课程是一门重点培养学生看图、识图能力与CAD软件绘图技巧有机结合的课程.在课程中,CAD软件主要作为一种工具被应用在教学中.机械制图主要是对正投影法、三视图以及草画轴测图、简单图样表达、零件图草绘等内容的讲解,也是学生学习制图所需要的最基础的技能.在CAD课程中,几何图、复杂组合体与图样表达法、零件图以及装配图等制图内容实现一体化.老师利用较少的课时就能够对机械制图有效地讲解,而将更多的时间放在CAD一体化教学中.

对此,我们结合教学实例对机械制图与CAD的整合教学进行介绍.

1.注重检测学生CAD制图的规范,加大制图原理的强化

机械制图最根本的基础正是《机械制图》国家标准,同时也作为机械工业生产中一种最根本的技术文件.把图样幅面、标题栏、字体、比例以及线型等放置在“CAD的基本设置”中进行讲解.

2.零件图的识图以及绘制需要掌握的重点

学生在参加工作之后,工作内容都离不开看图,因而在教学中,我们把识图与绘制零件图作为重点项目进行教学.在该课程中,每一个零件图被当做单一的项目,CAD软件教学主要是对绘图进行训练.一般来说,绘图训练主要是针对技巧与方法的要求.尺寸的标注内容一般放在零件图学习中,主要通过标注零件图的尺寸对如何设置尺寸标注样式和如何使用尺寸标准命令等进行详细的讲解.在技术要求中,我们对表面粗糙度的讲解,主要是按照属性设置进行,通过形位间的公差快速地对其进行设置标注,其中,极限尺寸要使用文字注释的方法进行标注.3.在其他具体问题中的机械制图原理重点

CAD在机械制图国际标准的应用中,其重点与难点是机械制图与CAD组合的内容,第三视图的补充、图线的补缺,也是其中的重要内容.通常,在机械制图中,多是通过简单的形体例子来进行分析,复杂的形体则通过CAD建模,通过一些实体模型让学生在课堂中练习三视图,通过二维视图让学生建立三维的实体.这是一个先易后难的教学过程,采用形体分析法与线面分析法来对实体模型进行分析,通过分析与参照实体的模型进行具体的讲解.通过叠加法、切割法以及讲解与练习的结合,运用在三维实体中,很好地实现二维视图.例如,形体的前后、左右及上下视图可以通过对实体的自由旋转来实现.在课堂中,教师多采用引导的方式,让学生自己动手操作,通过具体实际案例的训练,让学生不再觉得制图课有难度,反而感到课程的生动与趣味,大大提高了学生的学习兴趣.

4.使用CAD剖视图教学

剖视图是用来表示物体内腔结构的方法.当视图中存在虚线、虚线与实线重叠,难以用视图表达机件不可见部分的形状时,或者当视图中虚线过多,影响到图形清晰、影响标注尺寸时,常常需要用剖视来表达.在讲解时,多采用一些形体简单的例子来分析,至于一些形体复杂的例子,则可以通过CAD软件进行详细的剖析.通过CAD软件的零件建模,然后运用剖切功能将零件剖开,对其中的孔、槽等结构进行分析.教师在不同位置剖切平面,逐一对形体进行剖切,分析剖切位置对剖视图画法产生的影响,由此加深学生对剖视图的理解,并熟练地掌握这种方法.使用CAD剖视图（如图1）能够为老师讲课带来很多便利,提高了课堂教学质量,并且能够引导和带动学生学习的积极性和主动性,在短时间内就能将教学任务有效完成,取得事半功倍的效果.

5.使用CAD掌握对装配体整体的认识

学生对装配体缺少整体上的认识,对装配体的结构、工作原理、零件间的装配、链接以及主零件的结构形状认识不足.在装配体的教学过程中,传统的教具模型和图例教学方式远远不能满足教学的需求,因而CAD的利用就成为一种必然地选择.教师可以将多个三维实体零件组合在一起形成装配体,并对此进行模拟装配.还可以通过零件模型（如图2）,让学生了解每一个装配体的真实形状,清楚地掌握零件间的关系和动力传动的具体路径.

图2台虎钳装配图

6.适当拓宽CAD制图的运用范围

教师根据学生的就业实际和兴趣需要,可以适当拓宽软件的应用范围,例如建筑、电子等专业,但在教学尝试中要遵循机械制图或者相关制图的标准和原理.

CAD软件为机械制图教学带来了极大的直观性与趣味性,也有效地提高了教学质量和教学效果.

四、结论

机械制图与CAD一体化教学,将不同学科中的理论知识与技能穿插在一起,并运用于整个教学过程中,让学生通过对教学项目的学习,熟练掌握相关专业知识与操作技能.随着教学项目的进行,学生的创新能力与解决问题的能力得到了极大的进步与提高,老师也得到了锻炼和提高,特别是在专业理论和专业技能的综合能力方面得到了有效提升.

[3]唐克中等.画法几何及工程制图（第三版）[M].北京：高等教育出版社,2002.

[4]杨晓琪.《机械制图》与《CAD》一体化教学[J].教学研究,2011（10）.

（作者单位：广东茂名市第二高级技工学校）