机械制图与CAD教学改革实践

李江平

摘要：本文首先分析了高职机械制图与CAD两门课程的教学现状，即目前课程设置不利于学生综合能力的培养。然后，提出了将两门课程有机结合的教学改革思路，并从整合的必要性、方法、教材的选用等方面进行了探讨。

关键词：机械制图;CAD;教学改革

1.引言

机械制图课程是高职院校机械类专业必修的专业基础课程，课程的主要任务是培养学生正确的图形表达能力和空间形象思维能力，以及识图读图能力。AutoCAD计算机绘图课程是利用计算机和绘图软件进行制图以代替传统的手工制图。在传统的教学安排中，这两门课程是独立开设的，导致内容重复、课时增加、教学效果差。当前，如何改革机械制图与CAD的教学，就成为我们教学改革的根本出发点。笔者认为将两门课程有效整合，合二为一，进行一体化教学，将机械制图作为CAD的理论背景，CAD作为机械制图的有力工具，两者互相促进，从而提高课程的教学效果。

2.课程教学现状

近几年来，现有机械制图课程，内容作了大量删减，而基本投影及作图等有关作图原理知识的要求没有降低，致使学生的空间思维能力明显下降，学生在后续内容及专业课程的学习中，对读机械图纸感到吃力。如果在学时少、内容多的情况下，仍沿用传统的教学方法，那么机械制图教学内容与现代企业生产对技术人员的技能要求，则存在着较大差距。而CAD即计算機辅助设计，具有手工绘图所不具备的强大的绘图功能和编辑修改功能，可以快速、准确、美观地画出机械图样，从而极大地提高绘图效率和绘图质量。但是，在CAD教学中，学生普遍缺乏识图制图能力、空间思维能力及平面图形与空间形体转换能力，不能应用CAD技术绘出符合要求的机械图样，最终影响教学效果和质量。

因此，两门课单独授课会导致内容重复、课时增加、内容衔接不紧凑、教学效果不理想等结果。

3.教学改革可行性

《机械制图》是“工程界的共同语言”，主要研究绘制和阅读机械图样的原理和方法。教学目的要求学生掌握阅读和绘制机械图样的基本知识、基本方法和技能，能够识读和绘制中等复杂程度的机械零件图和装配图。CAD是当前最流行的计算机辅助设计软件之一，它取代了手工制图方法，利用其强大的绘图功能和编辑修改功能，可以快速、准确、美观地表达出所要画的机械图样，极大地提高了绘图效率和质量水平。

机械制图是CAD的基础，CAD是促进制图教学的有效工具。这两门课程，前者注重讲授制图的原理和方法，后者则注重讲授利用计算机软件绘制图形的技巧，两门课程都以培养学生的绘图、识图能力和空间想象能力作为共同目标。两者的结合，学生可以进行更多的理论探索，教师更可以利用轴测图、三维图形变换、幻灯片文件等功能，展示空间形体及空间—平面的转换过程，有利于突出机械制图的重点，分解难点，帮助学生建立及提高空间想象和思维能力。

4.教学改革措施

将机械制图和计算机绘图整合成一门课，以各个知识点为单元，先后或同时介绍机械制图和计算机绘图。这种方法能将这两门课很好地结合起来，使学生达到最佳的学习效果。

4.1调整教学内容

目前，大部分教材在内容顺序上几乎相同，但是有些内容不利于学生的理解和掌握。在教学实践中，可以先讲轴测图的相关知识，然后再介绍正投影、三视图的知识。这样可以使学生在学习三视图想象不清物体的形状时，直观地画出轴测图来辅助思考;三视图介绍后进行简单物体读图。对于第一章的制图基本知识，可以穿插在后续课程当中。

同时，每一部分内容，都要求学生对徒手绘图、读图与计算机绘图三个方面达到熟练掌握。可以把需要讲解的图形提前在AutoCAD、Soliworks、中望3D等软件中建立模型，在授课时通过对模型的旋转、剖切等操作，加深学生对图形的理解，从而更加有效地培养学生的空间想象能力。

4.2采用灵活的教学方法

机械制图重在培养学生的空间想象能力以及绘图、读图能力。教师在授课时，不能全部采用多媒体演示，针对有难度的知识点，要能够现场板书作图示范，并且充分结合实物模型讲解，逐步培养学生的空间想象能力。实例图的难度要由浅入深、循序渐进，为学生创造良好的学习环境。

