唐永勇， 馮 劍， 陳國(guó)民， 杜振華， 陳 明

(解放軍后勤工程學(xué)院，重慶 401311)

機(jī)械制圖中CAD教學(xué)的軟件選擇與教學(xué)設(shè)計(jì)

唐永勇， 馮 劍， 陳國(guó)民， 杜振華， 陳 明

(解放軍后勤工程學(xué)院，重慶 401311)

針對(duì)機(jī)械制圖中CAD教學(xué)的學(xué)時(shí)短、內(nèi)容多等問(wèn)題，采用精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容，注重實(shí)際操作的融合式教學(xué)法具有較好的效果；綜合比較了國(guó)內(nèi)外二維繪圖軟件的功能與特性，在滿(mǎn)足學(xué)校軟硬件配置要求的前提下，提出教學(xué)軟件除應(yīng)具有應(yīng)用廣泛、通用性好、操作界面友好等性質(zhì)外，還要能體現(xiàn)設(shè)計(jì)思想與表達(dá)形式相分離的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念。教學(xué)實(shí)踐表明，恰當(dāng)?shù)能浖x擇和以動(dòng)手能力為目標(biāo)的CAD教學(xué)方法能很好地滿(mǎn)足學(xué)時(shí)和能力要求，拓展了學(xué)生的知識(shí)面。

機(jī)械制圖；CAD教學(xué)；國(guó)產(chǎn)CAD；融合式教學(xué)法

隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)繪圖軟件已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的尺規(guī)繪圖工具，對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)人員而言，使用直尺和圓規(guī)等工具來(lái)完成即便是一個(gè)很簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)都會(huì)顯得與時(shí)代的發(fā)展不相適應(yīng)。因此，以講授工程圖形繪制為主要內(nèi)容的機(jī)械制圖課程必然要增加計(jì)算機(jī)繪圖軟件的使用與操作等內(nèi)容以滿(mǎn)足社會(huì)實(shí)踐的要求，但機(jī)械制圖作為傳統(tǒng)課程又面臨著教學(xué)時(shí)間縮短這一問(wèn)題。“教什么、怎么教”是大多數(shù)圖形學(xué)教師正在考慮的兩個(gè)問(wèn)題，“教什么”涉及到的是教學(xué)軟件的選擇和教學(xué)內(nèi)容的劃分，而“怎么教”考慮的是教學(xué)場(chǎng)地的安排和教學(xué)手段的使用，對(duì)于這兩個(gè)問(wèn)題的不同選擇極大地影響了機(jī)械制圖教學(xué)的實(shí)際效果。目前在機(jī)械制圖教學(xué)中有三種類(lèi)型的教學(xué)方法[1-4]，一種是將機(jī)械制圖的內(nèi)容與CAD課程的內(nèi)容整合為一門(mén)課程但分別講授的添加式，另一種是將CAD內(nèi)容與機(jī)械制圖內(nèi)容相互交叉的融合式，以及按兩門(mén)課程分開(kāi)講授的獨(dú)立式(或分離式)教學(xué)方法。機(jī)械制圖的根本目的就是要使學(xué)生學(xué)會(huì)制圖的基本原理和掌握繪圖的方法和手段，使用CAD軟件和使用尺規(guī)繪圖在本質(zhì)上是一致的，即為設(shè)計(jì)者提供一個(gè)設(shè)計(jì)的平臺(tái)和工具，只是計(jì)算機(jī)繪圖的效率要高許多，特別是計(jì)算機(jī)繪圖可以將很多重復(fù)的工作程序化，而且編輯修改極為簡(jiǎn)便卻不影響圖形的美觀。因此，采用將CAD的內(nèi)容融入機(jī)械制圖相應(yīng)章節(jié)的融合式教學(xué)方法應(yīng)占有主導(dǎo)地位[1-4]。

