cad機(jī)械圖紙 機(jī)械CAD教學(xué)思考

　　摘要：本文針對(duì)工科機(jī)械專業(yè)中CAD教學(xué)現(xiàn)狀，分析了CAD的教學(xué)目標(biāo)，提出了教學(xué)建議： CAD的教育要注重機(jī)械制圖和CAD技術(shù)結(jié)合； CAD 教學(xué)手段要多樣化，即理論與實(shí)際相結(jié)合的方法、由淺入深的方法以及全程輔導(dǎo)方法；CAD 教育要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。
　　關(guān)鍵詞：CAD教學(xué)；機(jī)械制圖
　　中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　
　　一、CAD概況
　　
　　CAD即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design, CAD），這是一種以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為基礎(chǔ)，涉及工程分析、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)交換、文檔處理、以及軟件設(shè)計(jì)等方面的綜合性新技術(shù)，成為一種用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助人們對(duì)產(chǎn)品或工程設(shè)計(jì)進(jìn)行顯示、修改、輸出的一種新的設(shè)計(jì)方法。自20 世紀(jì)70 年代以來(lái)， 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)發(fā)展十分迅速， 80 年代初，它已發(fā)展成為工程設(shè)計(jì)界實(shí)用的工具，目前它在世界范圍內(nèi)得到了相當(dāng)廣泛的普及和應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)CAD 方面的人才在1978 年僅為5600 人，經(jīng)過(guò)這幾年的大力發(fā)展，目前大約有50萬(wàn)人。在國(guó)外，早在80 年代美國(guó)就擁有CAD 方面人才50 萬(wàn)人，日本就有30 萬(wàn)人。到現(xiàn)在，假如我國(guó)達(dá)到國(guó)外的水平，則CAD 人才約需100 萬(wàn)人。這就要求我國(guó)各類工科院校必須普及CAD 技術(shù)的基礎(chǔ)教育，為科研和設(shè)計(jì)戰(zhàn)線以及企業(yè)輸送新一代的設(shè)計(jì)人才，為CAD技術(shù)在我國(guó)的普及應(yīng)用及早奠定人才基礎(chǔ)，所以，CAD 技術(shù)教育勢(shì)在必行。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益普及，特別在機(jī)械專業(yè)教學(xué)中，《Auto CAD》這門(mén)課程也迅速普及開(kāi)來(lái)，這對(duì)于機(jī)械課程的教學(xué)起到了極大的促進(jìn)作用,徹底改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方法,教學(xué)效果明顯提高,學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲。
　　
　　二、機(jī)械CAD教學(xué)現(xiàn)狀
　　
　　 眾所周知，在機(jī)械專業(yè)中開(kāi)設(shè)《機(jī)械CAD》課程是為了讓學(xué)生將機(jī)械制圖和CAD結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)從手工繪圖到計(jì)算機(jī)繪圖的轉(zhuǎn)變。當(dāng)前,機(jī)械制圖與《機(jī)械 CAD》是兩門(mén)獨(dú)立的課程。在以往的教學(xué)實(shí)踐中,我們往往僅以CAD繪圖能力作為重點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行培養(yǎng),僅僅把CAD作為一種手段、一種技能在講授，忽視了學(xué)生的識(shí)圖能力和空間想象能力培養(yǎng)，這種教學(xué)狀況是有失偏頗的。因此，在CAD教學(xué)中，我們?nèi)匀灰�轉(zhuǎn)變觀念，樹(shù)立正確的教學(xué)目標(biāo)，探索新的教學(xué)模式和教學(xué)方法，將CAD 融入課堂教學(xué)，提高學(xué)生的空間思維能力，從而掌握扎實(shí)的制圖理論和熟練的計(jì)算機(jī)繪圖技巧。
　　
　　三、機(jī)械CAD的教學(xué)目標(biāo)
　　
