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高职机械制图与AutoCAD融合教学的研究与实践

摘要：分析了机械制图与AutoCAD融合教学模式的优越性。对融合教学模式的教学内容进行优化筛选，提出应根据不同专业特点引入企业实际生产图样。改变多数高校融合教学模式的教学顺序，提出根据学生实际情况在机械制图学习的中间阶段开始融入AutoCAD教学。从教学手段和方法、考核方式、师资等方面提出了优化措施。
关键词：机械制图；AutoCAD；融合模式；教学内容；教学顺序；优化措施

在现代工业生产中，工程图样是工程与产品信息的载体，是工程界表达、交流的语言。工科类专业学生掌握识图、绘图技能是必备的基本功，高职院校担负着培养高素质综合技能型人才的任务，其培养学生的基本要求为“宽专业、重能力”，尤其要加强对学生创新精神和实践能力的培养。当前如何改进机械制图的教学，既要改革教学内容和教学手段，减少学时数，又要保证教学质量，就成了亟待解决的问题。
一、传统的《机械制图》教学状况
针对机械制图既有理论又有较多实践的特点，并按照多年的教学实际和教学经验，教师在进行课程讲授时，常把教学模型和教学挂图相结合，再辅以教具（包括圆规、三角板）在黑板上现场绘制，向学生讲解绘图原理和实际操作，而学生则利用习题练习和手工绘图练习巩固所学知识。这种教与学的方法，对于学生的空间想象能力和实际操作能力的训练，实践证明是成功的。但是，随着现代科学技术的进步，企业产品更新设计对设计、制造人才的计算机绘图能力提出较高要求，特别是在学时减少课程内容不能减少的情况下，沿用旧的教学方法教学效率低，学生绘图的速度慢，准确性和美观性不足，已不能很好地适应现代工程技术的快速发展对工程设计人才的要求。
从教学的内容来看，传统的《机械制图》教学主要强调手工绘图，而在引导学生应用机械制图的原理，利用计算机先进技术，快速、准确地绘制工程图样方面还很欠缺。
二、 AutoCAD融入机械制图教学的优越性
1、提高学生学习兴趣
机械制图的内容枯燥、抽象，传统的教学方式使学生产生畏难情绪，容易导致恶性循环。如果引入AutoCAD绘图并与机械制图融合在一起，制图课的有些内容可以利用AutoCAD软件来讲授，学生在学习二维图形的同时还能直观、动态地观察其三维实体模型，有助于提高学习兴趣并培养空间思维能力，从而提高学习效率。
2、避免进行重复的技能训练
学习机械制图需要完成大量尺规作图的练习，再单独学习AutoCAD就会造成前面大量尺规作图训练的多余。AutoCAD融入机械制图后，可以适当降低尺规作图的要求，学生不必在绘制上花费大量的时间，能把更多的精力放在学习制图基本原理、AutoCAD绘图的方法和技巧上。机械制图与AutoCAD有机融合能够互相取长补短，使学生一开始就以计算机绘图的设计思维方式学习制图，能更好地掌握计算机绘图的技能与技巧，为培养跨世纪人才打下良好基础。
三、 机械制图与CAD课程有机结合的教学改革措施
目前，传统机械制图与计算机绘图的相结合的教学模式主要有三种：一是添加式，即在传统机械制图教材中添加几章计算机绘图内容，这种方法简单易行、操作简便，但由于计算机绘图学时少(一般就几个学时)，学生无法在学习计算机绘图时进行充分练习，导致对计算机绘图学习不深人，学习效果不理想；二是独立式，将计算机绘图单独列为一门课，这种方法可以突出计算机绘图的重要性，但机械制图与计算机绘图在时间段上进行分离教学，不可避免地造成机械制图投影原理和计算机运用方面的脱节，达不到预期教学效果；三是整合式，将机械制图和计算机绘图整合成一门课，以各个知识点为单元，先后或同时介绍机械制图和计算机绘图，这种方法能将这两门课很好地结合起来，使学生达到最佳的学习效果。经过对传统教学的弊端以及两门课程之间相互关系的分析，在实践中探究了一种将两门课程有机结合的教学方法，具体改革措施如下。
(1)将两门课程整合为一门《机械制图与CAD)课程，以应用为目的对原有的教材和教学计划进行相应调整和优化，整合后的课程内容为：