1 教學(xué)軟件的選擇

1.1 繪圖軟件選擇的原則

一個(gè)好的教學(xué)軟件首先滿(mǎn)足可操作性，該可操作性應(yīng)包含實(shí)用性、適用性和廣泛性三方面的要求。實(shí)用性要求軟件的選擇不僅應(yīng)立足于學(xué)生當(dāng)前的課程學(xué)習(xí)，還要立足于今后的專(zhuān)業(yè)發(fā)展；適用性要求選擇軟件時(shí)要考慮學(xué)生的接受能力、授課學(xué)時(shí)的長(zhǎng)短以及學(xué)科和專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)；廣泛性要求軟件的適用面廣，使用者眾。因此，綜合而言，軟件的可操作性要求選擇的軟件必須是本行業(yè)廣泛使用的，在中文和非中文界面之間選有中文的，二、三維軟件上選擇二維軟件以便于平面圖形的講解；在軟件的版本上選硬件配置符合學(xué)校實(shí)際的而不是版本最高的，操作上要選界面友好、上手容易的等等。其次是軟件必須能體現(xiàn)現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)的新思想和新理念，如設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)資源共享、人機(jī)交互界面友好等功能。目前，機(jī)械行業(yè)使用的二維計(jì)算機(jī)繪圖軟件品種較多[5-7]，而國(guó)產(chǎn)CAD軟件在經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展之后，也具有了與國(guó)際軟件巨頭 AutoDesk公司AutoCAD系列軟件進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的能力。

1.2 國(guó)產(chǎn)軟件發(fā)展及其分類(lèi)

目前，國(guó)產(chǎn)軟件根據(jù)是否掌握知識(shí)產(chǎn)權(quán)，分為三類(lèi)，第一類(lèi)是自成體系，有鮮明的專(zhuān)業(yè)特征，從各自行業(yè)中獨(dú)自壯大發(fā)展起來(lái)的具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)，有CAXA電子圖板和開(kāi)目CAD；第二類(lèi)是基于AutoCAD的二次開(kāi)發(fā)而不斷做強(qiáng)做大的，有天正CAD、天河CAD、機(jī)械工程師以及InteCAD；第三類(lèi)為始于AutoCAD的二次開(kāi)發(fā)，在做強(qiáng)后，在基于IntelliCAD核心技術(shù)之上的進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，其操作方式和軟件的功能與AutoCAD基本一致，具有部分自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件，有浩辰CAD、中望CAD和堯創(chuàng)CAD等。2013年4月以后，浩辰、中望和堯創(chuàng)等軟件公司，放棄了原來(lái)的ITC基礎(chǔ)架構(gòu)，分別推出了浩辰CAD8、中望CAD+和堯創(chuàng)CAD等具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)CAD軟件。

浩辰CAD8、中望CAD+和堯創(chuàng)CAD等軟件雖然放棄了原有ITC基礎(chǔ)構(gòu)件核心，但依然繼承了以前版本的固有特性，即完全兼容AutoCAD的DWG文件格式，并且其圖形界面、命令方式、操作習(xí)慣與AutoCAD非常相似，無(wú)需二次學(xué)習(xí)。使得原先習(xí)慣了AutoCAD的用戶(hù)能夠輕易地轉(zhuǎn)到這些國(guó)產(chǎn)軟件的使用上來(lái)。說(shuō)到這些軟件與AutoCAD文件格式的兼容性，當(dāng)然，就得提及 IntelliCAD與AutoCAD軟件的歷史淵源，IntelliCAD軟件的母公司Softdesk公司以前是Autodesk公司的第三方軟件供應(yīng)商，1994年Softdesk公司開(kāi)發(fā)出與AutoCAD軟件完全兼容的軟件，名稱(chēng)叫 Phoenix。1996年Autodesk公司并購(gòu)Softdesk軟件公司時(shí)，由于美國(guó)反壟斷法的限制，Phoenix軟件必須排除在并購(gòu)之外，于是由Phoenix軟件發(fā)展出了IntelliCAD98系統(tǒng)，隨后成立了以IntelliCAD為基礎(chǔ)的ITC組織。國(guó)產(chǎn)部分具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAD軟件企業(yè)如浩辰、中望等都是ITC組織的成員?？紤]到以上現(xiàn)實(shí)，可以說(shuō)，在國(guó)內(nèi)各行業(yè)使用的國(guó)產(chǎn)二維CAD軟件，按操作界面和設(shè)計(jì)理念來(lái)分的話(huà)，可分為傳統(tǒng)繪圖習(xí)慣又具有自身專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)且提供國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支持的軟件如CAXA和開(kāi)目CAD，另一種就是盡力采用與AutoCAD類(lèi)似的將設(shè)計(jì)與出圖分開(kāi)的設(shè)計(jì)習(xí)慣和理念同樣也提供國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支持的、且有過(guò)對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)經(jīng)歷的國(guó)產(chǎn)軟件如浩辰、中望和堯創(chuàng)等。因此從操作界面和使用習(xí)慣來(lái)選擇軟件的話(huà)，主要CAD教學(xué)軟件選擇還是在CAXA系列和 AutoCAD系列之間進(jìn)行，因?yàn)閷W(xué)習(xí)了AutoCAD軟件，對(duì)使用浩辰、中望等與AutoCAD有些歷史淵源的國(guó)產(chǎn)軟件的使用并不受影響，因?yàn)锳utoCAD軟件有的好的功能和理念，它們都盡量跟上。

