首页 -> 2007年第2期
ＣＡＤ与《机械制图》的整合
作者：李 梅
关键词：CAD；机械制图；整合
《机械制图》是机电类技校生识、读和绘制机械图样的一门专业基础课。CAD是一体化程度很高、功能丰富的绘图软件。把CAD技术应用于《机械制图》中，先进的计算机技术逐渐地替代了劳动强度大、绘图周期长、不便于保存和携带的手工绘图方式。我校开设了《Auto CAD》和《Solid Works》两门CAD课程。但是，由于各个专业特点不同，各科课程设置的不同，对课程要求的不同，在教学实践中出现了CAD与《机械制图》脱节的现象：掌握《机械制图》知识的学生不懂CAD，不会灵活地运用电脑来绘制机械图；而懂CAD的学生又不懂《机械制图》知识，能用电脑来绘图，但只知其然不知其所以然。少数专业既开设了《机械制图》又开设了CAD课程。但由于分开讲授，使得有些内容重复讲授。而且在教学过程中，由于授课教师知识的局限性，CAD的教学不能与《机械制图》知识相结合，重点不能突出，教学效果不甚理想。在多年的CAD及《机械制图》教学中，笔者一直在摸索两者的整合方法，以提高学生机械图样构形和运用计算机新技术的能力。
整合教学目标
教学目标决定了今后的教学方法和教学设计以及教学的实施。用CAD来整合《机械制图》，首先要确立两门课整合后的教学目标。CAD是绘图工具，对机械图样的绘图原理及识图、读图的方法没有涉及。所以《机械制图》教学中的国家标准和培养学生识、读机械图样，懂得机械图样的表达方法的教学目标不能改变。而CAD的教学目标应着重放在培养学生绘图能力上。《机械制图》教学目标定位于使学生掌握识、绘图的原理和绘图的国家标准方面，CAD的教学目标放在绘图能力的培养，两者之间保持各自的特性和优势。同时两门课应该互相补充、互相渗透，使学生在具备制图理论的基础上更自如、清晰地利用电脑实现自己的设计理念。
整合教学内容
糅合重复内容在《机械制图》与CAD的教学当中，有些部分是重复的，对这些内容我们可以加以糅合。例如：在《机械制图》的第一章中关于制图的一些基本规定，如“图纸的幅面和格式”等，我们可以与CAD中的“图纸的布局、打印”一起来讲解；而制图中的“基本图形的绘制”也可以与CAD中的“基本绘图及编辑命令”相结合；CAD中的“图层”设置与制图中的“图线”则可在设置CAD图层的基础上再强调《机械制图》各种图线的应用。当然，讲授CAD的用法时，可以着重于用CAD来实现制图中要求的方法。例如：可以利用《Auto CAD》中的“对象捕捉”加“对象追踪”来实现《机械制图》中三视图的投影规律：“长对正、高平齐、宽相等”。在《机械制图》中尺寸的标注一直是个重点和难点，CAD中也提供了一套完整的尺寸标注命令。我们可以把《机械制图》中关于尺寸标注的标准和要求用CAD中修改“标注样式”的方法体现出来，用“标注样式”强制执行各种绘图的国家标准。在练习方面，可以用一个综合的例子来实现两者共同的目的。例如：可以要求学生在第一章的内容学习完成以后，让学生利用计算机知识制作一个样板图，设置图纸的图幅、图层、边框、绘制标题栏。这样，在学生练习的过程中既掌握了计算机方面的知识又熟悉了制图方面的一些基本要求和国家标准。
重置教学重点应用CAD以后，《机械制图》中的一些知识点可适当地删减，其中的某些重点也可进行“偏移”。例如：在我们学习了《Solid Works》中零件造型特征中的“拉伸”、“旋转”、“切割”等立体造型后，就完全没有必要再来学习和练习《机械制图》中既复杂，又难画，而且画出的效果又并不理想的手绘“轴测图”。把《机械制图》中“轴测图”的教学重点“偏移”在“轴测草图”的画法上，强调“轴测草图”的重要性，加大“轴测草图”的学习力度。把得到正规、理想的轴测图及各种立体图的任务交给《Solid Works》来完成。又如：学习了《Auto CAD》中的“多义线”和《Solid Works》中的“添加几何关系”后，《机械制图》中“圆弧连接”的内容就会变得特别的简单，就可直接做出，不需再花太多的时间来讲解和练习。
