网站原创摘 要：机械制图被看做机械语言,是机械专业的核心课程.该课程普遍存在着教师难教、学生难学等问题,笔者根据自身教学经验,将机械制图教学与CAXA实体设计软件进行了整合,对课程中存在的问题提出了有效的解决方法,并在实践中取得了较好的教学效果.
关 键 词：CAXA实体设计机械制图教学改革
机械制图课程是中等职业学校机械类专业及近机械类专业的必修课程,通常是学生入学后学习的第一门专业课程,是机械专业的核心课程.机械制图有着较强的实践性,着重培养学生的识图能力和手工绘图能力,对学生的空间想象能力要求较高.学生如果在掌握该课程上存在较大困难,就会直接影响到后续专业课的学习,甚至会对学生今后的岗位能力产生较大影响.
机械制图是一门非常传统的课程,教学内容、教学顺序几十年来一直未有改变,近年来随着多媒体辅助教学手段的深入推广,使得教学内容直观性大大加强,但整个教学模式并没有太大的改变,学生空间想象能力培养仍然存在较大不足.因此,需对传统的教学方法和手段进行全面改革,运用新技术建立符合职校学生认知规律的教学体系.
一、机械制图教学现状分析
1.教学内容直观性、互动性较差
机械制图的传统教学手段有粉笔、黑板和模型、挂图两种,粉笔、黑板的教学方式缺乏动态,直观性差,抽象难学,模型、挂图的教学方式成本高,灵活性差,教学前期准备周期长.这些传统方式在讲解复杂视图和剖视图时更显不足,通过多媒体教学的介入可以部分解决直观性的问题,但互动性的问题并不能很好的解决.
2.教学内容与教学顺序不合理
传统机械制图教学前面几个章节主要讲解点、线、面的相关内容,通过对点、线、面及其相互位置关系定位、定量的作图训练,培养学生的空间想象能力、空间逻辑思维能力.但点线面投影作图较抽象,学生难以掌握.
3.教与学效率低下
由于受到教学内容和教学方式的限制,以教师讲授为主的教学模式,缺乏学生的主动性,难以形成“教师主导、学生为主体”的教学环境.学生的练习需要通过大量的手工仪器来完成,要消耗大量的课堂时间,教学反馈周期长,教师不能及时处理学生遇到的问题,易出现厌学、弃学的现象.
三维CAD技术的迅猛发展,给机械制图的教学改革提供了新思路：可以利用三维设计和绘图手段,将传统的教学内容以三维模型的形式呈现出来,并由三维设计图直接转化为二维图形.
二、引入CAXA实体设计软件的构想
目前我国机械行业三维设计软件非常多,例如UG、Pro/E、SolidWorks、AutoCAD等,这些软件功能强大,可以很好地完成三维模型设计,但操作较为复杂,学生在软件操作方面的学习要占用较多课时,不利于机械制图课程自身的学习,因而需要一种功能强大、操作简单、入门容易的三维设计软件.
CAXA实体设计是我国研发的集创新设计、工程设计、协同设计于一体的三维设计软件.其特点是易学易用、快速设计和兼容协同,在中职学校得到广泛的推广应用.CAXA软件具有特有三维球功能、基本体元素拖放式的操作、三维模型转换成二维图样的功能,以及符合新国标的2D零件库和构件库等功能.这些简单实用的功能,使学生能快速掌握该软件的操作,可以有更多的精力用于机械制图课程的学习,而不是学习如何使用软件.
根据CAXA实体设计软件的特点,笔者将该软件引入到机械制图课程教学中来,并利用软件自身的特有功能,进行了与之相适合的机械制图课程改革.
三、教学改革的探索与实践
1.调整教学内容,注重课程与生产实际结合
（1）制图的基本知识与CAXA基本指令相结合.机械制图的第一章主要讲解绘图的国家标准和各类手工绘图工具的使用,现将这部分内容与软件基本指令对应起来讲授,如图框与标题栏选择、各类线型、字体、尺寸标注标准、直线与圆弧相关知识点等,如此不但节约课时,而且提高了教学效率.
（2）将点、线、面的投影和基本体投影相结合.传统教学中投影几何的内容占用大量的课时,学生难以掌握.经过长期的教学实践和个人经验总结,笔者认为点、线、面虽然是基本体与组合体的基础,但它们的前后逻辑关系并不紧密,在真正绘图与识图中的应用较少,完全可以穿插在基本体的教学中,并减少投影几何的内容,使原本抽象的内容具体化.
（3）针对长三角地区外贸加工较多的实际情况,及时调整教学内容,如第三角投影（美国、日本等使用）与第一角投影（中国、欧洲各国使用）之间相互关系,增加英制标注的相关知识,以适应新形势的要求.
2.改变教学方式,充分利用CAXA软件自身功能
新型的教学课堂要形成“教师主导、学生为主体”的教学环境,将CAXA的各种功能与机械制图的基本教学内容有机地融合在一起,使学生在深刻理解和掌握投影制图基本理论和方法的同时,具备熟练的计算机绘图技能.笔者在以下几个方面进行了实践.
（1）利用三维建模完成基本体和组合体的教学.利用CAXA软件的元素拖放功能或拉伸、旋转等基本操作形成三维实体造型,进行并集、差集、交集等编辑操作,最后由三维模型生成二维三视图,使学生在大脑中初步形成空间立体与平面图的对应关系,有效地提高空间想象能力和思维能力.
（2）利用截切和分割功能完成各类剖视图的教学.剖视图是机械制图中的重点和难点,对空间想象要求较高,传统的各类教学方法都不能很好解决这一问题.现在可以利用软件的指令,先将零件的三维模型建立出来,然后利用截切和分割去除遮挡的部分,这样就能清楚看到零件的内部形状.
（3）利用三维球功能完成向视图和旋转视图的教学.具体做法是给学生已经建好的三维模型,然后利用软件的三维球功能,从各个方向或各个角度对模型进行观察,把观察到的结果用平面图形绘制到图样上.
（4）利用软件完成复杂装配图的绘制.机械制图的最后一个章节,要求学生能够绘制一张完整的装配图,在以前的教学中由于受到各类硬件条件的限制,不能很好地完成这项训练.现在可以在软件上完成.通过这种方法,可以让学生掌握机械制图的各类表达方法和规范,同时也能对软件的各种功能进行综合练习.
3.改善反馈环节和互动环节,提高课程教学效率
传统的机械制图课难学,其中一个非常重要的因素就是教学反馈与互动不及时、不准确.这是机械制图课自身特点决定的,其教学反馈与互动大都需要手工绘制的方式完成,学生绘图和教师读图需要花费大量的时间.但利用CAXA软件可以非常好解决这一问题.
例如要检验学生二维转三维的空间想象能力,可以给学生一份二维视图,让学生根据自己的理解,利用软件绘制三维立体模型,这样教师可以直观地找出学生存在的问题,并进行及时的讲解,使学生能在最短的时间内纠正误差.
四、结束语
CAXA实体软件与机械制图相结合的新型教学模式,通过一年多的实践,获得了很好的效果.学生的空间想象、制图、识图、自学能力都得到了很大的提高.随着软件功能的不断更新,新的设计理念的不断出现,对课程改革提出更新、更高的要求,因此,课程改革还要不断完善.