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基于ＡｕｔｏＣＡＤ的《机械制图》课堂教学改革初探
作者：刘 滟
关键词：机械制图；AutoCAD；教学改革
《机械制图》是职业教育工程技术类必修的一门专业基础课，中职学生生源以初中毕业生为主，没有经过普通高中的学习，知识量少，空间想象能力不强，对本学科的学习有一定困难。近年来，随着教学改革的不断深入，对本学科的知识结构和教学时数又进行了调整。新知识的补充，相应学时数的压缩，传统教学体系的改进等成为当前教改亟待解决的问题。根据多年专业课教学的经验，在《机械制图》教学中，教师必须转变观念，探索新的教学模式和教学方法，将AutoCAD融入课堂教学，提高学生的空间思维能力，从而掌握扎实的制图理论和熟练的绘图技巧。
运用AutoCAD三维建模
《机械制图》课的概念和规律大部分是建立在对空间形体分析的基础上得出的。传统的“黑板、挂图、教模、粉笔、一张嘴”的教学方法和手段难以改变《机械制图》难教和难学的现状。
组合体是实现本课程教学基础目标的关键，是培养空间想象力的重要保证，而零件、装配体又是实现课程教学核心目标与课程教学专业目标的关键内容。因此，以体作为教学切入点，在三维空间中去认识和感知空间几何元素的强化体的教学，直观、形象，易于被学生接纳。在制图的起始教学中可充分利用AutoCAD画一些立体图供学生观看，并让学生模拟画一些简单的、比较接近正等测的草图。这样，通过教师的示范，学生能很快画出棱柱、圆柱、圆锥等基本几何体的轴测图。通过练习，学生对各种基本体的轮廓有了了解，初步树立了空间概念。
从体的认识再逆向思维到点、线、面，将抽象的二维转化为形象的三维，从而实现物与图的熟练转换，有效地提高和发展学生的空间想象力和创造力，促进课程教学核心目标(即识图和绘图能力)的实现。这样学生学习制图的热情被调动起来，并且产生了对CAD学习的渴望，教学效果非常好。
在制图课中增加AutoCAD教学内容
（一）根据培养计划，改革教学内容，确定教学重点
对机械制图的教学内容、教学时数、课程体系、课程结构等进行综合改革，简化正投影法、三视图及点线面的理论性内容，增加计算机绘图教学内容。把这两门课进行整合，互相渗透，可运用于《机械制图》的各个教学环节。融合后教学内容及学时分配的具体安排见下表。
（二）运用研究性学习和项目教学法，将AutoCAD与制图完美结合，帮助学生一步步地掌握教学内容
打破传统教材按照章节逐条讲述概念、理论的教学方法，每堂课设定一个课题，根据课题内容的不同确定教学方法，在教师引导下采用研究性学习和项目教学法，由学生自行得出每节课的理论基础、核心要点和技能关键。在此过程中注意将AutoCAD与制图紧密结合，根据课题确定CAD在本节课中的地位和使用。例如，在讲授组合体三视图画法时，教师首先提出本节课的课题和目标，调用三维AutoCAD，根据组合体画图过程的需要，逐步对基本体进行并、交、差等布尔运算，最后形成所需的立体几何模型。学生从不同的视角观察该空间模型，并根据对形体表达方法的理解，采用手工制图和计算机绘图两种方式生成二维投影图。画图与造型的对比讲解可以使学生一看就明白，一画更清晰。教师则可以利用三维AutoCAD自动生成二维工程图，学生对照教师的答案，更加理解了从空间到平面相互转化的方法和过程，再经比较，找到投影规律。反之，在识读零件图的教学中，可以让学生用AutoCAD绘制零件图促进学生读图能力的提高。
这种生动、直观、反复的训练，改变了传统的由教师单向灌输的教学方式，实现了传统教学方式中不能实现或难以实现的表达方法，学生积极参与，师生共同讨论，体现了以学生为主体的主动吸收、自行研究的教学方式，活跃了课堂气氛，增加了课堂教学的信息量，同时保证了教学质量，增强了学生学好《机械制图》课程的信心。
另外还应注意的是，课堂教学不只在于教师教了多少，而在于学生学会了多少，不只在于教师讲得如何，而在于教师是否能调动学生动脑、动口、动手，积极主动去掌握知识。在课堂教学中，教师应留给学生独立思考的机会，不要把学生强行引入教师早已设置好的“思维圈”内。