1.3 CAXA系列與AutoCAD系列的比較[5-7]

從產(chǎn)品應(yīng)用范圍和使用者方面比較，北京數(shù)碼大方科技有限公司自 1997年推出了第一代產(chǎn)品CAXA97以來(lái)，現(xiàn)已形成了以CAXA電子圖板為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)出了CAXA數(shù)控車(chē)削、實(shí)體造型、制造工程師以及雕刻等設(shè)計(jì)、制造加工和編程系列軟件，廣泛應(yīng)用于我國(guó)機(jī)械工程領(lǐng)域[8]。而AutoCAD自 1982年問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展和完善，目前已成為國(guó)內(nèi)外工程設(shè)計(jì)如機(jī)械、電子、建筑、廣告等領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的計(jì)算機(jī)輔助繪圖與設(shè)計(jì)軟件之一，其dwg文檔格式目前已成為二維工程制圖領(lǐng)域事實(shí)上的繪圖標(biāo)準(zhǔn)[9-10]。

從功能和使用界面及人機(jī)友好性方面比較，CAXA最主要的功能特色是：一是較好地保留了以前手工繪圖的一些習(xí)慣，另一個(gè)是依據(jù)《機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》提供了對(duì)工程圖進(jìn)行尺寸、文字和工程符號(hào)等一整套的標(biāo)注方法，而定位于通用的二、三維軟件平臺(tái)的AutoCAD軟件并沒(méi)有提供這一個(gè)功能，各行業(yè)的不同需求可以在此平臺(tái)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的方法來(lái)滿(mǎn)足。如天正CAD、機(jī)械工程師等軟件。在使用界面和人機(jī)交互的友好性方面，AutoCAD提供了具有詳細(xì)說(shuō)明的命令窗口、美觀形象的工具條、內(nèi)容豐富的菜單項(xiàng)；快捷精確的草圖設(shè)置、靈活多變的動(dòng)態(tài)塊，分類(lèi)有序的圖紙集，設(shè)計(jì)與出圖分離的模型空間與圖紙空間等功能，不僅給設(shè)計(jì)者提供了新的設(shè)計(jì)理念和手段，而且能快速地專(zhuān)注于設(shè)計(jì)工作。特別是AutoCAD 2008的推出，其縮放比例功能使得模型空間中的文字、尺寸標(biāo)注等與出圖比例有關(guān)聯(lián)的注釋對(duì)象在圖紙空間中以恰當(dāng)?shù)某叽顼@示(圖1)。

