對高職《機(jī)械制圖》與《CAD》課程整合的探索

□王桃芬 焦亨余

為了實現(xiàn)高職教育以“應(yīng)用”為目的，以“必需、夠用”為度的人才培養(yǎng)的目的。將Autocad與機(jī)械制圖兩門課程整合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的同時掌握計算機(jī)繪圖，既提高了繪制圖形的質(zhì)量，又為學(xué)習(xí)其他軟件打好基礎(chǔ)。

一、教學(xué)現(xiàn)狀分析

機(jī)械制圖與AutoCAD是高職院校開設(shè)的數(shù)控技術(shù)、機(jī)械設(shè)計及制造、機(jī)電技術(shù)等專業(yè)的兩門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。高職院校的學(xué)生雖經(jīng)過高考的選拔，但他們大多數(shù)學(xué)習(xí)主動性不高和自學(xué)能力較弱等。特別是近幾年高考招生政策的放寬，生源素質(zhì)呈下降趨勢。又在現(xiàn)有的招生制度下學(xué)校文理科都收，造成學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊，這些特點決定了高職生在傳統(tǒng)機(jī)械制圖學(xué)習(xí)中，存在著學(xué)習(xí)興趣不高、理解力不強、空間感較差等一系列問題。但學(xué)生對計算機(jī)繪圖比較感興趣，也愿意花時間來學(xué)習(xí)CAD軟件。

以往的教學(xué)是老師講得多，學(xué)生做得少，結(jié)果學(xué)生識圖能力不足，CAD繪圖只能抄圖。如果工作單位讓學(xué)生搞繪圖設(shè)計時，學(xué)生繪制出來的圖形往往不符合工程要求。這樣的教學(xué)不利于學(xué)生才后期發(fā)展。如果在教學(xué)中把機(jī)械制圖和CAD軟件結(jié)合起來，利用CAD繪制立體圖的直觀性，幫助學(xué)生理解各形體與圖形之間結(jié)構(gòu)關(guān)系。既調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的同時，掌握了CAD繪圖軟件，同時也為以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)計算機(jī)軟件打下良好的基礎(chǔ)。

機(jī)械制圖與CAD要密切結(jié)合，讓學(xué)生不僅能夠手工繪制圖形，而且能用計算機(jī)熟練繪制圖形。但是，在目前的教學(xué)中有許多院校 “機(jī)械制圖”和“CAD”的課程未能有效的整合。有的學(xué)校雖然把機(jī)械制圖和CAD合在一起，但大多數(shù)是先講解機(jī)械制圖知識，再講解CAD。CAD闡述與應(yīng)用的內(nèi)容過于簡單，與工程實際聯(lián)系也很少，很難滿足教學(xué)需要。教學(xué)中有相當(dāng)一部分學(xué)生只對計算機(jī)繪圖感興趣，而對手工作圖和制圖知識學(xué)習(xí)吃力，學(xué)生可能會用CAD繪制出漂亮的圖，手工繪圖卻很差，甚至不能理解機(jī)械圖樣，只能用CAD軟件抄畫圖形。難以達(dá)到既能利用手工作圖，又能使用計算機(jī)軟件進(jìn)行繪圖并能識讀工程圖樣的教學(xué)目標(biāo)。

二、機(jī)械制圖與CAD的關(guān)系

機(jī)械制圖是高職院校機(jī)械類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它主要研究的是機(jī)械行業(yè)中機(jī)械圖樣的繪制和識讀規(guī)律。學(xué)生通過該門課程的學(xué)習(xí)，能夠識讀和繪制中等復(fù)雜程度的零件圖及裝配圖，有一定的空間想像能力并養(yǎng)成耐心細(xì)致的工作作風(fēng)和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度[1]。它不僅有較強的理論知識，而且和生產(chǎn)實踐有密切的聯(lián)系。學(xué)生對這門課程知識的掌握程度，將直接影響到后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)。

CAD是計算機(jī)輔助設(shè)計的英文字母縮寫，是美國Autodesk公司推用的通用計算機(jī)輔助設(shè)計和繪圖軟件包，它具有體系結(jié)構(gòu)開放、性能卓越、易學(xué)易用、使用方便、價格便宜等優(yōu)點。Autocad軟件具有強大的繪圖功能，廣泛應(yīng)用與機(jī)械、建筑、冶金、化工等行業(yè)，是精確地進(jìn)行機(jī)械零部件設(shè)計、繪制機(jī)械零件圖和裝配圖的最佳軟件，是目前應(yīng)用最廣泛的計算機(jī)繪圖軟件之一。它研究的主要是如何利用各種指令繪制圖樣。CAD可以看做是一種代替手工的繪圖工具，繪制的圖形質(zhì)量好，精度高，便于修改和管理。它極大的提高了繪圖效率，并能繪制許多手工不能繪制的圖形。

