利用CAXA技能大賽 提高機械制圖課程教學效果

王元

【摘 要】本文從機械制圖課程特點以及CAXA實體設計大賽對學生的技能要求出發(fā)，論述利用CAXA技能大賽提高機械制圖課程教學效果的做法，提出緊密聯(lián)系生產實際整合機械制圖課程教學內容、激發(fā)學生學習興趣、培養(yǎng)學生制圖能力和空間想象能力等策略，以推動職業(yè)學校機械制圖課程教學改革。

【關鍵詞】機械制圖 以賽促學 CAXA技能大賽 課堂教學 策略

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）04B-0018-02

機械制圖是職業(yè)學校機械專業(yè)的必修課程，是一門實踐性較強的專業(yè)基礎課程，主要教學目標是讓學生掌握機械制圖的有關理論知識，培養(yǎng)學生閱讀與繪制機械圖樣、利用投影理論知識分析與表達機械工程問題等方面的能力，是學生專業(yè)課程學習必不可少的基礎。其教學質量直接關系著學生理論知識與職業(yè)技能的習得。學習好該課程需要學生同時具備較好的空間想象能力和較高的動手實踐能力。在目前的職業(yè)學校中由于專業(yè)基礎課程教學課時的壓縮，要想在有限的課時內讓學生快速地掌握理論知識與實踐技能，需對傳統(tǒng)教學方式進行改進與創(chuàng)新。然而我們在教學實踐中發(fā)現(xiàn)，一方面由于機械制圖教學內容的枯燥性和抽象性，使得很多學生的學習興趣不大，更談不上牢固掌握知識與技能;另一方面由于學生缺乏動手實踐的機會，難以真正培養(yǎng)他們的空間想象力與職業(yè)技能。近年來，隨著全國職業(yè)院校技能大賽的盛行，CAXA 成為該項大賽的主要合作伙伴，并成為檢驗職業(yè)教育教學效果的平臺，在 CAXA 技能大賽的影響下，我們嘗試對機械制圖課程教學方式進行改進，充分利用 CAXA 實體設計軟件更好地將理論教學與實踐教學結合起來，讓學生在動手的過程中快速掌握機械制圖要點，促進課堂教學效率的提升，培養(yǎng)實用型、技能型的高端人才。

一、職業(yè)學校機械制圖課程教學現(xiàn)狀

（一）課堂教學內容直觀性較差

傳統(tǒng)的機械制圖課程教學主要以模型、掛圖為主，雖然近年來隨著多媒體教學方式的介入，一定程度上豐富了教學內容，但在講解復雜視圖與剖視圖等內容時，內容直觀性仍然比較差，學生難以理解與掌握。

（二）“教”與“學”效率低下

受到傳統(tǒng)教學方式及教學內容的影響，機械制圖課程教學主要以教師講解為主，再加上由于學生練習需要大量的手工儀器來完成，很多實際問題得不到有效解決，導致教師的教學效果與學生的學習效率非常低下。

二、CAXA 技能大賽對機械制圖課程的影響

隨著計算機技術及機械行業(yè)的快速發(fā)展，三維設計軟件如雨后春筍般地冒出來，比如 AutoCAD、UG、SolidWorks 等，雖然這些軟件能夠較好地完成三維模型設計，但由于操作比較復雜，學生在學習機械制圖課程時難以快速上手。在這種情況下，CAXA 實體設計作為一種集工程設計、協(xié)同設計、創(chuàng)新設計于一體的三維設計軟件，以其易學易用的顯著優(yōu)勢在職業(yè)學校中得到了廣泛的應用。