（三）对学生进行手工绘图和计算机绘图的双重训练，相互促进，共同提高
在制图课中增加AutoCAD教学内容，开展机械制图计算机化的教学改革与训练，对学生进行手工绘图和计算机绘图的双重训练，做到两者训练并重。在教学中，平面图形的绘制(扳手)、零件图(模型测绘)、装配图、连接件设计等都可采用先手工绘图，后计算机绘图的方式。例如，在学完“常用几何图形的画法”一节并进行手工绘图训练后，可以使学生上机进行计算机绘图训练，采用项目教学法，让学生学习使用AutoCAD常用实体绘图命令绘制简单的平面图形。这样做可以给教学带来积极的影响。首先，用学生所熟悉的手工绘图过程作为参照，能使CAD的课程内容更易于被他们接受和掌握，并能促进学生手工绘图的积极性。其次，让学生体会手工绘图与计算机绘图的不同，体现出用计算机绘图的先进性，从而激发学生的学习热情。再次，有些学生认为比较难学的圆弧连接部分由于方便的计算机绘图而使问题迎刃而解，并促使学生课后研究圆弧连接的原理和方法，加深学生对机械制图课堂教学的理解和掌握。
将《机械制图》和AutoCAD有机结合
在《机械制图》中利用CAD进行观察、想像与分析，使学生具有表达机械部件和零件结构形状，识读和分析各种图样（核心是零件图和装配图）的能力，是这门课的最终学习目标。要实现这个目标，学生必须具备较强的空间想象能力和空间分析能力。
在零部件的表达方法中使用CAD，可以进一步提高学生的读图能力。剖视图是表达复杂机件的一种方法，学生很难想象出实体形状。因此利用AutoCAD三维建模，观察零件，用剖切平面把零件模型剖开，观察内部的结构形状，从而可以比较和选用不同的剖视方法，画出不同的剖视图，避免学生产生学完剖视后对于各种剖视方法不能灵活使用的弊端，提高学生分析问题和解决问题的能力。
在采用CAD绘制二维零件图的练习过程中，学生不可避免地会遇到读不懂图而造成的绘图困难，此时是提高学生识图能力和空间想象能力的绝好时机。教师可先利用形体分析法和线面分析法进行形体分析，然后展示三维模型，如此反复训练，学生的空间想象能力和形体分析能力能得到大幅度提高，最终达到基于AutoCAD的《机械制图》教学目标。
用《新课标》下的评价体系来检验课改成果
《新课标》评价体系要求评价要全面关注学生的学习历程，及时给予关注和鼓励，帮助他们认识自我，树立信心，发挥评价的教育功能，促进学生在原有水平上的发展。其中关于“知识与能力”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”等方面的教学要求是教学改革的关键所在。
以往职业学校《机械制图》难教、难学的主要原因是学生的想象和分析能力较弱，导致学生厌学，成绩不佳。改革后的新课程内容体系突出了课程内容的实用性，更加切合职业教育的实际，在教学中运用现代教学手段，有效地培养学生的空间想象能力、绘制和阅读机械图样的能力，确保了课程教学目标的实现。在《机械制图》中融入CAD教学更加便于辅导学生，使学生能够不断获得以往学习中少有的成就感，学习的过程更加快乐，思维、情感、态度等因素得到和谐发展，效果非常好。
目前，课程改革正成为职业教育新一轮改革的重点，我们应当促使《机械制图》这门“古老”的课程焕发青春的光彩，使其在整个课程体系中为培养实用型人才发挥应有的作用。而将传统的制图内容与计算机绘图有机地结合，不仅可以让学生真正掌握《机械制图》的精髓，获得专业技能，还能启发学生获得学习使用工具软件的方法，对培养学生的空间思维能力、自学能力及创新能力起到重要的作用，对于职业学校培养实用型人才具有重要的意义。
参考文献：
[1]梁德本.画法几何及机械制图教学法建议书[M].北京：高等教育出版社，1982.
[2]李晓玲.制图教学新思路[J].西安航空技术高等专科学校学报，2002，（1）.
[3]黄德浩.机械制图与计算机绘图[M].北京：机械工业出版社．2001.
作者简介：
刘滟（1975—），女，江苏省泰州机电高等职业技术学校中学一级教师。