CAD辅助制图在工程制图课程中的应用

陈兴燕 曾萍 卢缨 纪斌

摘 要：随着社会经济的发展，计算机三维建模设计与制造对传统制图设计与制造方式产生了较大的影响。工程制图课程是机械专业非常重要的一门学科平台课程，由于课程特点，学生对二维图纸到三维零件、三维零件到二维图纸的转化理解不够，而传统的工程制图课程的讲授是运用二维到三维、三维到二维的转化思维去教授的，空间想象能力较差的学生较难理解。CAD辅助制图可以很好的解决这个问题，本文结合工程制图的特点，基于CAD輔助制图探讨工程制图教学体系的构建，运用计算机辅助制图软件仿真建模，将三维到二维、二维到三维的转化方式与原则清晰明了的呈现给学生，突破单一枯燥的平面教学方式，有效提高工程制图教学效果，为机械工程人才培养打好基础。

关键词：CAD辅助制图;工程制图;教育教学改革

随着科学技术的不断发展，CAD辅助制图普遍代替了工程设计人员的手工绘制，缩短了设计周期，提高了设计效率，为工程设计人员提供了便利。在传统的工程制图教学中，授课教师往往会运用实物模型、PPT演示等教学方法来提高学生空间想象能力，但是由于各方面原因的限制，对于较为复杂和综合性较强的工程设计问题无法进行较为全面的演示。从三维设计技术的发展趋势来看，将CAD辅助建模引入工程制图课程教学中是很有必要的。

一、工程制图的课程现状

当前大部分的高校工程制图课程的教学还是传统的平面教学方式，还存在许多不足之处。存在的问题主要有以下几点：

（一）重理论轻实践

相当大一部分高校的工程制图教学注重理论教学从而轻视实践教学，教授注重基本绘图能力及理论，没有或是很少有实践经验的学习及联系，与实际的机械行业制图要求相脱节。在讲授课程画法几何部分知识时，三视图的投影和三维立体存在一定对应关系，但是对于空间想象能力较差的学生还是较难理解，不能很好的将二维到三维、三维到二维的具体对应关系掌握透彻，导致学生听不懂，产生厌学情绪。

（二）教学形式单一

工程制图课堂教学形式单一，大量教学内容安排为理论教学，其中大量采用PPT演示、少量实体模型等方式展开教学。平面教学方法能够体现二维图形，但较难形象的表达三维立体情况。学生初学时更希望看到比较直观的三维图形信息，传统的二维图形表达的图形信息不够直观，学生在初学过程中不易掌握图纸所表达的内容。

（三）学时压缩

当前各高校在整合课程体系及优化课程教学内容的大趋势下，大力压缩各课程教学内容及学分学时，工程制图学时缩减严重。在不影响课程培养目标的前提下，我们应该大力提倡新教法、应用新技术，来提高课堂教学效率及教学效果。

二、CAD辅助制图在工程制图教学中的教学优势

CAD辅助制图技术的发展为工程制图课程教学提供了更好的三维图解及二维图解，可以较为完美的解决传统工程制图中立体图形建设的限制。该技术可通过三维建模软件的导入给学生进行现场制作示范，帮助学生更好的掌握二维到三维、三维到二维的原则及对应关系。同时CAD辅助三维建模也是机械专业后续的专业课程，对学生来说也可以更好的接触和理解这个制图新工具。

CAD辅助制图可以方便快捷的向学生展示三维及二维图形的制作和转化过程，很好的帮助学生理解投影的相关知识。只要在多媒体教学设备上面安装相应的CAD辅助制图软件，不用教师带任何实体模型，即可开展相应的教学内容及制作三维模型案例，减轻了教师的授课负担，同时还生动形象的展示了制图的本质原则。

CAD辅助制图不但可以作为教学演示，还可以进行实际的工程图纸的制作，这样使教学更贴近工程实际，帮助学生较快掌握这个非常实用的制图工具，满足人才培养需要。

三、引入CAD辅助制图后工程制图课程教学改革措施

传统的工程制图教学目标有识图和绘图两部分，识图主要是通过二维图纸来还原三维实体;绘图主要是三维实体投影为二维图纸，其初衷主要是表达三维实体。CAD辅助制图软件帮助人们完成了三维到二维的思维转化，这也是绘图的本质回归。当引入CAD辅助制图后，工程制图进入了三维制图时代，传统的二维制图不再是课程教学的重点，CAD辅助制图教学转变为教学的主线。

课程相应的教学内容应该进行调整以适应新教法，传统的工程制图课程由画法几何、机械制图、计算机辅助制图（二维）三部分组成。画法几何部分主要介绍二维投影原则与知识，与实际三维制图联系不大，只要掌握基本投影原则即可，这样我们可以将该部分的截交线、相贯线部分内容进行精简，利用CAD辅助制图来快速生成三维模型来得到立体的截交线及相贯线。结合计算机辅助制图部分重点放到机械制图部分的教学和训练上。

教学方法上面，主要以CAD辅助制图三维建模演示为主，通过向学生演示三维模型的实际创建过程，更加生动形象的展示出构件或零件的三维实体及投影过程。

四、结束语

工程制图是机械专业学生非常重要的专业基础课，课程地位重要。传统的教学模式已经不能满足当前高校培养应用型和创新型人才的需要，积极开展课程教学改革尤为重要。在工程制图的教学过程中引入CAD辅助制图是一项极为有利的技术手段，是当前机械工程专业工程制图课程教学改革的首要选择，提高课堂教学效果，培养合格的机械工程制图技术人员。

参考文献：

[1]秦聪.三维CAD技术在机械教学中的应用[J]内江科技.2015，36（4）：56.66.

[2]于习法，周佶，郑刚等.画法几何与土木工程制图[M].南京：南京大学出版社.2010.08.

[3]何克抗.信息技术与课程整合的目标与意义教育研究[J].教育研究，2002（4）：39-42.