機(jī)械CAD與機(jī)械制圖一體化教學(xué)的探討

梁秀娟 嵇海旭

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?CAD作為一款專業(yè)的制圖軟件，長期以來受到制圖設(shè)計(jì)者們的喜愛，對機(jī)械類專業(yè)來講，與CAD更加密不可分，機(jī)械制圖是所有機(jī)械類專業(yè)最基礎(chǔ)也是最主要的一門課程。但是想要深入透徹地了解并學(xué)好這門課程，就需要花費(fèi)大量的時間和精力去完成。在今天，計(jì)算機(jī)的運(yùn)用大大提高了制圖的精度和速度，節(jié)省了制圖設(shè)計(jì)者大量的時間，并且可滿足不同領(lǐng)域的需求。所以現(xiàn)在我國教育發(fā)展方向主要朝著機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)的結(jié)合，為國家建設(shè)培養(yǎng)大批量優(yōu)秀的機(jī)械設(shè)計(jì)人才。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?CAD;機(jī)械制圖;制圖設(shè)計(jì);一體化教學(xué);CAD制圖

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）18-0114-02

一、概述

隨著國家工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，幾乎所有高職院校為滿足國家對工業(yè)發(fā)展專業(yè)人才的需求都設(shè)置有機(jī)械類專業(yè)，然而機(jī)械制圖對學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)生來說是相當(dāng)重要的，在機(jī)械設(shè)計(jì)中扮演著舉足輕重的角色，所以想要培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能，機(jī)械制圖就成為學(xué)生一門必不可少的課程[1]。

要畫好機(jī)械圖，需要準(zhǔn)備的大量的工具設(shè)備，如鉛筆、圓規(guī)、橡皮、直尺、三角尺等。這給傳統(tǒng)制圖設(shè)計(jì)者帶來相當(dāng)大的不便。機(jī)械制圖通俗地講就是把一個現(xiàn)實(shí)中的設(shè)計(jì)好的一個三維立體模型在一張紙上進(jìn)行一個平面描述的過程，生產(chǎn)者根據(jù)圖紙中所描繪的圖形來進(jìn)行實(shí)物生產(chǎn)和加工，所以制圖過程中，我們必須做到圖形與實(shí)物模型的精準(zhǔn)完整。對工程來說，制圖的設(shè)計(jì)工作也是最關(guān)鍵的一步[2]。

21世紀(jì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展大大推動了人類的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)成為普通家庭必不可少的一種工具，每個人都可以利用計(jì)算機(jī)做自己以前想做而不能做或做不到的事情。隨著計(jì)算機(jī)的普及，計(jì)算機(jī)已經(jīng)被運(yùn)用到各個領(lǐng)域，幾乎每個領(lǐng)域的各個行業(yè)都離不開它，這為計(jì)算機(jī)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供了便利，計(jì)算機(jī)輔助CAD設(shè)計(jì)成為機(jī)械制圖的發(fā)展潮流[3]。隨著時代的發(fā)展社會的進(jìn)步，工程圖的繪制變得越來越復(fù)雜，越來棘手，人工繪制工程圖紙變得越來越困難，已經(jīng)不能滿足工業(yè)高速發(fā)展對工程的要求。但借助計(jì)算機(jī)開發(fā)計(jì)算機(jī)軟件完成工程制圖的繪制工作，大大減輕了繪圖者的煩惱。

在滿足計(jì)算機(jī)硬件和軟件的要求前提下，機(jī)械制圖課程和機(jī)械CAD課程之間的融合，具有彼此促進(jìn)、相互融合的效果。這兩門課看上去是兩種性質(zhì)完全不同的課程，但本質(zhì)上確實(shí)建立在同樣人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)之上，為達(dá)到培養(yǎng)設(shè)計(jì)類人才為目的。機(jī)械制圖課程強(qiáng)調(diào)的是機(jī)械類專業(yè)理論、著重技能和創(chuàng)造力的培養(yǎng)，而機(jī)械CAD課程則是為社會實(shí)際需求而發(fā)展的一門學(xué)科，通過此門課程的學(xué)習(xí)學(xué)生更熟練地掌握計(jì)算工具，有效地在實(shí)踐中完成繪圖設(shè)計(jì)工作。

同時，在機(jī)械CAD教學(xué)中，依賴于機(jī)械制圖的理論基礎(chǔ)，不管是通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)還是老師的課堂演示，教學(xué)過程中必須將機(jī)械制圖作為指導(dǎo)依據(jù)，這是實(shí)現(xiàn)一體化教學(xué)模式的根本所在。在CAD軟件的教學(xué)過程中可以隨時無限制地撤銷操作、重新繪制添加，所達(dá)到的繪圖效果與傳統(tǒng)機(jī)械制圖相比也是更勝一籌，是傳統(tǒng)制圖效果所不能比擬的。比如在CAD中可以直接展示3D效果，讓我們有一個更加直觀明了的認(rèn)識。對細(xì)節(jié)部分還有放大功能，可以對一些要求比較精密的圖紙進(jìn)行精雕細(xì)琢的修改、完善、操作等。這樣可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高機(jī)械CAD和機(jī)械制圖一體化教學(xué)的實(shí)踐性。