圖1 AutoCAD 2008注釋比例狀態(tài)欄

使用這一特性，可以使縮放注釋的過(guò)程自動(dòng)化，從而使注釋在圖紙上以正確的尺寸打印[10]。因此，考慮到我校多以建筑和石油管線(xiàn)等土木工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)為主，該行業(yè)大量使用的是AutoCAD類(lèi)型的軟件，如天正CAD、浩辰CAD等。為了拓展學(xué)生的知識(shí)面，接受一些新的設(shè)計(jì)思想與理念，使用AutoCAD系列軟件來(lái)講授CAD教學(xué)應(yīng)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，學(xué)好了AutoCAD軟件，對(duì)使用類(lèi)似功能和界面的國(guó)產(chǎn)軟件并無(wú)任何影響。

2 AutoCAD軟件版本的確定

2.1 AutoCAD版本的比較

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，AutoCAD軟件也不斷地創(chuàng)新和發(fā)展，目前，AutoCAD 2014版本已經(jīng)發(fā)行上市，但其功能與 2008版本相比并沒(méi)有太多的改善，而其重點(diǎn)放在了三維功能的提升上，因此對(duì)軟件的選擇并沒(méi)有太多的影響。

從AutoCAD 2009版本開(kāi)始，其圖形界面重新設(shè)計(jì)并支持微軟最新操作系統(tǒng)，融入了Office組件的元素(圖 2)，在完善二維功能的同時(shí)，大大加強(qiáng)了其三維實(shí)體造型功能。隨著軟件版本的不斷更新?lián)Q代，其功能雖然越來(lái)越強(qiáng)了，如人機(jī)交互的智能化和用戶(hù)界面的友好度越來(lái)越好，但是隨之而來(lái)的是其軟、硬件的要求越來(lái)越高(表1)。

圖2 AutoCAD 2009界面

表1 AutoCAD各版本軟硬件要求

由表1可知，AutoCAD 2007版本與2008版本在軟硬件上的要求基本一致，而 2009版本與之相比，在CPU主頻由800 MHz上升到2200 MHz幾乎是 2008版本的 3倍，雖然安裝硬盤(pán)要求都是750 MB，但可用硬盤(pán)空間需2000 MB，是2008版本要求的一倍。而學(xué)校機(jī)房的計(jì)算機(jī) CPU的主頻一般也就在2000 MHz左右，即使能夠安裝和運(yùn)行2009版本，其運(yùn)行速度也很難滿(mǎn)足教學(xué)的要求，而采用2007或2008版本，安裝和運(yùn)行在軟件和硬件的配置上是滿(mǎn)足的，事實(shí)上也是如此。綜合而言，在2007至2009版本中選擇使用AutoCAD 2008進(jìn)行教學(xué)顯然比較恰當(dāng)。

2.2 AutoCAD 2008的主要優(yōu)點(diǎn)

首先，增加了革命性的“自動(dòng)縮放注釋”及多重引線(xiàn)，設(shè)計(jì)者在創(chuàng)建注釋性對(duì)象后，它們將根據(jù)當(dāng)前注釋比例設(shè)置進(jìn)行縮放并自動(dòng)以正確的大小顯示。其次，可以自動(dòng)調(diào)整平行的線(xiàn)性標(biāo)注和角度標(biāo)注之間的間距，或根據(jù)指定的間距值進(jìn)行調(diào)整，無(wú)需重新創(chuàng)建標(biāo)注或使用夾點(diǎn)逐條對(duì)齊并重新定位尺寸線(xiàn)。第三, 表格樣式得到增強(qiáng)，添加了用于表格和表格單元中邊界及邊距的其他格式選項(xiàng)和顯示選項(xiàng)，可以從圖形中的現(xiàn)有表格快速創(chuàng)建表格樣式[10]。