改进教学方法
利用CAD来解决教学中的重点、难点问题是整合的主要目的。
“组合体的绘制与识读”一直是《机械制图》中的重点和难点，也是学生识图、读图的关键部分。整合后，可以利用CAD知识改进传统的教学方法，很好地解决以前挂图加模型很难解决的教学难点。教师在讲授这部分知识时，可利用《Solid Works》演示组合体“叠加”及“切割”的组合过程，再利用《Solid Works》的“旋转”、“拖动”功能使学生能清楚地观察组合后各个方向的特征，难点即迎刃而解。这种形象、生动的方法对提高学生的空间想象力有很大的帮助。
又如：在把《Solid Works》中的零件图变成视图时，得到的结果有时与《机械制图》中的要求往往有一些出入，像“半剖”、“局部剖”等，特别是剖到“肋板”时。此时，可以要求学生利用《Solid Works》的方法按《机械制图》的要求来改正，这样能达到一举两得的教学效果。
《Solid Works》除有很强的立体作图功能外，还具有一定的动画功能，在《机械制图》“装配图”的学习中，我们可以利用《Solid Works》中的动画功能，展示物体的装配和分解的过程，从中了解装配体的结构和工作原理，明确各零件之间的装配关系、连接关系，并了解装、拆的先后顺序。使学生更生动、形象、直观地掌握装配体的知识，很好地解决以前装配体学习过程中复杂、抽象等难点问题。
当然，在教师创新教学方法的同时，学生的学习方法也会相应改变。使用了CAD辅助教学后，教师还可以将一些习题等用CAD的方式输出并上传到校园网上。学生则可根据自己的实际情况，有选择地学习与练习。学生学习的自主性和自学的能力将逐渐地增强。
重置评价方法
当把两门课进行整合后，评价学生掌握程度的标准和方法肯定会有所改变。整合后，我们不仅仅要求学生识读图，由视图想象空间结构，再用计算机绘制立体图。还要求学生根据实物用计算机表达视图。因此，我们的考试方法是模拟学生面试时的场面，当场给出实物，让学生先测绘草图，再用计算机绘出最终视图效果。还可以给出视图要求学生用计算机绘图立体图。最后根据学生的图形表达能力和计算机运用能力给出综合的评分标准。
整合以后，教学的效果如何呢？我的实验对象是2001级四个计算机班，通过2001级学生在学习期间学习效果以及毕业后用人单位反馈回来的情况看，整合效果非常显著：（1）提高了效率。原计划《机械制图》教学时长为480课时，两门CAD课程教学时长为120课时。经过整合以后，我们只用了360课时。（2）学习积极性大大提高。2002年我校对学生进行教学满意度调查，四个班对此课程的满意率都是100%，是全校上百门课中仅有的满意率是100％的几门课之一。而整合前的满意率一般是80%左右。最可喜的现象是，这四个班的学生在上机练习中没有无所事事或玩游戏现象。学生们都喜欢这门课，学习积极性大大提高。（3）学生能力大大提高。我们以前的学生在接受用人单位面试时，经常有会表达机械图却不会用计算机绘制或会计算机绘图又不懂如何用机械语言来表达的情况。但是2001级的学生完全杜绝了这种现象。现在，有很多学生毕业后都是在工厂从事计算机绘图员的工作。学校2004年对用人单位进行了一次回访，这些学生的业务能力得到用人单位的一致好评，有的还成了单位的业务骨干。