与信息技术结合突破《机械制图》教学难点

　　《机械制图》是研究阅读和绘制机械图样原理和方法的一门重要技术基础课。经过一段时间的实践，我意识到将CAXA运用到《机械制图》的教学中，可以极大地丰富教学内容，改变传统的利用模型说教的教学方法，是一场制图教学的革命。但是对习惯于拿实物模型教学的教师来说运用CAXA软件辅助教学是一个挑战。只有将CAXA软件和机械制图课堂教学有机地结合在一起，相辅相成，这样才能起到事半功倍的效果。
　　《机械制图》在人才素质教育中被认为是一个“公共平台”，机械制图课程是工科学生接受工程训练的第一门课程，也是中职学生接触到的第一门专业理论课程。
　　《机械制图》是研究阅读和绘制机械图样原理和方法的一门重要技术基础课。它的主要目的和任务是培养学生正确运用正投影法的基本原理来分析、表达机械工程问题，掌握阅读和绘制机械图样的基本知识、基本方法和技能，培养学生的空间想象和形象思维能力，培养耐心细致的工作作风、严肃认真的工作态度。同时，它又是学生学习后续课程不可缺少的基础。
　　在《机械制图》的教学实践中，我发现在学习课程的初始阶段，学生的学习积极性往往较高，但随着学习难度的增加，特别是在学习组合体视图阶段，学生的学习兴趣急剧下降，学生学得被动，教师教得艰辛，如何充分调动学生“学”的积极性，以“教”来引导“学”，以“学”来促进“教”，这是笔者经常思考的问题。可是我们职业学校的学生都是经过几轮筛选后入校的，他们底子较薄，对立体几何还了解不深、甚至恐惧立体几何，用实物模型或者AutoCAD绘图软件建模后来进行教学，仍然无法达到《机械制图》这门课程所要求的空间想象力，严重地打击了学生的学习积极性。
　　CAXA系列产品集CAD、CAM于一体，并以其完全自主知识产权和精湛的技术实力，不仅被国内数十万家企业广泛使用，还是教育部普通高校/高等职业教育机械设计课程使用软件、中央电大工程专业必修软件、全国制图员职业资格考试/技工考级唯一指定的考试软件和劳动及社会保障部现代制造技术远程教育培训-数控工艺员指定培训软件，被全国1000多所院校选作为教学/培训使用软件，是最先将完全的可视化三维设计、图纸生成和动画制作融入微机的系统。把具有突破性的全新系统结构同拖放实体造型法结合起来，形成目前推向市场的、对用户最友好的三维零件设计/二维绘图环境。
　　CAXA实体设计将传统的工程设计和蓬勃兴起的工业设计完美地结合起来，不但将造型、装配、钣金、动画、高级渲染等集成在一个易于掌握的统一操作环境下，而且由于采用拖放式的实体造型并结合智能捕捉与三维球定位技术，使得没有其他造型软件在设计效率与速度上能与其相匹敌CAXA实体设计在设计方法上更加贴近中国设计人员的设计思路，它可以将设计人员的模糊或不成熟的想法在三维环境下直接、快速地表达出来，然后再按自己的思路做动态修改（通过智能图素的添加、拖放来实现），它的标准件图库也很丰富，尤其是在表达螺纹紧固件时，可以自己识别孔的大小后添加相应的螺栓联结（包括螺栓、螺母、垫圈），能随心所欲地“造”出大量的、各种结构形状的模型，大大降低了教师在建模过程中的难度，也节约了设计教学模型的时间。
　　在《机械制图》的教学过程中，经常需要绘制立体，用以分析、验证投影视图，如果遇到较为复杂的立体，则手工绘制十分不便，有时显得很困难，借助CAXA软件则十分方便、快捷，可根据教学需要将CAXA造出的模型，随时更改各细节结构，可演示由基本立体到组合体，再到各种任意复杂结构的立体，其变化过程一目了然，形象生动有趣，再配以背景音乐，让教学在轻松、愉快的氛围中进行，改变了传统教学枯燥、呆板的形式，能极大地提高学生学习的积极性，学生的绘图能力、空间想象能力也随之提高。
　　在《机械制图》教学中，最主要的目的就是使学生能够综合运用所学的知识分析和解决实际问题。简单来说就是学生通过机械制图的学习能正确识读零件图和装配图。在实际生产中，各零件一般都是在封闭环境中运行的，学生是很难观察到它们的实际运行情况。借助于CAXA软件，教师可以在三维环境下进行创建零件、旋转、移动零件，组装多个零件，对生成的零件进行渲染和动画设计，让学生从各个角度观察零件，包括实际生产中的零件颜色和纹理，在灯光效果下的零件凸痕、反射和透明度等实际情况，了解各个零件之间的装配关系，以及各零部件之间的与实际零件运动情况相似的运动关系。还可以直接由三维实体得到二维图形，通过调整三维图的视角得到多张二维三视图。使学生对机械制图课程中的从将空间物体表达成平面图形，再由平面图形想象空间物体的过程直观化，增加了学生的表象积累，启发了他们的思维，拓宽了他们的想象力，使他们更有效地掌握空间物体和平面图形的转化规律。
　　机械制图课程主要是以独特的思维方式和实践环节培养学生创新性思维的途径。CAXA软件的运用可以提高学生的图形表达能力、对物体的观察能力、空间思维能力、空间形体分析和构形能力、自学能力、动手能力、审美能力和计算机绘图能力等，进一步培养学生的创造性思维和创新能力，让学生充分发挥自己的想象力、构造力，通过CAXA使这些构想、创造变成栩栩如生的实体，并完成工程图。在实践环节中，学生可以利用CAXA实体设计的三维实体模型，再现几何和制图作业中的空间情况，加强培养学生的空间思维、设计能力，融合课堂所学知识、锻炼图示表达能力的绘图技能。在零部件测绘环节实行以虚拟制造环境为背景的教学模式，借助软件进行零件的测绘以及装配，然后进行零件图的绘制及装配图的拼画。这样既把机械设计的理念渗透到机械制图的教学中，又在应用上突出采用计算机手段对工程问题的设计、分析、计算和仿真，强调要设计出满足加工、装配等工艺要求的合理结构。对学生工程化意识及工程创新理念的培养，在教学中充分运用三维设计与装配手段，突出基本概念、基本方向的掌握，培养学生的工程意识、协作意识和团队意识。
　　但是对习惯于拿实物模型教学的教师来说运用CAXA软件辅助教学是一个挑战。只有结合学生的实际情况和培养目标，让学生学会自己先思考，先尝试去做题，然后再将CAXA图形展示给他们看，让他们有个循序渐进的思考过程，而不能直接将CAXA图形给他们看，这样只会让他们越来越依赖CAXA图形，非但无法培养学生的空间想象能力和形象思维能力，还会使他们失去思考的动力和学习新知识的兴趣。因此，只有将CAXA软件和机械制图课堂教学有机地结合在一起，相辅相成，这样才能起到事半功倍的效果，为中职学生学到更多、更有用的先进技术与技能，提高他们的职业综合素质，为他们今后进一步的发展打下坚实的基础。
　　参考文献：
　　［1］李萍萍，贺炜.机械制图与计算机绘图.机械工业出版社，2007.
　　［2］林少芬，姜明.CAXA三维实体设计教程.机械工业出版社，2005.
　　［3］王幼龙.机械制图.机械类.高等教育出版社，2005.
　　（作者单位 江苏省常熟市滨江职业技术学校）