　　我們知道，機(jī)械制圖課程就是研究繪制和閱讀機(jī)械圖樣的原理和方法的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，它的目的和任務(wù)是：學(xué)習(xí)正投影的基本理論，掌握閱讀和繪制機(jī)械圖樣的基本知識(shí),基本方法和技能，培養(yǎng)空間想象能力。目前，我校使用的《Auto CAD2008》是美國(guó)AutoDesk公司推出的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的最新版本,它以其強(qiáng)大的二維繪圖功能、增強(qiáng)的三維建模功能、直觀的使用方法、穩(wěn)定的性能和便利的交互式操作風(fēng)格贏得了廣大用戶的喜愛(ài)，是當(dāng)今科技工作者用得最多的CAD軟件之一。它主要研究的是如何利用各種指令繪制各種圖樣，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助作圖的目的。當(dāng)然, Auto CAD里的繪圖工具比手工繪圖工具豐富多了，許多手工不能繪制的圖形，計(jì)算機(jī)能繪制出來(lái)。比如CAD三維模型，它取代了手工制圖方法，但并沒(méi)有取代制圖理論和制圖的一些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。相反，它是在機(jī)械制圖理論標(biāo)準(zhǔn)下開(kāi)發(fā)出來(lái)的繪圖軟件，并極大豐富了制圖理論，而且還增加了CAD制圖標(biāo)準(zhǔn)。
　　 因此，對(duì)工科機(jī)械類學(xué)生來(lái)講，CAD課程當(dāng)然首先是要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用Auto CAD進(jìn)行機(jī)械制圖的能力。我們將Auto CAD可以看作是一種繪圖工具：顯示器可以看作是圖板和圖紙，鼠標(biāo)和鍵盤(pán)可看作是鉛筆、直尺和圓規(guī)，但這是不夠的。如何通過(guò)CAD課程學(xué)習(xí)，提高識(shí)圖能力和空間想象能力，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣和工作習(xí)慣更應(yīng)該是我們關(guān)注的教學(xué)目標(biāo)。
　　
　　四、機(jī)械CAD教學(xué)思考
　　
　　分析和了解CAD這門(mén)課程在機(jī)械專業(yè)中的地位和作用之后，我們結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況和培養(yǎng)目標(biāo),制定合理的教學(xué)內(nèi)容和計(jì)劃，采用科學(xué)的教學(xué)手段和方法，讓學(xué)生將CAD這門(mén)技術(shù)有機(jī)運(yùn)用于機(jī)械制圖中。
　�。ㄒ唬�機(jī)械CAD的教學(xué)要注重機(jī)械制圖和CAD技術(shù)的結(jié)合
　　機(jī)械制圖是機(jī)械類專業(yè)的一門(mén)傳統(tǒng)課程，為了更好利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，組織實(shí)施好整個(gè)教學(xué)過(guò)程，許多有經(jīng)驗(yàn)的教師都認(rèn)為必須將機(jī)械制圖和CAD兩者內(nèi)容相互滲透，緊密結(jié)合。在機(jī)械制圖中利用 CAD 進(jìn)行觀察――想象――分析，使學(xué)生具有表達(dá)機(jī)械部件和零件結(jié)構(gòu)形狀，識(shí)讀和分析各種圖樣（核心是零件圖和裝配圖）的能力。如在零部件的表達(dá)方法中使用 CAD，可以進(jìn)一步提高學(xué)生的讀圖能力；又如剖視圖是表達(dá)復(fù)雜機(jī)件的一種方法，學(xué)生很難想出實(shí)體形，因此利用 AutoCAD 三維建模，觀察零件，用剖切平面把零件模型剖開(kāi)，觀察內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形狀，從而可以比較和選用不同的剖視方法，畫(huà)出不同的剖視圖，避免了學(xué)生學(xué)完剖視后各種剖視方法不能靈活使用的弊端，提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。同樣，在CAD教學(xué)中運(yùn)用機(jī)械制圖的識(shí)圖、繪圖和空間想象方法，又可以促進(jìn)CAD教學(xué)。如在采用 CAD 繪制二維圖的練習(xí)過(guò)程中，學(xué)生不可避免地會(huì)發(fā)生由于讀不懂圖而造成的繪圖困難，教師可先利用形體分析法和線面分析法進(jìn)行形體分析，而后展示三維模型。如此的反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生的空間想象能力和形體分析能力得到大幅提升。
　�。ǘ�）機(jī)械CAD 教學(xué)手段要多樣化
　　 CAD 教學(xué)手段和方法是保證教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)十分重要的因素。CAD 教學(xué)不同于一般理論課的教學(xué)，它具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，教師如果按照常規(guī)的方式教學(xué)，很難收到良好的教學(xué)效果。特別是計(jì)算機(jī)繪圖等一類技能性培養(yǎng)的課程，如果不結(jié)合軟件設(shè)計(jì)的自身特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，難免會(huì)使師生雙方對(duì)教學(xué)內(nèi)容感到枯燥和乏味，直接影響到最終的教學(xué)效果。因此，改革傳統(tǒng)的教學(xué)方式是提高CAD 教學(xué)水平的有效手段。
　　總結(jié)教學(xué)實(shí)踐，要特別強(qiáng)調(diào)如下教學(xué)方法：
　　第一，理論與實(shí)際相結(jié)合的方法。要以學(xué)生為主體，注重實(shí)際的操作能力的培養(yǎng)，在理論與操作講述中要結(jié)合實(shí)際的例子，使學(xué)生可以在較短的時(shí)間內(nèi)“即學(xué)即用，即查即用”。