近年來隨著全國職業(yè)院校技能大賽的開展，CAXA 成為學生參加技能大賽和社會崗位就業(yè)必須掌握的一種技能。因此，在 CAXA 技能大賽背景下，我們根據(jù) CAXA 技能大賽對學生技能的要求和 CAXA 實體設計軟件的特點，把 CAXA 實體設計引入機械制圖課程教學中，其重要價值主要體現(xiàn)在：第一，學生通過機械制圖課程的學習，雖然能夠掌握一定的理論知識，但由于機械制圖教學內容比較抽象和繁雜，學生無法深入理解，而引入 CAXA 實體設計，能夠幫助學生加深對機械制圖中三維實體模型的理解，有利于加強學生空間想象能力的培養(yǎng);第二，在 CAXA 實體設計的支持下，學生可以進行實踐操作，有利于培養(yǎng)學生的實踐能力，并促進學生對理論知識的吸收與消化，提高學生的學習效率;第三，CAXA 實體設計入門容易、操作簡單，學生很容易快速掌握該軟件操作，這樣學生可以用更多的精力思考如何運用 CAXA 學習機械制圖課程，而不是學習如何使用軟件。

由此可見，以 CAXA 技能大賽為依托，引入 CAXA 實體設計，可以有效提高機械制圖課程教學效率，增加教學實踐中的技術含量，培養(yǎng)學生看圖、構圖與空間構思的能力，對推動機械制圖課程教學改革具有深遠的意義。

三、以 CAXA 技能大賽為依托，改進機械制圖課程教學

（一）緊密聯(lián)系 CAXA 技能大賽要求，整合課程教學內容

CAXA 技能大賽的主要目的是通過層層選拔，培養(yǎng)學生過硬的專業(yè)技術。在大賽中脫穎而出的優(yōu)秀選手通常會被許多知名企業(yè)高薪聘用，大大提高了職業(yè)學校學生的就業(yè)率，因此其成為創(chuàng)新職業(yè)學校學生實習實訓途徑、提高學生技能水平的有效手段。在 CAXA 技能大賽背景下，可以將機械制圖課程與 CAXA 實體設計軟件教學有機地結合。比如，機械制圖課程中的第一章節(jié)內容主要介紹我國機械制圖的相關標準及繪圖工具，將這部分基礎知識與 CAXA 實體設計的基本指令結合起來，讓學生在學習繪圖工具的過程中，掌握尺寸標注、線型選擇、字體選擇、標題欄等知識;又如，學習機械制圖中的“點、線、面的投影”內容時，由于這部分內容前后邏輯關系并不緊密，且學生真正運用到實際中的機會比較少，對此，可以結合 CAXA 實體設計中的基本體投影進行講解，讓原本比較抽象的內容具體化，有助于學生學會點、線、面投影的綜合應用。這樣，將機械制圖課程與 CAXA 實體設計進行整合，一方面可以幫助教師教學，另一方面讓學生在掌握一定機械制圖知識的基礎上，利用 CAXA 實體設計軟件將自己一些不成熟或模糊的想法在三維環(huán)境下快速、高效地表達出來，然后再通過動態(tài)的添加或拖放智能圖素進行調整，最終形成自己的產品，大大調動了學生參與課堂學習的積極性。

（二）引入 CAXA 實體設計，改進課堂教學方式

1.借助 CAXA 實體設計，激發(fā)學生課程學習興趣。針對機械制圖課程，在多媒體課件教學的基礎上引入 CAXA 實體設計這一輔助教學手段，在豐富課堂教學內容的同時，能讓學生更為清晰地觀察到各種形體的主要特征及其之間的聯(lián)系，有利于激發(fā)學生的學習興趣。例如，在教學“相貫線”一課內容時，在以往的教學中學生對相貫線的形成及形狀理解存在較大困難，導致學生在剛開始學習這部分內容時就失去了學習興趣。為此，我們引入 CAXA 實體設計，向學生演示兩個圓柱體正交的過程，學生通過對兩個正交等直徑圓柱體與兩個正交不等直徑圓柱體的對比觀察，對相貫線的形成過程及形狀的不同理解更為透徹;然后在此基礎上，利用 CAXA 實體設計模型，向學生演示隨著尺寸的變化相貫線的動態(tài)變化情況，不僅有效突破了教學重難點，更為重要的是采取這樣的動態(tài)演示，激發(fā)了學生學習 CAXA 實體設計的欲望，有利于提高學生參與 CAXA 技能大賽的積極性。