一方面，機(jī)械制圖是學(xué)習(xí)Autocad的基礎(chǔ)。Autocad不能脫離機(jī)械制圖的學(xué)習(xí)而獨立進(jìn)行，必須在全面掌握制圖的基本理論、投影規(guī)律、表達(dá)方法和國家制圖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定基礎(chǔ)上，才能應(yīng)用Autocad畫出符合要求的機(jī)械圖樣[2]；如果沒有機(jī)械制圖知識，學(xué)生CAD學(xué)的再好，也只會繪制平面圖形，不能了解機(jī)械圖樣。機(jī)械制圖是培養(yǎng)學(xué)生識圖和繪制圖能力的課程，是CAD技術(shù)中必不可少的重要基礎(chǔ)。

另一方面，Autocad是促進(jìn)機(jī)械制圖教學(xué)的有效工具。在教學(xué)中引入Autocad，并不是用計算機(jī)來代替人的思維，而是利用計算機(jī)這一先進(jìn)的現(xiàn)代工具，甩開圖板，用Autocad大大縮短了手工作圖占用的時間，同時也發(fā)揮了繪圖者的主觀能動性。另外Autocad在圖紙的修改、重復(fù)利用、保存和管理等方面，體現(xiàn)出與手工繪圖無可比擬的優(yōu)越性。雖然它能取代手工制圖，但是并不能取代機(jī)械制圖理論和機(jī)械制圖的一些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，相反，它是在機(jī)械制圖理論、標(biāo)準(zhǔn)下開發(fā)出來的繪圖軟件，并極大的豐富了制圖理論[3]。二者相輔相成。計算機(jī)繪圖是機(jī)械制圖現(xiàn)代化的體現(xiàn)，CAD極大的豐富了機(jī)械制圖的教學(xué)內(nèi)容。

三、課程改革措施

《機(jī)械制圖與CAD》課程在機(jī)械制圖和CAD之間的取舍，直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。兩者之間應(yīng)怎樣融合、促進(jìn)、發(fā)展，依據(jù)筆者多年教學(xué)工作實踐認(rèn)為：將Autocad與機(jī)械制圖兩門課程整合為一門課程，以機(jī)械制圖知識為基礎(chǔ)，以CAD技能知識為主線，將CAD內(nèi)容的講解穿插在機(jī)械制圖的各個知識單元里，將制圖知識掌握情況融入每次的CAD繪圖練習(xí)中。這樣不但使學(xué)生更熟練掌握CAD的常用功能，而且在隨后的CAD繪圖練習(xí)中進(jìn)一步消化識圖知識。把Autocad融入機(jī)械制圖的各個教學(xué)環(huán)節(jié)，使兩者內(nèi)容相互結(jié)合，既應(yīng)用了機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)，又適應(yīng)了CAD的先進(jìn)性。其課程教學(xué)新體系主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）壓縮畫法幾何部分的內(nèi)容?！稒C(jī)械制圖》中的畫法幾何部分應(yīng)刪除掉。點、直線、平面的投影中的求實長、實形和相對位置關(guān)系等內(nèi)容，學(xué)生普遍感到困難，且應(yīng)用較少。根據(jù) “必需、夠用”的原則，刪去這部分內(nèi)容，重點講解正投影的基本原理和點、直線、平面的投影規(guī)律。并加大機(jī)件的表達(dá)方法及機(jī)械圖樣的畫法與閱讀的比重。板圖作業(yè)應(yīng)放在CAD中進(jìn)行。

（二）重視機(jī)械制圖部分國家標(biāo)準(zhǔn)的介紹，使學(xué)生建立較強的標(biāo)準(zhǔn)意識，養(yǎng)成自覺遵守標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣。線型的知識、平面圖形的繪制及尺寸的標(biāo)注放在CAD里講解并有針對性地布置一些習(xí)題讓學(xué)生用CAD完成。這樣一來，學(xué)生不但掌握了用CAD繪圖軟件的基本操作方法，而且對制圖標(biāo)準(zhǔn)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。有了CAD繪圖基礎(chǔ)，再用手工繪圖，學(xué)生自然能熟練掌握線型的不同應(yīng)用，同時對尺寸的標(biāo)注也有了更深的認(rèn)識。裝配圖的繪制知識放在CAD里進(jìn)行講解，把零件用不同的顏色表示，通過cad再把零件裝配在一起，再進(jìn)行修改，這樣一來，學(xué)生能更好地理解裝配圖，對零件的連接關(guān)系更清楚地理解和掌握，并能繪制出中等難度的裝配圖。