二、機(jī)械CAD與機(jī)械制圖的關(guān)系

工程圖的繪制過程中，最基礎(chǔ)的是機(jī)械制圖，同時機(jī)械制圖也對工程制圖起著至關(guān)重要的作用。機(jī)械CAD作為輔助畫圖設(shè)計(jì)的一款軟件，它擁有人工制圖不能做到的功能。所以只有機(jī)械制圖和計(jì)算機(jī)制圖相互作用，聯(lián)系起來運(yùn)用，才能制作出比較完美的工程所需圖形，但是僅僅依靠一款軟件或者一臺計(jì)算機(jī)是不可能完成機(jī)械制圖的，因?yàn)橛?jì)算機(jī)沒有人的思維水平，軟件也是如此，不能獨(dú)立存在，單獨(dú)工作，它必須依托于計(jì)算機(jī)，沒有計(jì)算機(jī)作載體，多么完美的軟件也毫無用處毫無價(jià)值可言。所以，要設(shè)計(jì)完成一張精美的設(shè)計(jì)圖形，兩者必須結(jié)合起來，形成一個結(jié)合體，才能創(chuàng)造出完美的工程圖形。

機(jī)械CAD制圖就是利用計(jì)算機(jī)軟件，將原來以手工方式為基礎(chǔ)繪制的機(jī)械圖形，用軟件制作出來的過程，它不僅在很大程度上提升了制圖的質(zhì)量，而且也大大提高了繪圖的效率[4]。以前一個機(jī)械設(shè)計(jì)者手工繪制一張圖紙可能會耗費(fèi)掉幾個小時甚至幾天的時間，現(xiàn)在運(yùn)用電腦CAD軟件繪制一張工程圖紙，也許僅僅只需要幾分鐘的時間就能高效率、高質(zhì)量地完成圖形的繪制。在傳統(tǒng)繪圖中，造成學(xué)生很難理領(lǐng)悟繪圖中的原理和掌握其方法的原因在于，學(xué)生將大量的時間和精力都花費(fèi)在了圖紙的繪制上，即繁瑣的調(diào)整修改中。每當(dāng)碰到一項(xiàng)比較困難并且工作量非常大的任務(wù)，學(xué)生為了能夠如期盡快地完成制圖工作，只是機(jī)械地在為了完成任務(wù)，失去大量的思考時間，完全沒有思考的空間，長期停留在低級的制圖階段，而沒有一種質(zhì)的飛躍。這樣一來，就會造成學(xué)生信心缺乏，學(xué)到的新知識也不能得到及時的鞏固，這樣就會造成新知識的傳授難度，造成一種惡性循環(huán)。因此，現(xiàn)在院校工程專業(yè)引進(jìn)了CAD機(jī)械制圖，這樣將大大縮短以前花費(fèi)在制圖過程中的時間，能夠留出更多的時間和機(jī)會讓老師和學(xué)生去思考、去領(lǐng)悟、去消化。

三、完成機(jī)械CAD教學(xué)和機(jī)械制圖教學(xué)一體化的重要意義

機(jī)械制圖是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生最基礎(chǔ)同時也是最重要的一門課程。學(xué)生和老師有更多精力用在制作技巧和原理上，同時制作技術(shù)和原理也是機(jī)械制圖中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，想要完全掌握還是需要花費(fèi)大量的時間和精力的。近些年來，機(jī)械制圖的課程在各大高職院校中有了明顯的壓縮，但是學(xué)生和老師對機(jī)械制圖的興趣卻越來越濃，對機(jī)械制圖的渴望也更加急切，由此學(xué)生在機(jī)械制圖方面的技能也得到了大幅度的提升，這在以前是我們無法想象的[5]。主要是因?yàn)閷⒂?jì)算機(jī)引入機(jī)械制圖當(dāng)中來了，這是新課程的重大改革創(chuàng)新。一門課程的創(chuàng)新使學(xué)生能夠在有限的時間里對機(jī)械制圖方面的知識有一個全方位的掌握。因此，在機(jī)械制圖中應(yīng)用計(jì)算機(jī)對設(shè)計(jì)教學(xué)的老師和學(xué)生具有相當(dāng)大的意義，對他們的工作學(xué)習(xí)做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，同時明顯提升制圖者的制圖效率，緩解制圖疲勞。隨著社會的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)成為一個時代的趨勢所在，其中就包括全國的大部分的大中小學(xué)中都相繼引進(jìn)了多媒體教學(xué)的策略，作為本校在教學(xué)資源配置上面的一個戰(zhàn)略部署，對各大高校和高職院校來講，它們的主要目的是向社會各個需求層面直接輸送合格人才，在經(jīng)濟(jì)角度對人才的質(zhì)量更加強(qiáng)調(diào)。相應(yīng)的，機(jī)械CAD教學(xué)可以幫助學(xué)生有效地提高機(jī)械制圖的效率，并且在教學(xué)的過程中能夠更加充分地向?qū)W生展示教學(xué)內(nèi)容，一些比較抽象難懂的地方、疑點(diǎn)等講述得更加詳盡透徹。例如，計(jì)算機(jī)CAD軟件可將細(xì)節(jié)部分放大數(shù)十倍，更加清晰地向?qū)W生展示，避免學(xué)生對誤差的曲解。制圖效率也可以幾十倍的大幅度提升，這樣可以避免大量不必要的時間消耗在已經(jīng)掌握和理解的知識層面上，提高學(xué)生在有限的教學(xué)時間內(nèi)的學(xué)習(xí)效率。