　　第二， 由淺入深的方法。這種方法是將每項(xiàng)任務(wù)都以簡(jiǎn)單的操作步驟和圖例方式講述，學(xué)生可以“照葫蘆畫(huà)瓢”做好手中的事情，當(dāng)學(xué)生具備了基本理論和基本操作能力之后，再進(jìn)行較復(fù)雜的訓(xùn)練。例如，三維作圖是Auto CAD中重要且相對(duì)較難的一部分，它要求一方面培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力，另一方面也要學(xué)生熟練地使用用戶坐標(biāo)系和三維繪圖命令。因此，采取由淺入深的教學(xué)方法，以簡(jiǎn)單的三維形體為教學(xué)切入點(diǎn)，在三維空間中直接去認(rèn)識(shí)和感知空間幾何元素，直觀、形象，易于學(xué)生接納。在起始教學(xué)中可畫(huà)一些立體圖供學(xué)生觀看，并讓學(xué)生模擬著畫(huà)一些簡(jiǎn)單的比較接近正等測(cè)的草圖。通過(guò)示范，學(xué)生能很快畫(huà)出棱柱、圓柱、 圓錐等基本幾體的軸測(cè)圖。通過(guò)練習(xí)，學(xué)生對(duì)各種基本體的輪廓有了了解，初步樹(shù)立了空間概念。然后再畫(huà)一些組合體，將各種基本形體合理運(yùn)用，真正行之有效地提高和發(fā)展學(xué)生的空間想象力和創(chuàng)造力，促進(jìn)課程教學(xué)核心目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
　　第三，全程輔導(dǎo)方法。在短課時(shí)內(nèi)，要把軟件的所有內(nèi)容一一講透是十分困難的，因此，要在任何時(shí)候?yàn)閷W(xué)生提供學(xué)習(xí)建議和在線幫助。 在改進(jìn)教學(xué)方式的同時(shí)，盡量采用多媒體和電腦形象化教學(xué)，多演示，多互動(dòng)，這樣可以更加充分地引導(dǎo)學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使教學(xué)內(nèi)容更為直觀生動(dòng)。
　�。ㄈ�） 機(jī)械CAD 教學(xué)要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)
　　上機(jī)實(shí)踐是學(xué)生學(xué)習(xí)CAD 技能的重要環(huán)節(jié)。CAD 教學(xué)如果讓學(xué)生只學(xué)不練，那只能是紙上談兵，很難培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力。因此，CAD 課程的課時(shí)安排中應(yīng)充分考慮上機(jī)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，保證學(xué)生有一定的時(shí)間去實(shí)踐所學(xué)的內(nèi)容，使課堂上學(xué)過(guò)的東西得以充分地吸收，從而達(dá)到學(xué)以致用的目的。
　　五、機(jī)械制圖和CAD課程相互關(guān)系的探討
　　機(jī)械制圖是機(jī)械類專業(yè)的一門(mén)傳統(tǒng)課程，CAD這門(mén)課程相對(duì)較年輕，為了更好的利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，組織實(shí)施好整個(gè)教學(xué)過(guò)程，可以將機(jī)械制圖和CAD 兩門(mén)課程有關(guān)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，運(yùn)用于機(jī)械制圖和CAD的相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)，使兩門(mén)課程的教學(xué)互相促進(jìn)。如：機(jī)械制圖中的“圖樣畫(huà)法”中插入“畫(huà)剖視圖的有關(guān)命令”；“零件圖”中插入“使用AUTO CAD 進(jìn)行尺寸標(biāo)注”；“標(biāo)準(zhǔn)件、常用件”中插入“圖塊”等等。這樣一來(lái)，既保證了該課程體系的相對(duì)完整性，又突出了計(jì)算機(jī)繪圖的優(yōu)點(diǎn)，并調(diào)整了一些重復(fù)或不必要的內(nèi)容。又如：將建立三維實(shí)體造型作為一種教學(xué)的輔助手段，嘗試讓學(xué)生用三維實(shí)體造型的方法自制實(shí)體模型，為分析形體、想象形體、培養(yǎng)空間思維能力開(kāi)辟一條新途徑。實(shí)踐證明，將《機(jī)械制圖》與《AutoCAD》兩門(mén)課程有機(jī)結(jié)合的教學(xué)改革，能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地提高學(xué)習(xí)效率。教學(xué)中兩門(mén)課程相互貫通，使傳統(tǒng)的機(jī)械制圖課程顯示出極大的活力。當(dāng)然，兩門(mén)課程的有機(jī)結(jié)合需要認(rèn)真研究，目前合二為一時(shí)機(jī)尚不成熟，但整合的趨勢(shì)是明確的。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　 ［1］鄒玉堂.AutoCAD2008實(shí)用教程［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.《微機(jī)原理及接口技術(shù)》

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