設(shè)計(jì)者通過(guò)這些特性實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)思想與表達(dá)形式的分離，將設(shè)計(jì)概念使用規(guī)范的形式表達(dá)，并使這一過(guò)程自動(dòng)化地加以反映，使設(shè)計(jì)者專(zhuān)注于設(shè)計(jì)而不是繪圖或表格。如將注釋性和動(dòng)態(tài)塊及屬性結(jié)合，創(chuàng)建各種能適應(yīng)自動(dòng)比例縮放的注釋對(duì)象，而且這一特性同樣適用于圖中的外部參照及圖塊，這使得不同比例的圖紙之間的協(xié)同設(shè)計(jì)變得非常容易，而表格對(duì)象可以把塊屬性提取為一個(gè)明細(xì)表格，且可以實(shí)時(shí)得以更新，也可以將表格數(shù)據(jù)鏈接至Microsoft Excel中的數(shù)據(jù)。

由于AutoCAD 2008具有以上優(yōu)點(diǎn)，加之其軟硬件要求比較符合大部分學(xué)校的計(jì)算機(jī)房配置要求，選擇 AutoCAD 2008作為機(jī)械制圖課程中的CAD教學(xué)軟件既滿(mǎn)足軟件選擇的可操作性又體現(xiàn)了現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)的新思想和新理念。

3 教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃

3.1 教學(xué)學(xué)時(shí)確定

CAD的學(xué)習(xí)必須服從于機(jī)械制圖的教學(xué)要求，只有在全面掌握了制圖的基本原理和國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，才能繪制出符合要求的工程圖樣。為了在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)讓學(xué)生能較熟練地使用CAD軟件進(jìn)行圖形的繪制和設(shè)計(jì)，考慮到大部分非機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)機(jī)械制圖(包含畫(huà)法幾何部分)的授課學(xué)時(shí)不超過(guò)80學(xué)時(shí)，而機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的授課學(xué)時(shí)也只為120學(xué)時(shí)左右。因此，CAD軟件的教學(xué)課時(shí)不能太多，從本人近5年的教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，對(duì)80學(xué)時(shí)左右的機(jī)械制圖而言，安排10個(gè)學(xué)時(shí)的CAD軟件教學(xué)時(shí)間比較恰當(dāng)，而對(duì)于本科層次的學(xué)生在8個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)講授完相關(guān)的內(nèi)容也是可能的。

3.2 教學(xué)內(nèi)容安排

講授CAD繪圖需要10個(gè)學(xué)時(shí)左右，其內(nèi)容必然要進(jìn)行精簡(jiǎn)，授課內(nèi)容只能偏重于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，對(duì)與機(jī)械制圖關(guān)聯(lián)重疊的內(nèi)容如線(xiàn)型、文字和尺寸標(biāo)注的式樣等簡(jiǎn)單講授，而一些比較難理解和繁瑣的概念則不予講解。什么時(shí)候講授 CAD課程也很重要，一般安排在講解完組合體視圖及軸測(cè)圖之后比較合理，此時(shí)，制圖的基本原理等基本內(nèi)容都已經(jīng)講授完畢，而機(jī)件的表達(dá)方法、標(biāo)準(zhǔn)件與常用件以及零件圖、裝配圖等內(nèi)容所涉及的都是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，這些課程的習(xí)題工作量都比較大，特別是到零件圖和裝配圖時(shí)，手工繪圖已經(jīng)比較辛苦了，正是時(shí)候給學(xué)生講授計(jì)算機(jī)繪圖的知識(shí)了。精簡(jiǎn)后的CAD教學(xué)內(nèi)容如表2所示：

表2 CAD教學(xué)計(jì)劃表

3.3 教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)中，掌握概念與操作命令的關(guān)系貫穿于CAD教學(xué)的全過(guò)程，正確處理好兩者之間的關(guān)系是教好該課程的關(guān)鍵。因此，講授CAD繪圖的重點(diǎn)在動(dòng)手能力的培養(yǎng)，因此，在課程的全局上采用“輕概念重操作”的教學(xué)方法，而在具體命令上使用“重功能輕細(xì)節(jié)”的教學(xué)手段。