四、實(shí)現(xiàn)機(jī)械CAD教學(xué)和機(jī)械制圖一體化教學(xué)的對策

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，機(jī)械制圖和機(jī)械CAD教學(xué)往往被分成兩門不同的課程，并且分別由不同的老師進(jìn)行教學(xué)指導(dǎo)。很大程度上，機(jī)械制圖是為了鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)和制圖能力，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，但是若單單靠課堂中老師的講述還有課本文獻(xiàn)中圖案附加文字說明，往往缺乏生動的演示，使學(xué)生感到乏味、枯燥。并且學(xué)生感覺會比較抽象，難以理解，同時老師也很難向?qū)W生清楚闡述。這就要求老師和學(xué)生都要具備高水平的空間想象能力以及形象表述能力。否則學(xué)生學(xué)習(xí)沒有積極性，學(xué)生幾乎不能用軟件來獨(dú)立完成機(jī)械制圖的工作。這就要求老師在機(jī)械制圖領(lǐng)域教學(xué)中引入機(jī)械CAD，在課堂中把CAD作為教學(xué)的主要內(nèi)容和學(xué)生實(shí)踐考查目標(biāo)，CAD作為機(jī)械制圖者所必不可少的工具，能夠?yàn)閷W(xué)生和老師節(jié)約大量的時間和精力，使他們有更多的思考空間去思考，去領(lǐng)悟，自然也會提高制圖者的工作效率。

在具體實(shí)施機(jī)械CAD教學(xué)和機(jī)械制圖一體化的工作中，毋庸置疑，想要把計(jì)算機(jī)和機(jī)械CAD結(jié)合起來，就必須具備機(jī)械CAD的教學(xué)環(huán)境，最基本的就是要把機(jī)械制圖的課程安排在多媒體教室中去[6]。在多媒體教室中，老師可以使用鍵盤、鼠標(biāo)、大屏幕來現(xiàn)場演示制圖過程，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直尺、圓規(guī)和鉛筆。打破了傳統(tǒng)教學(xué)中演示困難的境況。機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)課程的無縫銜接，能夠讓人對兩者更加容易接受，認(rèn)識更加清晰。在了解計(jì)算機(jī)的同時，能夠輕松地完成機(jī)械制圖。使本來枯燥乏味的機(jī)械制圖過程變得生動、充滿樂趣，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情，對制圖有更加深刻、清晰、具體的理解。

在機(jī)械制圖的學(xué)習(xí)過程中，只有勤于實(shí)踐，將學(xué)到的理論及時運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中才能更加鞏固，真正得到能力的提升。學(xué)生在學(xué)校受到這種實(shí)踐教學(xué)模式的訓(xùn)練，之后在步入社會，能夠把學(xué)到的機(jī)械CAD應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中去，在現(xiàn)實(shí)真實(shí)的案例中通過自己不斷的練習(xí)、琢磨才能熟練掌握，在生活工作的實(shí)踐中理解機(jī)械制圖的精髓。

五、結(jié)語

機(jī)械制圖與CAD制圖兩者之間是緊密聯(lián)系的，只有將兩者結(jié)合起來，合為一體，才能得到更多教學(xué)工作者和學(xué)習(xí)者的喜愛。兩者相互促進(jìn)，能夠使學(xué)生方便地完成高水平的機(jī)械制圖，得到一種心靈上的成就感，使學(xué)生告別圓規(guī)、直尺、鉛筆、橡皮等傳統(tǒng)的繪圖工具，轉(zhuǎn)而使用高效率的工具來完成機(jī)械制圖中所需要的復(fù)雜的工作。兩門課程的融合可以滿足個人、企業(yè)以及社會對高效率、高質(zhì)量工作的需求。

參考文獻(xiàn)：

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[5]王評.機(jī)械制圖與CAD一體化探討[J].才智，2015（29）.

[6]許旭.機(jī)械制圖與CAD教學(xué)一體化改革研究[J].科技風(fēng)，2017（26）：122.

編輯 張 慧