【摘要】從高職機電類專業(yè)機械制圖、CAD兩門課程在課程體系中的重要作用和教學中存在的問題入手,探討了兩門課程有機融合后而設置《機械制圖與CAD》課程的原因,且對課程教學內容和教學組織形式的改革方面進行了探索。把CAD軟件的實操訓練融入到機械制圖的理論知識教學中,更有利于充分調動學生的學習積極性,提高學習效率和教學效果。探索提高《機械制圖與CAD》課程教學質量的有效路徑應該是高職院校教學改革努力的方向。
【關鍵詞】機械制圖 CAD 融合 教學改革
0引言
《機械制圖與CAD》課程是在以往高職院校開設的機械制圖、CAD兩門課程教學內容的基礎上理論與實操相互融合而形成的?!稒C械制圖與CAD》課程改變了高職院校專業(yè)教學計劃中機械制圖、CAD兩門課程先后分兩個學期開設而存在的內容銜接不足。有效的機械制圖與CAD課程內容安排和教學方法,將決定該課程的教學效果,對培養(yǎng)學生的職業(yè)素質和職 業(yè)能力起著舉足輕重的作用。
1 機械制圖課程和CAD課程的關系
機械制圖課程是一門機械工程語言,以機械零件、部件和機器為對象,研究機械圖樣的繪制和識讀的基本原理、規(guī)定和基本方法,培養(yǎng)學生的制圖能力與空間思維能力,并能學習貫徹機械制圖國家標準和有關規(guī)定的課程。通過學習,使學生熟悉機械制圖國家標準,掌握機械制圖的一般知識,具備識讀與繪制中等復雜程度的零件圖和簡單裝配圖的能力,具備零件測繪和識讀第三角投影機械圖樣的初步能力。
CAD(Computer Aided Design)課程是借助計算機和設計軟件,對設計對象進行設計工作的一類計算機輔助設計課程。常用的設計軟件有AutoCAD、UG、Pro/E、Solidworks等軟件,可以完成設計對象的平面圖形及三維圖形。對于初學者來說,AutoCAD軟件是一種易于入門的CAD繪圖軟件,也是當前我國許多高職院校相關工科類專業(yè)的學生必須學習的一門專業(yè)基礎課程。AutoCAD課程的主要內容包括:軟件系統(tǒng)參數(shù)設置;平面圖形的圖層設置和管理、繪圖命令、圖形編輯、圖塊的創(chuàng)建和使用、尺寸標注及文本注釋;三維實體模型的構建等。通過CAD課程的學習,能進一步開發(fā)學生空間想象能力,用高效的電子繪圖取代了低效的手工繪圖。
在以往高職院校的專業(yè)教學計劃中,把《機械制圖》與《CAD》這兩門有關系的教學內容割裂開來分兩學期講授。因為教學內容、知識鞏固程度等方面的不連續(xù)性,教學效果不是很理想,比如因為受到手工繪圖效率低的限制,繪圖練習量不多,導致《機械制圖》課程中的一些機械制圖國家標準得不到很好的應用和鞏固,還有隨著時間的推移學生很容易遺忘國家標準的相關要求;還有一些較復雜的圖形,手工制圖不如計算機繪圖精確,甚至無法完成,導致《機械制圖》課程中的知識點無法得到實踐性的驗證,會降低學生的學習興趣。職業(yè)學校的人才培養(yǎng)目標是在有限的校內學習階段,讓學生掌握更多的實用性技術,培養(yǎng)技術技能型人才。在教學中,各級職業(yè)學校的教師和教學管理部門注意到了以上這些問題,提出了專業(yè)課程體系中課程的綜合。課程綜合就是打破原有專業(yè)基礎課程和專業(yè)課程的系統(tǒng)性、獨立性,強調課程設置的實用、夠用的原則,對關聯(lián)課程的教學內容進行優(yōu)化組合,從而減輕學生的學習負擔,提高教學效果。
在高職院校機電類專業(yè)課程體系中,《機械制圖》與《CAD》這兩門課程都具有以培養(yǎng)學生空間想像能力,掌握繪圖方法的教學目標共性。隨著計算機的普及,完全可以用CAD軟件來完成《機械制圖》課程中的手工繪圖部分。在以《機械制圖》課程為制圖理論的基礎上,用CAD軟件來完成實踐教學,將達到理實結合,事半功倍的效果。教學內容的合理安排和有效的教學活動組織,必定會明顯提高教學效果和學生的學習興趣和熱情。
2提高《機械制圖與CAD》課程教學質量的有效途徑
在高職院校開設《機械制圖與CAD》課程的主要目的和任務是以繪制和閱讀機械圖樣的基本原理和基本方法為主要內容,以培養(yǎng)學生的制圖能力和空間思維能力為目的,使作為初學者的學生盡可能快地理解機械制圖的相關理論、標準和規(guī)范以及CAD的基本繪圖方法和技術;掌握機械零件、產品的二維圖形繪制及三維模型建立;培養(yǎng)學生較強機械制圖的實踐動手能力和數(shù)字化繪圖能力?!稒C械制圖與CAD》課程在實際教學過程中也存在一些教學內容組織和教學方法的改進問題。筆者通過幾年高職的《機械制圖與CAD》課程教學,對《機械制圖》與《AutoCAD》兩門課程的教學內容和教學組織方面進行了融合優(yōu)化,在實際教學中總結了一些行之有效的課程教學方法,供同行們參考借鑒。