全局上的“輕概念重操作”能保證將有限的授課時(shí)間花費(fèi)在基本操作命令的使用上，如圖形界面的內(nèi)容，其功能區(qū)域的劃分對(duì)著圖形稍作講解學(xué)生就會(huì)明白，仔細(xì)講解不僅費(fèi)時(shí)且內(nèi)容繁多；而調(diào)出工具條與功能菜單的操作內(nèi)容不多卻實(shí)用，因?yàn)榻?jīng)常會(huì)出現(xiàn)工具條或功能菜單會(huì)消失的情況，而且仔細(xì)講授時(shí)間不多。命令上的“重功能輕細(xì)節(jié)”能使學(xué)生的注意力集中在操作功能的實(shí)現(xiàn)上，而命令的具體操作細(xì)節(jié)要求學(xué)生根據(jù)命令窗口的提示進(jìn)行操作，這樣不僅使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)繪圖軟件的人機(jī)交互原理，也避免出現(xiàn)有些命令功能簡(jiǎn)單但操作步驟很多時(shí)過(guò)于費(fèi)時(shí)的情況，而這些命令有很多，如畫(huà)圓弧(ARC)，有三點(diǎn)式、有起點(diǎn)-圓心-端點(diǎn)等11種類(lèi)型命令，又如文字式樣、尺寸式樣等是通過(guò)對(duì)話(huà)框的形式給出的命令(圖 3)；這些功能簡(jiǎn)單內(nèi)容復(fù)雜的命令，如果仔細(xì)講解的話(huà)需需花費(fèi)較多時(shí)間，因此只能粗略地進(jìn)行說(shuō)明，更深入了解提倡學(xué)生參考軟件自身的幫助。

圖3 繪制圓弧及文字式樣

現(xiàn)代教學(xué)中，多媒體的出現(xiàn)為教學(xué)帶來(lái)了很大的幫助，然而對(duì)于CAD軟件的教學(xué)，直接使用軟件進(jìn)行講解比采用 CAI課件講解要生動(dòng)活潑和效果明顯，同時(shí)在計(jì)算機(jī)教室進(jìn)行授課的質(zhì)量明顯比在一般教室好。因此，一邊操作軟件一邊講解內(nèi)容的“重交互輕演示”的教學(xué)環(huán)境較好地保證教學(xué)內(nèi)容實(shí)施。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，必然要求教員對(duì)軟件有較強(qiáng)的操作和使用能力，對(duì)計(jì)算機(jī)繪圖的基本原理等相關(guān)知識(shí)也有很深的了解。

4 教學(xué)實(shí)踐與體會(huì)

4.1 教學(xué)實(shí)踐

本人從1995年起開(kāi)始接觸AutoCAD 10.0軟件，從1998年開(kāi)始使用CAXA電子圖板97，對(duì)于兩者的功能都有較深的了解，由于所教專(zhuān)業(yè)偏重于機(jī)械與建筑，因此，所使用的繪圖軟件基本上就是AutoCAD軟件，從 2000版本開(kāi)始，陸續(xù)講授了2004、2006等版本，發(fā)現(xiàn)AutoCAD軟件始終存在尺寸標(biāo)注與文字書(shū)寫(xiě)在出圖時(shí)的比例關(guān)系問(wèn)題，筆者因此曾對(duì)2006版本二次開(kāi)發(fā)出一個(gè)標(biāo)題欄軟件[11]也是因?yàn)檫@一原因，但從 2008版本開(kāi)始，這一問(wèn)題應(yīng)該說(shuō)得到了很好的解決。因此，從 2008年下半年起開(kāi)始使用AutoCAD的2008版本進(jìn)行計(jì)算機(jī)繪圖的教學(xué)任務(wù)，目前看來(lái)在軟件的選擇上是比較成功的。