将每次课重要内容或关键知识点用文字或者图片记录下来进行总结，发给学生，学生有些课堂里没有弄懂的内容和一些细节部分通过回放和课堂总结会掌握的更好。

同时，也可以选用企业工厂现用的典型绘图事例进行讲解和练习，激发学生的学习兴趣，强调学以致用，提高教学的实用性。结合教学内容和生产实际制定学习任务，将知识点隐含在任务中。学生通过分析问题、小组讨论、团体协作，最终找出解决问题的方法，通过任务完成来实现所学知识的意义构建，掌握相关知识，提高创新能力，养成良好的学习习惯。

4.3改进教学模式

机械制图的教学模式分为课堂教学和课程辅导两部分。教师在教学中设计讨论题、多种讲解形式以及教师的应变能力。比如：教师要出能举一反三的典型题，补画第三视图的一题多解题等锻炼学生灵活思维。然后，对讨论中出现的情况进行概括、小结，起到画龙点睛的作用。教师可以板书画立体图来将学生头脑中的抽象思维转变为直观的图形，这样能够锻炼学生画轴测图的能力。利用三维软件来演示。如使用三维机械设计软件先画出物体三维图再根据三维图画出工程图功能。

4.4重构教学方式，采用线上线下一体式教学

由于疫情常态化，部分教学内容要采用线上教学，线上教学内容可以选一些操作性较强的内容供学生学习如CAD图形绘制等，线下教学内容介绍一些实际项目绘制和相关理论知识。

4.5组织学生参加机械设计大赛等比赛

组织学生多参加通过参与“全国大学生机械创新设计大赛”、“挑战杯”大赛、“全国大学生创新创业大赛”等比赛来调动学生的学习积极性，激发学生的创新思维和创新意识等活动，以赛促学激发学生学习积极性。

4.6组织学生参加CAD考证

平时课程里穿插介绍CAD考证内容，尽量让更多的学生获得CAD证书，利于学生就业。

4.7介绍企业相关机械设计创新及建模的项目

参观企业通过介绍企业相关项目，让学生了解当今社会对于学生的要求。

4.8 改革考核方式

以能力为重点，全面考核学生的知识、能力、素质程度。机械制图与计算机绘图有机结合，以实践操作为主，笔试为辅，通过手工绘图作业、平时上机练习、笔试及利用CAD实际上机绘图等，综合评定学生的成绩。

4.9.培养职业素养

从行业发展趋势和职业岗位任务分析入手，把职业要求的知识、技能、态度、素质与受教育者的认识、习得过程有机结合起来，组织、筛选相关教学内容，做到教学内容反映经济现代化和社会信息化的时代特征，使内容学习与企业的生产方式、管理模式、技术改造相适应，使学生在学好课程知识的同时培养其良好的职业道德，做好学习与就业的衔接。在课程内容中加入思政要素，如工匠精神、爱国情怀、党史介绍等

5.教学改革成果

《机械制图》与《AutoCAD》两门课程有机结合的教学改革，能很好激发学生的学习兴趣，有效提高学习效率。学生在掌握基本理论和基础知识的同时，空间想象力、绘图能力、读图能力得到了更好的培养。在教学中，传统的《机械制图》课程显示出极大的活力。CAD辅助制图，可以加深对机械制图原理和方法的理解;机械制图的原理和方法，可以帮助学生对CAD绘图方法的掌握。这样就有效地减轻了学生的学习负担，提高了教学效率，使学生的技术应用能力、职业实践能力和创新能力得到较好的培养，教学效果良好。

6.结论

机械制图与CAD课程的教学改革，是一个持续、动态、循环反复和逐步完善的过程。今后对制图课程的改革，也应随着这种趋势的发展而变化，对相关课程作进一步整合，构建新的课程内容体系，不断提高教学质量。总之，《机械制图与CAD》课程的教学改革与实践是适应学生发展实践能力和创新精神的必然要求，是变传统的教材中心为项目中心，变教师中心为学生中心，变理论中心为能力中心，变学生被动接受为主动汲取，实现学生全面发展的重要途径。

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