浅论CAD在《机械制图与CAD》课程教学中的作用及应用

[摘要] 随着计算机技术的日益普及和AutoCAD的广泛应用，为适应现代高职教育的新要求，高职院校普遍将《机械制图》与《AutoCAD》合并，开设了《机械制图与CAD》课程，对教学起到了极大的促进作用，改变了传统的教学方法，制图教学效果明显提高，学生对空间形体的理解能力较传统教学方法有很大提升，学习热情高涨。本文以多年《机械制图与CAD》教学实践为基础，总结了一些切实可行的教学方法。

[关键词] CAD；机械制图

[DOI] 10.13939/ki.zgsc.2015.24.076

《机械制图》是机械类专业学生必修的专业基础课，主要培养学生的空间思维能力。由于传统“黑板+模型”的教学手段直观性差，很多抽象的知识难以传达给学生，更难以激发学生的学习兴趣。目前学校已解决此问题，在教室安装了电脑及多媒体设备。笔者针对《机械制图与CAD》的教学内容与现代教学设备相结合，利用AutoCAD绘图软件的二维、三维绘图功能，增强教学直观性，改善教学效果，对提高学生动手能力、自学能力，培养学生学习积极性与主动性，营造和谐、轻松、愉快的学习氛围，提供了极大帮助。

1 CAD在《机械制图与CAD》课程教学中的作用

1.1 CAD是《机械制图与CAD》课程教学的工具

计算机绘图已淘汰了传统的手工绘图，是现在的主要绘图方式，而CAD是利用计算机绘图最常用、最有效的工具，要求教师必须熟练掌握。相较于传统教学方法，CAD有无可比拟的优势，教师应把CAD作为辅助教学的工具，提高教学效果。如相贯线的投影，因学生难以理解相贯线的空间形状一直是学习的难点。而用CAD能实时快速地做出各种回转体相贯的三维形体，并可以任意放大、拉近让学生观察，大大方便了教学，是传统模型教学无法做到的。另外，笔者认为把轴测图的画法放在CAD教学中介绍更为方便。在CAD中画椭网很方便，设置等轴测追踪，打开正交模式，等轴测图很好绘制，学生学习也更容易。

1.2 CAD是《机械制图与CAD》课程教学的重要内容

CAD部分的教学，应以平面基本绘图和基本编辑为重点，要求学生必须掌握，并以轴测图的画法和一些简单的三维造型设计来提高学生的学习兴趣。教学重点应放在训练学生使用CAD绘图的技能上。只有熟练使用CAD，学生才会提高兴趣，才有自主学习的积极性。这也是学生以后工作中必须具备的基本技能。投影和组合体视图基本知识是入门知识，是基础，着重培养空间想象能力；零件图的识读是教学目的，是职业院校学生必须掌握的知识，用人单位会首先考察，就业后也用得最多。教师应围绕这两大重点进行教学。

2 如何发挥CAD在《机械制图与CAD》课程教学中的作用

机械制图教学的核心在于教会学生解决由实物到图形和由图形到实物的转换。要引导学生直观分析把实物“变”成图的过程，这样易于使学生建立空间概念，明确画法。AutoCAD中，三维实体化教学真正做到了思维过程和教学过程的同步展现，便于引导学生分析作图条件的空间情况，使学生在空间一平面一空间教学中更好地理解课堂内容。

组合体视图是制图教学的重点和难点，题型多为补视图和补缺线。以前由于缺少实体模型，学生单凭想象很难理解。而现在利用CAD可在课堂上当场制作三维模型，使三视图与三维模型一一对照，学生一目了然，自然就能学会。

剖视图是表达机件的一种方法，是假想用剖切面剖开机件形成的。用剖视图表达的形体有较多孔、槽等，图形中虚线较多，线条交叉重叠，形体也更复杂。学生很难想象出实体形状，弄不清剖视图的形成过程，剖切平面的剖切位置，哪些地方要画剖面线。而通过CAD建立各种零件模型后，用“绘图”中的“剖切”功能剖出零件，并通过在不同位置对形体进行剖切，分析剖切位置对剖视图画法的影响，可加深学生对剖视图画法的认识：即必须让剖切平面通过更多的孔和槽，再借助于“三维视图”，多方位、多角度地观察剖切视图，这样就很容易分析出剖切以后的实际形状了。

又如，轴测图作为一种辅助图样具有立体感强、图形直观的优点，但绘制不便且只能静态观看。结合AutoCAD后，用建模命令绘制三维图形可动态观看、栩栩如生，对培养学生的空间想象力、构形能力大有益处。所以轴测图内容应精简，加强三维建模的学习。且这部分知识应放置在基本体投影后，截交线、相贯线前学习。这种教学方式既遵循认知规律，也充分体现了现代三维设计思想，使教学与实际设计相融合，也进一步引发教学方法、教学手段的改革。

习题课是制图教学的重要环节。《机械制图与CAD》是一门技能型课程，除需掌握机械制图基础知识，还要熟练掌握绘制机械图样的技能，尤其是CAD绘图技能。知识的掌握可通过正确绘制机械图样体现，而熟练地绘制机械图样是学好本课程的最终目的。要达到熟练绘制，需进行足量练习，完成与课程配套的习题集是有效途径。学生完成习题时会遇到一些困难，主要为对形体空间形状的理解。教师通常安排习题课进行指导，而习题课的效果因CAD的使用大为提高。实际教学中，笔者用CAD将所有习题的三维模型全部做好。学生有疑问的题，直接将三维模型用CAD展示在屏幕上，空间360度全方位观察后，学生一目了然，甚至不用讲解学生就理解了。没有CAD这是无法做到的。

3 目前CAD在《机械制图与CAD》课程教学中存在的问题

CAD用于制图教学的便利和优势是公认无疑的，但实际教学中仍有不尽如人意之处，影响了《机械制图与CAD》教学的效果。其一是教学课时太少，学生上机绘图练习的时间不足，学生仅掌握了CAD基本命令的功能和用法，没能熟练掌握绘图操作技能。如果学生课下自己用电脑练习，情况会大为改观。其二是目前高职学生普遍基础差、底子薄、学习习惯差、无学习方法，且学习主动性和积极性不高，除了课堂听课，课外基本不复习或预习，难以达到基本教学目的。而部分学生连上课都不认真。但凡是学习积极主动的学生往往越学越想学、越爱学，学得也更轻松，只是这样的学生太少。

4 《机械制图与CAD》教学未来发展

CAD极大地丰富了机械制图的教学内容，改变了机械制图的教学方法，是一场制图教学的革命。如CAD中三维模型的设计就是制图学中没有的内容，且随着计算机技术的不断发展，直观性差的三面正投影图，将逐渐被三维模型代替。CAD/CAM技术的进步与推广，也将促进CAD制图教学的进一步发展。随着UG、Pro/E、Solidworks等先进三维绘图软件的应用和普及，只要设计出了三维零件图，与绘图软件相连的加T设备就能直接生产出产品，极大地提高了生产效率，几年内必将在我国得到普及。随着教学设备和教学技术的进步，我们今后的教学也将会大有作为，高职学生将会学到更多、更有用的先进技术与技能，提升综合素质，为今后发展打下坚实的基础。