福建 王銀璐

技校計算機輔助機械制圖教學(xué)新體系

福建 王銀璐

機械制圖的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力和幾何分析能力。在教學(xué)過程中，要適當(dāng)結(jié)合生產(chǎn)實際，突出應(yīng)用，加強訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生“從實際生產(chǎn)出發(fā)考慮問題的關(guān)鍵”。在適應(yīng)目前企業(yè)要求的情況下，課程的教學(xué)內(nèi)容和模式得到優(yōu)化，可以不增加本課程學(xué)時數(shù)的前提下，刪除某些傳統(tǒng)過時的內(nèi)容，把AutoCAD課程融合進(jìn)來，書機結(jié)合，互補教學(xué)，使機械制圖課程形成手工繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖并舉的新格局。

內(nèi)容精煉實用；互補學(xué)習(xí)；書機結(jié)合；情景結(jié)合

圖樣被喻為“工程界的語言”，機械制圖是機械專業(yè)學(xué)生必須具有的基本功。技工院校擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)企業(yè)技能型人才的任務(wù),尤其要加強對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。而機械制圖課程教學(xué)將為學(xué)生將來的實踐學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，是學(xué)生進(jìn)行專業(yè)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、日后投入專業(yè)知識應(yīng)用、設(shè)計加工工作的鋪墊。因此，建立高職、中職機械制圖課程教學(xué)新體系,既要改造教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段,改變學(xué)時數(shù),又要讓學(xué)生深刻的了解機械相關(guān)零件的圖樣表達(dá)方式，系統(tǒng)掌握機械制圖、讀圖和繪圖基本知識,強調(diào)徒手繪圖與計算機繪圖相結(jié)合、三維實體造型與二維繪圖并舉,適當(dāng)保留尺規(guī)作圖,熟練應(yīng)用計算機繪圖。

將《機械制圖》和《AutoCAD》兩門課程有機結(jié)合的教學(xué)改革，能夠激發(fā)學(xué)生興趣，有效提高學(xué)習(xí)效率，更直觀的讓學(xué)生從抽象的空間想象當(dāng)中解放出來，更好地培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力、繪圖能力、讀圖能力等。

一、機械制圖理論教學(xué)亟待改革的原因

當(dāng)前技工院校學(xué)生主要來自于初中、高中階段成績落后群體，他們存在以下特點：學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱、缺乏學(xué)習(xí)主動性、沒有學(xué)習(xí)壓力、專業(yè)認(rèn)識一知半解或完全不解。因而，理論教學(xué)課程的教學(xué)工作如果無法適應(yīng)技校生特點，便會造成事倍功半的后果。

在我院機械加工、模具、汽修等專業(yè)中，機械制圖課程是必須掌握的一門實踐性和應(yīng)用性較強的技術(shù)基礎(chǔ)課。為了鑒定良好的技能實際操作基礎(chǔ)，第一學(xué)年教學(xué)計劃中即安排機械制圖課程，而理論教學(xué)方法卻經(jīng)常給教學(xué)工作帶來反效果。

傳統(tǒng)的《機械制圖》課程教學(xué)模式，是根據(jù)教學(xué)大綱要求，在教學(xué)方法和教學(xué)手段上常利用教學(xué)模型和掛圖，再輔以三角板、圓規(guī)等在黑板上繪制圖形，向?qū)W生講解繪圖原理、方法和實際操作，學(xué)生需要通過大量的練習(xí)鞏固知識。對于高校學(xué)生來說起到了預(yù)期的良好效果，而對于大部分技校生來說，他們沒有學(xué)習(xí)壓力，學(xué)習(xí)主動性差，練習(xí)完成量不足，這種教學(xué)手段并不能讓所有學(xué)生達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。大部分學(xué)生空間思維能力并不能形成構(gòu)架，從而導(dǎo)致后續(xù)實際操作讀圖吃力。沿用舊的教學(xué)方法不能符合技校生本身學(xué)習(xí)的功利性特點，如果運用直觀的計算機軟件課程，既可以提高學(xué)生的興趣，豐富的零件庫可以讓學(xué)生瀏覽的同時加深他們直觀的印象，又?jǐn)[脫了粉筆、黑板教學(xué)的枯燥無趣。傳統(tǒng)的機械制圖內(nèi)容能夠提高學(xué)生的三維空間想象能力，但是存在的部分內(nèi)容已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)對技術(shù)人員的技能要求。因此，如何構(gòu)建機械制圖教學(xué)新體系（分析圖表如圖一），成了當(dāng)前教學(xué)改革中亟待解決的問題。

