利用CAXA技能大赛 提高机械制图课程教学效果

王元

【摘 要】本文从机械制图课程特点以及CAXA实体设计大赛对学生的技能要求出发，论述利用CAXA技能大赛提高机械制图课程教学效果的做法，提出紧密联系生产实际整合机械制图课程教学内容、激发学生学习兴趣、培养学生制图能力和空间想象能力等策略，以推动职业学校机械制图课程教学改革。

【关键词】机械制图 以赛促学 CAXA技能大赛 课堂教学 策略

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）04B-0018-02

机械制图是职业学校机械专业的必修课程，是一门实践性较强的专业基础课程，主要教学目标是让学生掌握机械制图的有关理论知识，培养学生阅读与绘制机械图样、利用投影理论知识分析与表达机械工程问题等方面的能力，是学生专业课程学习必不可少的基础。其教学质量直接关系着学生理论知识与职业技能的习得。学习好该课程需要学生同时具备较好的空间想象能力和较高的动手实践能力。在目前的职业学校中由于专业基础课程教学课时的压缩，要想在有限的课时内让学生快速地掌握理论知识与实践技能，需对传统教学方式进行改进与创新。然而我们在教学实践中发现，一方面由于机械制图教学内容的枯燥性和抽象性，使得很多学生的学习兴趣不大，更谈不上牢固掌握知识与技能;另一方面由于学生缺乏动手实践的机会，难以真正培养他们的空间想象力与职业技能。近年来，随着全国职业院校技能大赛的盛行，CAXA 成为该项大赛的主要合作伙伴，并成为检验职业教育教学效果的平台，在 CAXA 技能大赛的影响下，我们尝试对机械制图课程教学方式进行改进，充分利用 CAXA 实体设计软件更好地将理论教学与实践教学结合起来，让学生在动手的过程中快速掌握机械制图要点，促进课堂教学效率的提升，培养实用型、技能型的高端人才。

一、职业学校机械制图课程教学现状

（一）课堂教学内容直观性较差

传统的机械制图课程教学主要以模型、挂图为主，虽然近年来随着多媒体教学方式的介入，一定程度上丰富了教学内容，但在讲解复杂视图与剖视图等内容时，内容直观性仍然比较差，学生难以理解与掌握。

（二）“教”与“学”效率低下

受到传统教学方式及教学内容的影响，机械制图课程教学主要以教师讲解为主，再加上由于学生练习需要大量的手工仪器来完成，很多实际问题得不到有效解决，导致教师的教学效果与学生的学习效率非常低下。

二、CAXA 技能大赛对机械制图课程的影响

随着计算机技术及机械行业的快速发展，三维设计软件如雨后春笋般地冒出来，比如 AutoCAD、UG、SolidWorks 等，虽然这些软件能够较好地完成三维模型设计，但由于操作比较复杂，学生在学习机械制图课程时难以快速上手。在这种情况下，CAXA 实体设计作为一种集工程设计、协同设计、创新设计于一体的三维设计软件，以其易学易用的显著优势在职业学校中得到了广泛的应用。

近年来随着全国职业院校技能大赛的开展，CAXA 成为学生参加技能大赛和社会岗位就业必须掌握的一种技能。因此，在 CAXA 技能大赛背景下，我们根据 CAXA 技能大赛对学生技能的要求和 CAXA 实体设计软件的特点，把 CAXA 实体设计引入机械制图课程教学中，其重要价值主要体现在：第一，学生通过机械制图课程的学习，虽然能够掌握一定的理论知识，但由于机械制图教学内容比较抽象和繁杂，学生无法深入理解，而引入 CAXA 实体设计，能够帮助学生加深对机械制图中三维实体模型的理解，有利于加强学生空间想象能力的培养;第二，在 CAXA 实体设计的支持下，学生可以进行实践操作，有利于培养学生的实践能力，并促进学生对理论知识的吸收与消化，提高学生的学习效率;第三，CAXA 实体设计入门容易、操作简单，学生很容易快速掌握该软件操作，这样学生可以用更多的精力思考如何运用 CAXA 学习机械制图课程，而不是学习如何使用软件。

由此可见，以 CAXA 技能大赛为依托，引入 CAXA 实体设计，可以有效提高机械制图课程教学效率，增加教学实践中的技术含量，培养学生看图、构图与空间构思的能力，对推动机械制图课程教学改革具有深远的意义。

三、以 CAXA 技能大赛为依托，改进机械制图课程教学

（一）紧密联系 CAXA 技能大赛要求，整合课程教学内容

CAXA 技能大赛的主要目的是通过层层选拔，培养学生过硬的专业技术。在大赛中脱颖而出的优秀选手通常会被许多知名企业高薪聘用，大大提高了职业学校学生的就业率，因此其成为创新职业学校学生实习实训途径、提高学生技能水平的有效手段。在 CAXA 技能大赛背景下，可以将机械制图课程与 CAXA 实体设计软件教学有机地结合。比如，机械制图课程中的第一章节内容主要介绍我国机械制图的相关标准及绘图工具，将这部分基础知识与 CAXA 实体设计的基本指令结合起来，让学生在学习绘图工具的过程中，掌握尺寸标注、线型选择、字体选择、标题栏等知识;又如，学习机械制图中的“点、线、面的投影”内容时，由于这部分内容前后逻辑关系并不紧密，且学生真正运用到实际中的机会比较少，对此，可以结合 CAXA 实体设计中的基本体投影进行讲解，让原本比较抽象的内容具体化，有助于学生学会点、线、面投影的综合应用。这样，将机械制图课程与 CAXA 实体设计进行整合，一方面可以帮助教师教学，另一方面让学生在掌握一定机械制图知识的基础上，利用 CAXA 实体设计软件将自己一些不成熟或模糊的想法在三维环境下快速、高效地表达出来，然后再通过动态的添加或拖放智能图素进行调整，最终形成自己的产品，大大调动了学生参与课堂学习的积极性。