（三）增加應(yīng)用現(xiàn)代繪圖技術(shù)的內(nèi)容。機(jī)械制圖中組合體視圖的識讀為次重點，零件圖的識讀應(yīng)為重點。零件圖的識讀是職業(yè)學(xué)院學(xué)生必須掌握的知識，在教學(xué)中利用掛圖講解，缺乏立體感，對著零件實物進(jìn)行講解，學(xué)生又往往掌握不好投影的基本規(guī)律。如果利用計算機(jī)三維繪圖軟件，可以從不同的角度展示零件，還可實現(xiàn)三維到二維的轉(zhuǎn)換。讓三視圖與三維模型一一對照，學(xué)生一目了然。

在剖視圖教學(xué)中，零件內(nèi)部孔、槽多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果用AutoCAD建立各種零件模型后，用"繪圖"中的"剖切"的功能，剖開零件，分析里面的孔、槽等結(jié)構(gòu)；通過用不同的位置剖切平面對形體進(jìn)行剖切，分析出剖切位置對剖視圖畫法的影響，從而達(dá)到加深理解剖視圖的畫法。不用費很多課時就能很好地完成教學(xué)任務(wù)，達(dá)到事半功倍的效果。

（四）加強實訓(xùn)環(huán)節(jié)。教學(xué)中老師光講，學(xué)生不練，即便是三維再形象，動畫再逼真，學(xué)生久了也會疲倦，沒有達(dá)到真正教學(xué)的目標(biāo)。在教學(xué)過程中要清楚學(xué)生掌握的知識情況、學(xué)生的動手能力，就必須重視理論聯(lián)系實際。加強實訓(xùn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，真正地把理論知識和CAD技能進(jìn)行綜合運用，提高學(xué)生空間想象能力及CAD繪圖技能。

在實訓(xùn)教學(xué)中，通過現(xiàn)場測繪實習(xí)，主要是對零部件進(jìn)行手工測繪，并分別用手工和計算機(jī)繪制出零件圖和裝配圖。既是強化制圖基本技能的訓(xùn)練，更是將制圖知識有效融入到計算機(jī)繪圖中，測繪在工程設(shè)計中有很高的實用價值。實訓(xùn)中，通過對實物的測繪，指導(dǎo)學(xué)生先徒手畫圖，再用計算機(jī)繪制圖樣，不斷地由物畫圖，由圖想物，由淺入深地分析和想像空間形狀，逐步提高空間想像力。這種實踐訓(xùn)練，不僅能讓學(xué)生掌握繪圖工具的使用方法、掌握正確的作圖步驟，增強標(biāo)準(zhǔn)意識，貫徹最新的制圖標(biāo)準(zhǔn)，提高零件圖、草圖的繪制能力，而且能讓學(xué)生使用計算機(jī)及手工繪制各種零件圖和裝配圖以及標(biāo)準(zhǔn)件、常用件和一般類零件中標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的尺寸及公差與配合的查表等能力。

四、構(gòu)建“雙證課程”體系

實施《機(jī)械制圖與CAD》“雙證課程”，即在課程教學(xué)中將CAD技能考核證書的標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)結(jié)合起來，使學(xué)生在不延長學(xué)制的情況下，在《機(jī)械制圖與CAD》課程結(jié)束的同時，即完成了CAD技能鑒定的培訓(xùn)及鑒定工作。

在教學(xué)實施過程中，把CAD技能考核標(biāo)準(zhǔn)和考證知識緊密聯(lián)系起來，使職業(yè)教育融入學(xué)歷教育中，不僅強化了學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)和應(yīng)用技能。而且縮短了學(xué)生與社會的差距，為學(xué)生就業(yè)上崗創(chuàng)造良好的條件，得到真正的職業(yè)教育目的。

總之，機(jī)械制圖與CAD課程的教學(xué)改革是一個不斷完善的過程，兩課程的有機(jī)融合，不僅緩解了課時減少而課程更新的矛盾，且學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的同時掌握了CAD繪圖技術(shù)。這將有效促進(jìn)學(xué)生的繪圖和識圖技能，也為實踐性教學(xué)鋪設(shè)了一條可行之路。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛快發(fā)展，除了CAD技術(shù)已在工程圖中普遍應(yīng)用之外，Pro/E、UG、Solidwork等軟件的應(yīng)用也將越來越普及，今后對制圖課程的改革也會有更多的變化，新的課程體系也將越來越完善。

[1]陳立德.論高職教材建設(shè)[J].中國大學(xué)教學(xué).2003(6).

[2]魏光清.探討機(jī)械制圖與CAD課程教學(xué)[J].中國市場，2009(27).

[3]章風(fēng)群.機(jī)械制圖與CAD課程整合之我見[J].科學(xué)之友，2010(27).