2.1教學內容優(yōu)化
打破《機械制圖》與《AutoCAD》兩門獨立課程的教學內容編排,充分體現(xiàn)《機械制圖與CAD》課程“理論+實操”的教學內容安排,使兩門課程有機融合,相互補充。教學內容主要體現(xiàn)為以下三個模塊:
教學模塊一:制圖基本知識及作圖基本技法 本教學模塊的教學內容主要包括機械制圖的圖紙幅面、格式等的基本規(guī)定、機械制圖常用工具的使用方法;幾何作圖的基本技能和平面圖形繪制的基本步驟、尺寸標注等理論知識。同時結合理論知識紹AutoCAD軟件的界面、系統(tǒng)電子繪圖模板以及基本操作,為后期的平面、立體圖形的繪制奠定基礎。
教學模塊二:投影基礎? 本教學模塊的教學內容主要包括投影法的基本知識;三視圖的形成及投影規(guī)律;點、直線和平面的投影特性、三視圖的形成、軸測投影、截交線和相貫線、組合體等理論知識。同時結合三視圖“長對正、高平齊、寬相等”的投影規(guī)律,利用AutoCAD軟件功能,實操三視圖、三維圖的電子繪圖。通過大量手工和軟件繪圖練習,鞏固和提升投影規(guī)律在繪圖中的應用。
教學模塊三:專業(yè)機械制圖? 本教學模塊的教學內容主要包括基本視圖、向視圖、局部視圖及斜視圖等圖樣畫法;標準件和常用件規(guī)定畫法;零件圖和裝配圖圖形及標注等理論知識。結合AutoCAD軟件的繪圖及編輯命令、圖層、圖幅、圖形特性管理等功能,以圖形實例任務的形式,規(guī)范繪制各類圖樣,以提高制圖標準規(guī)范在機械圖樣中的應用能力和繪圖水平。
2.2教學組織形式優(yōu)化
改變傳統(tǒng)的普通課室教學地點。安排帶有黑板的電腦房教學,便于機械制圖理論知識的講授和示范,以及AutoCAD軟件繪圖實操,在講授一個知識點時可以先理論后實操形式進行課堂教學組織。教學地點的變化,消除了單純理論知識學習的枯燥現(xiàn)象,增加學生的學習興趣,提升課程的教學效果。
以軟件繪圖取代部分手工繪圖。《機械制圖》中的畫法幾何部分可以刪除,或讓學生簡單了解一下是可以的,但不應作為手工技能來進行重點練習,板圖作業(yè)應放在AutoCAD中進行。在AutoCAD中,畫橢圓很方便,并且可以通過設置正交模式、對象捕捉、等軸測追蹤,三視圖及等軸測圖很好繪制,所以投影、三視圖、軸測圖的畫法也可放在AutoCAD中進行介紹。
利用立體圖分析平面圖。我們在教學中體會到組合體視圖是《機械制圖》中的一個教學難點問題。主要是因為由于缺乏一些模型,學生很難想像出由形體疊加、切割、相貫形成的組合體空間相交線、截交線、相貫線的平面視圖表達?,F(xiàn)在,我們可以先采用AutoCAD的三維繪圖功能繪制組合體的三維模型,利用立體圖去幫助分析和繪制組合體平面視圖,問題就迎刃而解了。組合體視圖重點培養(yǎng)的是學生的空間想像能力,能為后續(xù)知識內容的學習打下良好基礎。
甩開圖板,繪制與識讀零件圖、裝配圖。零件圖、裝配圖的繪制與識讀應為本課程的重點,是我們高職院校學生必需掌握的知識,是就業(yè)后用得最多的知識點,也是機電行業(yè)用人單位招聘員工時重點要考察的內容。在用AutoCAD軟件繪制零件圖和裝配圖時,零件圖和裝配圖的標題欄有樣板文件可以調用;視圖可以用AutoCAD命令繪制;尺寸可以結合AutoCAD中尺寸標注命令和設置標注樣式完成;技術要求可應用表面粗糙度塊的屬性設置和文字輸入完成。零件圖、裝配圖識讀的教學可以從標題欄、視圖、尺寸、技術要求四方面來進行,可以把AutoCAD繪制的零件圖和裝配圖做成幻燈片來進行講解。這樣,我們可以甩開圖板,用AutoCAD軟件完成零件圖和裝配圖的繪制和識讀,徹底改變了傳統(tǒng)的教學模式,增加了教學的直觀性和趣味性。
3結束語
CAD軟件的出現(xiàn),大大豐富了機械制圖的教學內容和形式,改變了傳統(tǒng)的機械制圖教學方法,是一場制圖教學的革命。在《機械制圖與CAD》課程教學中,教師應把CAD作為輔助教學手段來處理,學生應把它作為一種工具來使用。CAD軟件除了AutoCAD,還可以利用UG、Pro/E、Solidworks等三維繪圖軟件來繪制較復雜的三維實體圖,推動制圖教學改革,使高職的機械制圖教學朝著更加先進和高效的方向發(fā)展。
參考文獻:
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作者簡介:劉衛(wèi)東(1975-)男,機械工程碩士,講師,高級技師,研究方向:機械制造工藝。