二、根據(jù)現(xiàn)在機械制圖傳統(tǒng)教材的分析，教學(xué)改革內(nèi)容應(yīng)精煉實用

傳統(tǒng)的機械制圖教材內(nèi)容一般包括：制圖基本知識與技能、正投影法作圖基礎(chǔ)、立體表面交線的投影作圖、軸測圖、組合體、機械圖樣的基本表示方法、常用件的特殊表示法、零件圖、裝配圖等。在當(dāng)前使用的傳統(tǒng)機械教材中大部分圖樣與實際操作應(yīng)用差距相當(dāng)大，既浪費了大部分的課時，又增加了學(xué)生的負(fù)擔(dān)，令學(xué)生產(chǎn)生厭煩心理。適當(dāng)?shù)膭h除刻板的教學(xué)互動方式以及一些被現(xiàn)代工業(yè)所淘汰的舊機構(gòu)零件，引入計算機制圖教學(xué)后，不僅不會減少學(xué)習(xí)內(nèi)容，反而加強了課堂的時效性，節(jié)省了教學(xué)繪圖示范時間，更直觀地認(rèn)清繪圖過程，更精確地認(rèn)識不同的機械零件結(jié)構(gòu)。

因此，對機械制圖的教學(xué)改革首先應(yīng)從內(nèi)容著手，教師除保留原有的基本的制圖基本知識與技能、正投影法作圖基礎(chǔ)、立體表面交線的投影作圖、裝配圖之外，根據(jù)實際生產(chǎn)應(yīng)用需要將內(nèi)容分類為：墊片類零件、銷和鍵、螺紋及其連接、彈簧類零件等標(biāo)準(zhǔn)件的表達(dá)，軸類零件，盤類零件，輪式零件，箱體零件，叉架類零件等（教學(xué)大綱分布情況如圖二）。這樣使內(nèi)容更加精煉實用，既能夠加強學(xué)生對機械類零件表達(dá)方式的理解與掌握，又可以與實踐操作緊密地結(jié)合，實用性強，能夠與實物聯(lián)系起來，將抽象變?yōu)樾蜗蟆?/p>

現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，計算機、網(wǎng)絡(luò)更能夠滿足現(xiàn)在技校生的求知欲。所以即使教學(xué)內(nèi)容精簡實用了，單純沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方法講解也達(dá)不到大部分學(xué)生完全消化要點的效果，因此，將計算機CAD操作結(jié)合機械制圖教學(xué)成為當(dāng)前技校制圖教學(xué)的需求。

三、結(jié)合計算機AutoCAD進(jìn)行互補教學(xué)，書機結(jié)合，情景教學(xué)

目前，隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，CAD技術(shù)在各工程領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，成為技術(shù)人員進(jìn)行繪圖、設(shè)計、指導(dǎo)生產(chǎn)等工作的有利工具?，F(xiàn)在企業(yè)都已采用計算機繪圖，學(xué)生在機械制圖中專門學(xué)習(xí)的手工繪圖已經(jīng)無法適應(yīng)工作需要。AutoCAD也是技校生教學(xué)計劃中規(guī)定的課程之一。在傳統(tǒng)的教學(xué)計劃中，《機械制圖》和《AutoCAD》這兩門課是分開設(shè)置的，使得教學(xué)制圖課中手工繪圖的工作量大、耗時多，因此，將這兩門課程有機的結(jié)合起來，書機結(jié)合，互補學(xué)習(xí)，就可以利于CAD軟件特有的功能，擺脫制圖課粉筆、黑板、掛圖、模型的單調(diào)授課形式，幫助學(xué)生克服抽象思維障礙，突破教學(xué)難點，節(jié)省教學(xué)時間，減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提高教學(xué)質(zhì)量。

AutoCAD軟件里的工具比手工工具豐富得多，它是在制圖理論的標(biāo)準(zhǔn)下開發(fā)出來的，保留著制圖理論和制圖的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，還有許多手工很難繪制的圖形，例如三維模型等。有機地利用計算機的功能軟件結(jié)合到機械制圖的教學(xué)中，具體的教學(xué)實施方法如下：

