机械制图与AutoCAD的一体化教学

张文华

摘要： 机械制图和AutoCAD是机械专业两门联系非常紧密的学科。然而，在目前的教学模式下，两者实施分开教学，这直接导致了教学内容重复，学生的学习负担增加，教学效果也不甚理想。因此采用一体化教学方法，使其能够相互补充，相互促进，已成为日后制图教学中的大势所趋。

关键词： 机械专业机械制图AutoCAD一体化教学

1.引言

机械制图是机械专业一门重要的基础课程，它主要是使用手工绘图的方法，采用平面二维图形来表达目标物体的各种信息，如零件图、装配图等，其目的在于培养学生绘制和识读工程图样的能力。然而随着计算机的不断发展和科技的不断进步，传统的手工绘图由于工作效率低下已不能满足现代工业生产的需要。AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美国Autodesk公司开发的计算机辅助设计软件，主要用于二维图形、详细绘制、设计文档和基本三维设计。由于它可以大大提高绘图人员的工作效率，并且绘制的图样精度高、图面整洁，因此在国际上得到了广泛的应用。许多职业技术学校已把它作为机械专业学生一门必修课来教授。从本质上来说，机械制图和AutoCAD都是讲授绘图和识图，它们之间存在许多相通之处。但在目前的教学体制下，它们却被当做两门独立的学科，分开授课。这种做法直接导致了教学内容重复、课时增加、学生学习负担加重，效果反而不好。因此如何使用一体化教学方式，将两者有机结合起来，在简化教学内容的同时让学生真正掌握到安身立命的本领，使他们以后走出校园能够独当一面，这是教学改革的目标，也是每个教育工作者都必须思考的问题。在本文中，作者根据自己的教学经验，对一体化教学模式提出一些自己的看法和建议，以期抛砖引玉，使我们的教学改革能有更加深入的发展。

2.机械制图与AutoCAD的关系

总体来说，机械制图是阅读和绘制图样的方法；而AutoCAD是绘制图样的工具。机械制图主要利用绘图工具和仪器，如三角板和圆规等，根据已有的制图知识，同时依靠绘图技巧和经验，逐线绘制、逐字书写。而AutoCAD是随着计算机技术的不断进步发展起来的，它适应了现代制图的需要，并且具有甩图板功能，可以通过交互式绘图方式，绘制出高精度图形。其精确程度不受个人绘图经验等因素的影响，图样质量容易得到保证，而且AutoCAD中的工具要比手工工具丰富得多，因此可以大大提高绘图人员的工作效率。但AutoCAD技术的应用仍以机械制图中投影理论和制图标准知识作为基础，它们是相辅相成的。

3.传统教学模式存在的弊端

在传统的教学模式下，机械制图和AutoCAD被作为两门单独的课程教授。一般是在第一学期讲授点、直线、平面的投影和体的投影，组合体、机件图样的画法，轴测图，螺纹紧固件和常用件、零件图和装配图等，在第二学期讲授《AutoCAD》基础知识，包括基本功能、工作界面、辅助绘图功能、坐标系统等。这种按部就班的授课方式看似合理，其实存在很大的弊端。主要体现在：（1）许多学校仅有一些简单的实际模型，因此在学习《机械制图》的过程中，学生的想象力得不到充分的发挥，导致其学习兴趣下降，很难达到应有的教学效果；（2）由于机械制图的基础不够扎实，学生在学习AutoCAD的过程中难以将其和机械制图的知识联系起来，而要从头再学《机械制图》又要花费大量的精力和时间，大多数同学会在这个过程中选择放弃或者半途而废。因此，这种分离式的教学方法导致的直接后果就是学生陷入一个学不会，另一个也不想学的恶性循环，其教学效果可想而知。

4.机械制图与AutoCAD一体化的教学模式

4.1课程思路

以《机械制图》基本理论为前提，以企业的实际需要为导向，以AutoCAD技能培养为主线，以动手绘制图纸能力，实际识图能力的提高为目标。打破课程的系统性、专业性，强调实用性和综合性。通过课堂教学与实践教学，将理论知识、绘图技巧及实际应用等有机结合起来，遵循由浅入深、由简单到复杂的原则，激发学生的学习兴趣，变被动学习为主动学习，让学生真正学以致用，在潜移默化中提高自己的识图和绘图能力，成为一个满足实际生产需要的技术型人才。

4.2教学方法

4.2.1强调基础理论，手工绘图与计算机绘图并重。学习《AutoCAD》，学生应该首先具备一定的机械制图的基础，能够看得懂手中的机械图纸。因此，一体化教学，应该以学生掌握《机械制图》中的基础理论为前提。而如果一味强调CAD绘图，学生就会很难在头脑中建立起三维立体图形的概念，在实际绘图时不容易找到图形所对应的点、线、面，不利于工作以后的技术交流。因此，虽然现在计算机绘图应用的越来越普遍，但手工绘图作为学生的一项基本技能，也绝对不能抛弃。