①制图的基本知识和技能，包括课程的基本要求，制图的国家标准等；②AutoCAD基础知识，包括用户界面、设置绘图环境和图层、基本命令等；③点、线、面的投影，立体的投影；④简单图形的创建，通过平面图形绘制讲解AutoCAD中的绘图和编辑命令；⑤组合体视图及尺寸标注，包括画组合体视图的方法，组合体的尺寸标注，以及上机绘制组合体视图并标注其尺寸；⑥机件的表达方法，包括各种表达方法的应用，以及AutoCAD机件表达方法的上机练习；⑦标准件和常用件：包括螺纹连接、齿轮、键、销连接等，以及上机绘制标准件和常用件；⑧零件图：包括视图选择、尺寸标注、极限与配合、表面粗糙度、形位公差、零件上常见工艺结构、读图方法，以及上机绘制零件图并进行文字、尺寸、形位公差及粗糙度等标注；⑨装配图：包括装配图的画法、装配图的尺寸标注、技术要求、明细栏，并要求上机绘制装配图；⑩专题测绘：强调综合技能的训练，利用一周的时间进行零部件测绘中，手工画出草图，再用CAD绘出整套图纸。
(2)利用AutoCAD软件授课。把两门课程的内容穿插起来讲授，使教学更加灵活。每一部分内容都要求学生对徒手绘图、读图与计算机绘图三个方面达到熟练掌握，可以把需要讲解的图形提前在AutoCAD软件中建立模型，在授课时，通过对模型的旋转、剖切等操作，加深学生对图形的理解，从而更加有效地培养学生的空间想象能力。
（3）积极采用基于实体造型的多媒体技术。机械制图教学是以培养学生的空间思维和想象能力为基础，教会学生应用投影理论和投影规律来解决工程图样的识读和绘制。在课件开发上，借助于多媒体技术、网络技术、三维动画技术等相关现代教育新技术，开发适合于高职学生的机械制图课件，打破原有的单一学科的课程界线，倡导在计算机环境下的直观教学模式。使用多媒体技术展示抽象的空间概念，让学生看到立体形状，从而完成机械制图教学中从立体到平面，再从平面到立体的转换过程，提高学生的学习兴趣，开发学生自主学习的潜能。
(4)手工绘图和计算机绘图应该同样重要，作业要求在图纸上和AutoCAD中同时完成。对组合体和零件图的识读及绘制是传统的《机械制图》课程的一个难点问题，由于缺乏实际的模型，学生的想象力得不到发挥，两门课程结合起来，板图作业在AutoCAD中建立三维模型，使三视图和计算机三维模型得到一一对照，学生的空间想象力就能够得到充分的释放．作业也能够完成得轻而易举。
(5)培养学生的创新能力。例如让学生个人或团体合作，利用AutoCAD软件设计一些简单的机械产品，这样不但可以提高学生的学习兴趣，而且让学生意识到了AutoCAD软件作为一种设计工具的重要性，另外，学生在实际操作中通常会遇到一些困难，通过对这些困难的克服，也可以促进学生对AutoCAD软件的学习。
(6)注重培养学生的学习方法。这两门课程的最大特点是实践性强，因此学习中应重视理论联系实际的学风，注重对理论知识、基本方法的学习，同时由浅入深地进行大量绘图和读图的训练，逐步提高空间想象能力和构型能力。另外，学生在学习中应严格遵守国家的有关制图标准，对自己严格要求，养成良好的工作习惯。
(7)改革考核的方式。建立起以能力为核心，知识、能力、素质相结合的考核制度，将机械制图与计算机绘图有机结合，以实践操作为主、笔试为辅，通过手工绘图作业、平时上机练习、笔试及利用CAD实际上机绘图等综合考核学生的学习成绩。
四、教学改革效果及结语
实践证明，将《机械制图)与AutoCAD两门课程有机结合的教学改革，很好地激发了学生的学习兴趣，有效地提高了学习效率，学生在掌握基本理论和基础知识的同时，空间想象力、绘图能力、读图能力得到更好的培养。教学中两门课程相互贯通，传统的机械制图课程显示出极大的活力，CAD辅助制图可以加深对机械制图原理和方法的理解，机械制图的原理和方法可以帮助学生对CAD绘图方法的掌握，内容上避免了重复，有效地减轻学生的学习负担，提高教学效率，学生的技术应用能力、职业实践能力和创新能力得到较好地培养，教学效果良好。机械制图与CAD课程的教学改革是一个持续、动态、循环反复和逐步完善的过程，随着计算机技术的发展，除了CAD技术已在工程图中普遍应用之外，Pro／E、UG等更为先进的软件的应用也越来越普及，今后对制图课程的改革也应随着这种趋势的发展而变化，对相关课程作进一步整合，构建新的课程体系，不断提高教学质量。

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