相比《機(jī)械制圖》內(nèi)的CAD講授，單一的計(jì)算機(jī)繪圖課程教學(xué)課時(shí)比較充分，大多有 30個(gè)學(xué)時(shí)左右。雖然課時(shí)充分，如果不將重點(diǎn)放在學(xué)生的動(dòng)手能力上，采取先在教室進(jìn)行PPT為主的理論教學(xué)，然后帶習(xí)題上機(jī)操作，人為地將命令割裂為概念和操作兩部分的教學(xué)方法，其效果并不理想。在《機(jī)械制圖》內(nèi)的CAD教學(xué)，由于課時(shí)有限，不可能采用“先理論后操作”的教學(xué)方法，只能將講授的內(nèi)容整合到軟件的操作使用上，將整個(gè)CAD教學(xué)的任務(wù)放在計(jì)算機(jī)教室進(jìn)行。

采用融合式的教學(xué)方法，充分利用了機(jī)械制圖與CAD內(nèi)容相互重合以及互為依靠的特點(diǎn)， 一方面節(jié)約教學(xué)時(shí)間，另一方面增強(qiáng)學(xué)科延續(xù)性。筆者近五年來(lái)單獨(dú)講授30學(xué)時(shí)CAD繪圖課程5個(gè)教學(xué)班，而機(jī)械制圖中含CAD內(nèi)容的教學(xué)班也是5個(gè)，從整體而言單獨(dú)講授課時(shí)充足的要好些，但由于課程缺乏延續(xù)性，往往要復(fù)習(xí)一些制圖的知識(shí)，而在機(jī)械制圖中不會(huì)出現(xiàn)這一情況，反而由于隨后課程中手工繪圖的工作量比較大，采用CAD繪圖的優(yōu)勢(shì)就能體現(xiàn)出來(lái)，因此，10個(gè)學(xué)時(shí)授課的效果也不錯(cuò)，一般在隨后的零件測(cè)繪課程設(shè)計(jì)中，一個(gè) 30人左右的教學(xué)班有將近三分之一的學(xué)生采用計(jì)算機(jī)繪圖，收獲不錯(cuò)。

4.2 教學(xué)體會(huì)

在教學(xué)中把握好內(nèi)容的講授，正確處理好概念的講解和操作的演示之間的關(guān)系是關(guān)鍵，既不能多講概念以免把學(xué)習(xí)的方向引入到復(fù)雜概念的理解而忽略命令操作的實(shí)際功能，也不能因重操作而忽視概念的掌握，如沒(méi)有理解人機(jī)交互的概念就很難根據(jù)命令提示進(jìn)行相應(yīng)的操作，不理解模型空間與圖紙空間的概念就只能在模型空間出圖。采用全局內(nèi)容的“輕概念重操作”，具體命令講解的“重功能輕細(xì)節(jié)”的教學(xué)方法，以及“重交互輕演示”的教學(xué)環(huán)境，能夠處理好兩者的關(guān)系。

在《機(jī)械制圖》中，添加現(xiàn)代制圖的新技術(shù)和新內(nèi)容是教育的天然屬性，正確地處理好學(xué)時(shí)的縮減和內(nèi)容的增加是圖形學(xué)教學(xué)的新問(wèn)題，融合式的教學(xué)方法在有限的時(shí)間內(nèi)，既保證了教學(xué)內(nèi)容的完整性也滿(mǎn)足了學(xué)科發(fā)展的延續(xù)性，無(wú)疑比簡(jiǎn)單的添加式教學(xué)有效的多，由于內(nèi)容的延續(xù)性其實(shí)際效果比學(xué)時(shí)充足的獨(dú)立式教學(xué)法差別不大。