在实际的教学过程中，应先讲述《机械制图》中国家标准的基本知识，包括图纸幅面、图框格式、标题栏、比例和字体等内容，然后讲解《AutoCAD》的基础知识，即用户界面、绘图环境、线形及标题栏等。通过对比讲解，可以让学生在上机练习中熟悉国家标准，加深对这部分知识的认识和理解。随后讲解投影的基础知识，包括点、直线、平面的投影和体视投影等部分内容。在此过程中，要充分利用一些简单的实体模型，引导学生按照国家标准画出尺寸精确的三视图，并在课堂上对学生绘图过程中存在的问题进行统一的讲解。

在学生对自己手工绘制的模型图充分了解的基础上，教授其使用AutoCAD软件将手工绘制的三视图在计算机中绘制出来，并布置一定量的作业，要求其使用CAD绘制其他模型的三视图。通过这一过程的训练，学生既能锻炼CAD绘图技能，又能巩固对国家标准及投影理论等基础知识的学习，并且能克服初次接触CAD的畏惧心理，增加学习计算机绘图的兴趣，可谓是一举多得。

而复杂的组合体、零件图和装配图等内容，则可以放在CAD中，借助CAD建模讲解。在授课时，老师通过对立体模型旋转、剖切、拆卸，以及改变其观察视口，让学生从不同位置，不同角度观察清楚，这有利于加深学生对各种立体图形的空间结构和组成的理解，从而更有效地提高学生的空间想象能力。以组合体的讲解为例。组合体是制图教学的重点，也是难点。在授课过程中，可以首先利用CAD建立起组合体各个部分的三维模型，并且使用不同的颜色将其区分开来。老师可以通过多媒体向学生演示组合体如何分解和组合。这样就能加深学生对组合体的组合形式及表面连接关系等的理解，增强学习效果。又如在讲解零件剖视图时，可以利用CAD建模后再进行剖切。使用“绘图”中的“剖切”功能，剖开零件，分析其内部的孔、槽等结构。通过在不同的位置对零件进行剖切，可以让学生更加直观地了解剖切位置对零件剖视图画法的影响，提高对零件内部结构的认知和空间想象能力，加深对剖视图画法的理解。

4.2.2以工业实际需要为导向，适度地增减教学内容。随着计算机绘图的不断发展，《机械制图》中有些教学内容可以适当地降低难度，例如相贯线的相关内容，这些内容对培养学生的空间想象力不能起到很好的作用，而且在三维CAD造型中，输入关键数据后相贯线也能自动生成。所以对于这部分内容，只需要教授学生掌握其概念和基本画法就足够了。因为CAD系统提供了全面的标准件库，所以对于螺纹等标准件的教学内容也可以做出适当的修改。通过对内容的增减，可以让学生把更多的精力放在重点内容的学习上，避免精力平均分配，多做无用功情况的发生，有利于收到较好的教学效果。

4.2.3适度增加与生产实际相联系的课程的设置。由于我们培养学生的目的在于让他们能够适应生产线上的工作要求，而学校中绘图及识图知识的学习与生产实际毕竟还有很大程度的差异，另外，大多数职业学校的学生对于枯燥的理论知识的学习会产生厌倦情绪，因此，学校有必要增加与生产实际相联系的课程设置。在课堂上，可以采用在生产实践中遇到的零件图样作为教学内容，结合生产实际，进行绘图和读图训练。并且尽量提供条件让学生亲临一线，让他们认识到《机械制图》和《AutoCAD》课程的重要性，同时体会到课堂绘图和生产需要的图纸之间的联系和差别。这样做，可以改变学生的被动学习为主动学习，增加他们的学习兴趣，也利于他们毕业以后快速适应从理论到实践的角色转变。

4.2.4鼓励学生自己动手制作模型。可以根据教学的实际需求和学校的实际情况，引导和鼓励学生利用身边的硬纸板、胶合板等制作教材或者习题集中出现的典型的几何体模型。这么做，不但可以增加学生的空间想象能力，还有利于学生动手能力的培养。

5.一体化教学中应该注意的问题

5.1在教学过程中，要注意新国标，简化画法，尤其是确定视图的表达方案，突出动手能力和实用性。

5.2依照学生的认知规律，遵循先易后难的原则，逐步克服学生对《AutoCAD》课程的畏惧心理，增强学生学好《机械制图》和《AutoCAD》的信心，切忌揠苗助长。

5.3教师要不断更新自己的知识结构和提高自己的理论水平，要做到将《机械制图》和《AutoCAD》的知识融会贯通，及时解答学生在课堂上及平时练习中遇到的问题。同时要不断加强与学生的交流与沟通，提高学生的学习兴趣，真正尽到教书育人的责任。

6.结语

《机械制图》和《AutoCAD》作为两种工程语言，其本身是相辅相成的。如果人为地将其割裂开，不但对教育学生不利，对于课程自身的发展也是弊大于利。因此，快速推进教学体制改革，促进一体化教学的发展，是每个教育工作者必须关注的课题，同时也是我们应尽的责任。

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