（二）引入 CAXA 实体设计，改进课堂教学方式

1.借助 CAXA 实体设计，激发学生课程学习兴趣。针对机械制图课程，在多媒体课件教学的基础上引入 CAXA 实体设计这一辅助教学手段，在丰富课堂教学内容的同时，能让学生更为清晰地观察到各种形体的主要特征及其之间的联系，有利于激发学生的学习兴趣。例如，在教学“相贯线”一课内容时，在以往的教学中学生对相贯线的形成及形状理解存在较大困难，导致学生在刚开始学习这部分内容时就失去了学习兴趣。为此，我们引入 CAXA 实体设計，向学生演示两个圆柱体正交的过程，学生通过对两个正交等直径圆柱体与两个正交不等直径圆柱体的对比观察，对相贯线的形成过程及形状的不同理解更为透彻;然后在此基础上，利用 CAXA 实体设计模型，向学生演示随着尺寸的变化相贯线的动态变化情况，不仅有效突破了教学重难点，更为重要的是采取这样的动态演示，激发了学生学习 CAXA 实体设计的欲望，有利于提高学生参与 CAXA 技能大赛的积极性。

2.借助 CAXA 实体设计，培养学生机械制图能力。零件图是机械行业生产过程中最重要的技术文件，其中明确规定了各个零件制造的形状、尺寸及质量要求。设计人员的机械制图能力直接关系着零件生产质量的好坏。但这对于职业学校的学生而言，很多学生即使经过专业课程的学习也难以达到岗位技能的要求。而利用 CAXA 实体设计软件可以有效解决上述问题。比如，学生在学习实线、点画线和虚线内容时，极为容易混淆虚实线，利用 CAXA 实体设计软件向学生讲解虚实线的画法，可以让学生清楚地了解什么地方该用什么样的线及如何选用和标注尺寸、粗糙度等，有效提高学生制图的准确度。又如，题目要求学生画一个与两个已知圓外切的圆弧，圆弧尺寸未知。学生采用传统制图的方式，只能画出一个大概的形状，无法测量出圆弧的尺寸。但是利用 CAXA 实体设计软件，学生只需要在制图界面上，将切点点击在第一个外接圆上，然后在第二个外接圆上确认切点，最后将第三点点击在合适的位置就能自动画出圆弧，且能准确地测量出该圆弧的半径与尺寸，确保了学生的制图符合机械制图的具体要求。

3.借助 CAXA 实体设计，提高学生空间想象能力。空间想象能力是影响学生学习机械制图课程的关键因素。虽然很多学生具备一定的立体几何知识，但其空间想象能力仍然比较差，在学习机械制图尤其是投影理论相关知识时，往往想象不出形体的投影形状。因此，在课堂教学中，只有切实提高学生的空间想象力，才能提高课堂教学效果。而空间想象力的培养可以通过大量二维与三维之间的双向转化训练来实现，比如由三视图画出轴测图、由轴测图画出三视图等。但在以往的教学实践中，画图训练往往是在课后以作业的形式让学生完成，其结果通常是班级上一两个成绩较好的学生完成作业后，其他学生进行抄袭，学生的制图能力难以得到有效提高，且最为重要的是空间思维能力没有得到培养，学生在练习过程中得不到及时的纠正与指导，从而容易产生畏难情绪。为此，在机械制图课程中，引入 CAXA 实体设计软件，让学生通过自学自练，学会从不同角度观察形体，且 CAXA 软件中具备二维和三维模型库，通过二维与三维之间的双向训练，可以促进学生空间想象能力不断提高。比如，利用 CAXA 的分割和截切功能完成机械制图中的各类剖视图教学，首先利用 CAXA 相关指令建立零件的三维模型，然后利用分割与截切功能，去除模型中遮挡部分，这样学生就能较容易地观察到零件的内部形状了。又如，在学习基本体和组合体内容时，利用 CAXA 软件中的拖放、拉伸、旋转等基本操作，形成三维实体模型，然后通过交集、差集、并集等操作，从三维生成二维模型，有效地为学生进行二维与三维模型之间的转化搭建了桥梁，促进了学生空间思维能力的发展，机械制图课程教学效率也因此得到了较大程度的提高，同时也为学生参加 CAXA 技能大赛奠定了坚实的基础。

综上所述，CAXA 技能大赛为职业学校学生提高技能水平提供了新的路径。在 CAXA 技能大赛背景下，机械制图课程教学以 CAXA 软件应用为依托，以职业技能培养为导向，以技能大赛为动力，推动课程教学改革，形成“以赛促学、以赛促教”的教学模式，让学生具备过硬的制图技术，为学生的就业奠定基础。

【参考文献】

[1]吴宝莹.CAXA软件在《机械制图》教学中的应用[J].中国机械，2014（10）

[2]张 玲.论以赛促学在《机械制图》教学中的意义[J].广东教育：职教，2017（7）

[3]卢 洋.中职校《机械制图》有效教学方法初探[J].教育现代化，2017（5）

[4]刘 冰.《机械制图》课程的教学改革与探索[J].佳木斯职业学院学报，2017（7）

（责编 罗汝君）