浩辰CAD8、中望CAD+等國(guó)產(chǎn)軟件同樣也具有如AutoCAD的模型空間、圖紙空間和注釋比例等相關(guān)概念和功能，這些功能較好地體現(xiàn)了設(shè)計(jì)思想與表達(dá)形式的分離的功能，但一些新的功能如注釋比例等功能與AutoCAD相比還是有些差距的，但當(dāng)學(xué)生走上工作崗位，國(guó)產(chǎn) CAD軟件與AutoCAD的差距必然越來(lái)越小，AutoCAD2008軟件因其有較好的設(shè)計(jì)理念，且其對(duì)計(jì)算機(jī)軟、硬件的要求符合目前大部學(xué)校計(jì)算機(jī)的配置，選擇它作為教學(xué)軟件既能拓展學(xué)生的知識(shí)面，也為今后熟悉專(zhuān)業(yè)軟件和使用國(guó)產(chǎn)軟件打下較好的基礎(chǔ)。在計(jì)算機(jī)繪圖教學(xué)中，采用直接使用軟件進(jìn)行講解往往有較好的效果，一方面能很快地讓學(xué)生熟悉軟件界面，另一方面能較好地體會(huì)計(jì)算機(jī)繪圖中的人機(jī)交互觀念和培養(yǎng)使用軟件的幫助系統(tǒng)及時(shí)尋求解答的能力。

[1] 張 燕. 機(jī)械制圖與AutoCAD融合式教學(xué)研究[J]. 中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育, 2007, (13): 63-64.

[2] 韋蘭花. 中職校機(jī)械制圖與CAD課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J]. 裝備制造技術(shù), 2009, (9): 179-181.

[3] 成 玲, 孫文芳. 高職院校《機(jī)械制圖與 AutoCAD》教學(xué)改革初探[J]. 廣西輕工業(yè), 2010, (7): 131-132.

[4] 許 萍. 對(duì)機(jī)械制圖與CAD和測(cè)繪課程整合教學(xué)的思考[J]. 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2012, (4): 40-42.

[5] 李 楊, 羅阿妮, 劉賀平, 張桐鳴. 二維繪圖軟件的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)概述[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造, 2011, (5): 251-253.

[6] 朱方鳴. CAXA 電子圖板與 AutoCAD 能比較[J]. CAD/CAM與制造業(yè)信息化, 2006, (7): 36-37.

[7] 馬莉莎, 郜 穎, 趙 燕. CAXA電子圖板在機(jī)械設(shè)計(jì)與制圖 CAD中的優(yōu)勢(shì)功能[J]. 中國(guó)制造業(yè)信息化, 2006, 35(23): 72-74.

[8] 北京數(shù)碼大方科技有限公司市場(chǎng)部. CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)概述[J]. CAD/CAM 與制造業(yè)信息化, 2012, (9): 30-34.

[9] Kalameja A J, Wilson J H. AutoCAD 2004三維造型[M].崔洪斌, 王克印, 譯. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2004: 6-12.

[10] AutoDesk公司. 新功能專(zhuān)題研習(xí)[DB/OL]. AutoDesk公司, 2008.

[11] 唐永勇, 楊繼平, 陳國(guó)民, 杜振華. 基于ObjectArx2006技術(shù)的標(biāo)題欄繪制與填寫(xiě)[J]. 機(jī)械與電子, 2008, (11): 67-70.

The Selection of Software and Teaching Design for Course of CAD in Mechanical Drawing

Tang Yongyong, Feng Jian, Chen Guomin, Du Zhenhua, Chen Ming
(Logistical Engineering University, Chongqing 401311, China)

To solve the inconsistency between short periods and excessive teaching contents, an integration teaching method of simplifying teaching contents and emphasizing practical operation synchronously is proposed. The functions and characteristics of domestic and overseas 2D drawing softwares are studied synthetically. On the premise of satisfying the configuration request of software and hardware, the teaching software ought to be characteristic of wide application, easy adaptation and friendly operation interface so on. In addition, the view that teaching software should embody the advanced idea of design thinking separating from expression format. The teaching practice shows that the CAD teaching method taking operation ability as goal can conform to the requirements of periods and abilities. And the knowledge field of students can be spread.

mechanical drawing; CAD teaching; domestic CAD software; integration teaching method

TH 126

A

2095-302X(2014)05-0798-06

2013-05-03；定稿日期：2013-06-04

唐永勇(1968-)，男，湖南黔陽(yáng)人，講師，碩士。主要研究方向?yàn)楣こ虉D學(xué)、CAD/CAE、油料儲(chǔ)運(yùn)工程。E-mail：tranyer@sina.com.cn