2.借助 CAXA 實體設計，培養(yǎng)學生機械制圖能力。零件圖是機械行業(yè)生產過程中最重要的技術文件，其中明確規(guī)定了各個零件制造的形狀、尺寸及質量要求。設計人員的機械制圖能力直接關系著零件生產質量的好壞。但這對于職業(yè)學校的學生而言，很多學生即使經過專業(yè)課程的學習也難以達到崗位技能的要求。而利用 CAXA 實體設計軟件可以有效解決上述問題。比如，學生在學習實線、點畫線和虛線內容時，極為容易混淆虛實線，利用 CAXA 實體設計軟件向學生講解虛實線的畫法，可以讓學生清楚地了解什么地方該用什么樣的線及如何選用和標注尺寸、粗糙度等，有效提高學生制圖的準確度。又如，題目要求學生畫一個與兩個已知圓外切的圓弧，圓弧尺寸未知。學生采用傳統(tǒng)制圖的方式，只能畫出一個大概的形狀，無法測量出圓弧的尺寸。但是利用 CAXA 實體設計軟件，學生只需要在制圖界面上，將切點點擊在第一個外接圓上，然后在第二個外接圓上確認切點，最后將第三點點擊在合適的位置就能自動畫出圓弧，且能準確地測量出該圓弧的半徑與尺寸，確保了學生的制圖符合機械制圖的具體要求。

3.借助 CAXA 實體設計，提高學生空間想象能力?？臻g想象能力是影響學生學習機械制圖課程的關鍵因素。雖然很多學生具備一定的立體幾何知識，但其空間想象能力仍然比較差，在學習機械制圖尤其是投影理論相關知識時，往往想象不出形體的投影形狀。因此，在課堂教學中，只有切實提高學生的空間想象力，才能提高課堂教學效果。而空間想象力的培養(yǎng)可以通過大量二維與三維之間的雙向轉化訓練來實現(xiàn)，比如由三視圖畫出軸測圖、由軸測圖畫出三視圖等。但在以往的教學實踐中，畫圖訓練往往是在課后以作業(yè)的形式讓學生完成，其結果通常是班級上一兩個成績較好的學生完成作業(yè)后，其他學生進行抄襲，學生的制圖能力難以得到有效提高，且最為重要的是空間思維能力沒有得到培養(yǎng)，學生在練習過程中得不到及時的糾正與指導，從而容易產生畏難情緒。為此，在機械制圖課程中，引入 CAXA 實體設計軟件，讓學生通過自學自練，學會從不同角度觀察形體，且 CAXA 軟件中具備二維和三維模型庫，通過二維與三維之間的雙向訓練，可以促進學生空間想象能力不斷提高。比如，利用 CAXA 的分割和截切功能完成機械制圖中的各類剖視圖教學，首先利用 CAXA 相關指令建立零件的三維模型，然后利用分割與截切功能，去除模型中遮擋部分，這樣學生就能較容易地觀察到零件的內部形狀了。又如，在學習基本體和組合體內容時，利用 CAXA 軟件中的拖放、拉伸、旋轉等基本操作，形成三維實體模型，然后通過交集、差集、并集等操作，從三維生成二維模型，有效地為學生進行二維與三維模型之間的轉化搭建了橋梁，促進了學生空間思維能力的發(fā)展，機械制圖課程教學效率也因此得到了較大程度的提高，同時也為學生參加 CAXA 技能大賽奠定了堅實的基礎。

綜上所述，CAXA 技能大賽為職業(yè)學校學生提高技能水平提供了新的路徑。在 CAXA 技能大賽背景下，機械制圖課程教學以 CAXA 軟件應用為依托，以職業(yè)技能培養(yǎng)為導向，以技能大賽為動力，推動課程教學改革，形成“以賽促學、以賽促教”的教學模式，讓學生具備過硬的制圖技術，為學生的就業(yè)奠定基礎。

【參考文獻】

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（責編 羅汝君）