投影法作圖基礎(chǔ)課程中，首先介紹CAD三維實體造型的方法，將模型實物造型出來并用著色功能鍵將實物著色，猶如實物般，這樣能夠?qū)W(xué)生抽象概念化為形象。其次，利用CAD旋轉(zhuǎn)按鈕旋轉(zhuǎn)實物觀察，這樣可以在任意位置、任意角度觀察圖形，從而引導(dǎo)學(xué)生對三視圖的投影的深刻認(rèn)識，這樣便于引導(dǎo)學(xué)生分析作圖條件的空間情況，使學(xué)生在空間—平面—空間教學(xué)中對課堂內(nèi)容較好地消化（書機結(jié)合教學(xué)流程圖如圖三）。

在剖視圖和組合體的教學(xué)中，利用CAD三維造型的差集、并集、交集的功能鍵對已構(gòu)成的實體進(jìn)行剖切，然后變換視圖角度，從而將三維圖形轉(zhuǎn)化為二維圖形（教學(xué)流程如圖四）。這種教學(xué)方式既遵循認(rèn)識規(guī)律，也充分體現(xiàn)了現(xiàn)代三維設(shè)計理念，同時使學(xué)生快速掌握了形體分析法，對空間想象能力的培養(yǎng)起到事半功倍的教學(xué)效果。

當(dāng)學(xué)生對于投影作圖基礎(chǔ)建立了相應(yīng)的認(rèn)識之后，再將實際應(yīng)用中的不同類型的零部件三視圖利用CAD的二維繪圖鍵結(jié)合手工繪圖繪制圖樣，既能跟實踐應(yīng)用聯(lián)系起來，又可通過計算機軟件培養(yǎng)學(xué)生的興趣，并能夠?qū)⑷唛L的練習(xí)過程簡化。加強投影理論的基礎(chǔ)上，引入三維繪圖，提高了利用計算機進(jìn)行輔助繪圖及設(shè)計的應(yīng)用水平，由此在機械制圖中引入由三維到二維的工程設(shè)計思想。

理論聯(lián)系實際操作，書機結(jié)合，情景結(jié)合。在認(rèn)真學(xué)習(xí)投影理論的同時，又能多想，多看，多畫，不斷地進(jìn)行“由物畫圖”“由圖想物”的訓(xùn)練，能夠逐步掌握圖物轉(zhuǎn)化規(guī)律，提高空間想象能力和分析能力。這樣的計算機實踐操作課程也大大降低了單純的理論教學(xué)的枯燥無味，滿足了技校生的動手能力的培養(yǎng)，也貼近了將來的生產(chǎn)實操的需要。

四、教學(xué)改革實施情況及結(jié)論

總之，機械制圖的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力和幾何分析能力。在教學(xué)過程中，要適當(dāng)結(jié)合生產(chǎn)實際，突出應(yīng)用，加強訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生“從實際生產(chǎn)出發(fā)考慮問題的關(guān)鍵”。在適應(yīng)目前企業(yè)的要求的情況下，課程的教學(xué)內(nèi)容和模式得到優(yōu)化，可以不增加本課程學(xué)時數(shù)的前提下，刪除某些傳統(tǒng)過時的內(nèi)容，把AutoCAD課程融合進(jìn)來，書機結(jié)合，互補教學(xué)，使機械制圖課程形成手工繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖并舉的新格局。

當(dāng)然，將兩門課程融合一體，要求教師既要熟悉機械制圖，又需熟練CAD軟件的使用，才能將軟件優(yōu)勢逐步應(yīng)用到制圖課教學(xué)中，才能使兩門課有機的結(jié)合，達(dá)到事半功倍的效果。

[1]李萍萍，賀煒主編.機械制圖與計算機繪圖.機械工業(yè)出版社，2007.10.

[2]陳東祥主編.機械制圖及CAD基礎(chǔ).機械工業(yè)出版社，2004.8.

[3]企鵝工作室.席金蘭主編.Auto CAD 2010機械繪圖.技巧總動員.清華大學(xué)出版社，2011.3.

[4]馬慧.趙紅.于冬梅主編.機械制圖.機械工業(yè)出版社，2009.4.

（作者單位：廈門技師學(xué)院）

（編輯 王旸）