CAD在《机械制图与CAD》课程教学中的应用探究

laxebaziro

机械类专业学生在学习生涯中需要学习《机械制图》的基础课程，主要目的就是培养学生的制图基本知识与技能。传统教学模式，主要结合“黑板+模型”的手段展开教学活动，此种教学手段直观性比较差，无法将抽象难理解的知识传授给学生，进而无法激发学生的学习兴趣。目前，随着科技逐渐发展与进步，这种问题相继被解决，在教室中安装计算机或者多媒体设备。通过实验研究证明，在《机械制图与CAD》实践教学中，教学内容需要与现代信息技术与设备相结合，利用CAD软件中的二维以及三维的绘图功能，使教学内容更具有直观性，提高教学效果，进而提升学生的动手能力与实践操作能力，让学生自主参与到教学互动中，提高主动参与性与积极性，为学生创造轻松愉快的学习氛围，为学生的学习夯实基础。
一、CAD在《机械制图与CAD》课程教学中的作用
（一） CAD是《机械制图与CAD》的教学工具
随着计算机绘图的发展，已经取代传统的手工绘图模式，成为目前非常流行的绘图方式，然而在计算机绘图中最主要以及最常用的工具就是CAD，需要教师对此具功能熟练地掌握。与传统教学方法相比较，CAD绘图工具具有非常强大的优势，教学活动中教师会以此作为辅助教学方法，将教学效果进行提升。
（二） CAD是《机械制图与CAD》课程的重要内容
在进行CAD教学中，应该重点介绍平面基本绘图以及基本编辑，此部分内容是学生必须掌握的内容，同时通过一些轴测图的画法以及简单的三维造型设计提高学生的学习兴趣，整个教学重心应该放在CAD绘图的技能上，只有在学生熟练使用CAD之后，才会激发学生的学习兴趣，进而提升学习积极性。同时也是学生在日后岗位中必需的基本技能。在学习中投影以及组合体视图知识是入门知识内容，成为学习的基础内容，可以培养学生的空间想象力，是教学中应该重点掌握的基础知识内容，在以后的工作中会有明显的应用，成为考察的内容，教师需要结合实际情况展开教学活动，为日后的就业情况奠定基础。
二、CAD在《机械制图与CAD》课程教学中的应用
机械制图的核心内容就是让学生学会将事物内容转变成为图形之后再转变回来的过程。引导学生直观地分析事物演变的过程，帮助学生建立空间概念，掌握其中的画法。当CAD融入传统机械制图的教学中，教师建立的三维模型作为辅助教具，可以将思维过程与教学过程进行同步，方便学生了解作图中体现的空间情况。同时，由手工绘图迈向CAD绘图，能提高学生的绘图速度，贴近实际生产需求，避免传统绘图技术的弊端。
比如说，实践教学中绘制切割型组合体项目是制图教学中的难点以及重点内容，接触到的图形多数是绘制视图或者补缺线。切割型组合体可以看成是在基本几何体上进行切割、钻孔、挖槽等所构成的组合体。教学项目中的实体图形更是经过了多次切割和挖槽，所蕴含的空间结构较为复杂，同时所在之前的教学中教学活动缺少实体模型，学生只是通过简单的想象力很难理解其中的内涵。CAD的课堂融入让学生更加容易理解切割型组合体的结构，更加从容绘制切割型组合体的三视图。
1.绘制切割体三视图的课前准备
教师课前利用CAD建立切割体的三维模型，获得切割体的相关视图。教师将学习资源分享到学习通或者微课资源库，包括学习任务书、切割型组合体形体分析、切割体轴测图、PPT等资料。组建微信班级学习群，通过分享资源到学习群。当学生在课前预习时遇到问题，可以制作针对性的视图，帮助学生了解，加强师生之间的交流。
2.检查课前预习情况，发布课程任务
检查学生在课前预习中对切割型组合体的了解，并向教师提出仍未解决的问题。利用CAD展示切割体的实体图形，同时根据任务要求，学生需完成以下内容：
（1） 该切割体是由怎样的基本提切割而成;（2） 基本题的切割步骤是什么;（3） 绘制切割体三视图的步骤是什么。
3.学生分组完成任务，教师巡查指导;
学生组成学习小组，组长起带头作用，通过研究老师课前的切割型组合体资源，对本节课中切割型组合体进行形体分析;小组在确定组合体的构成组合后，小组成员通过利用CAD进行切割体三视图的绘制;在绘制过程中，切割体的每一次切割都必然会产生截交线，而截平面垂直于正投影面，在主视图的投影积聚成一条线，故CAD绘图时，先绘制截交线的主视图，再根据三视图的“三等”关系绘制其他两个视圖;绘制基本形成后，小组成员进行三视图对比，找出小组内绘制的问题点，并进行修改。
在绘图过程中，学生遇到问题小组讨论后仍不能解决时，可以询问教师。教师通过CAD展示切割体的每一次切割实体图，帮助学生理解切割后所产生的截交线、截交面的投影积聚情况。利用CAD中三维视图工具有利于学生多方面观察切割体的实体情况，可以形象、方便、快捷向学生讲解三维模型。同时，也通过CAD向学生展示教师绘制切割体三视图的步骤与方法，让学生作为一个参考，以此解决他们所遇到的问题。
4.任务总结与评价
学生进行任务成果分享后，进行小组总结。教师发布任务考核评价书，考核学生在任务完成的过程和成果，进行自我评价、小组评价和教师评价。
三视图是将机件表达的一种方法，通过假想的方法将机件进行刨切。利用视图将形体的孔以及槽表达出来，图形在形成之后里面的虚线非常多，同时线条也属于交叉重叠，形体表现更加复杂多样。学生看到这样的图形很难将真实的形状展示出来，对三视图的形成过程比较模糊。然而在CAD的利用中，可以利用绘图中的剖切功能将零件解析出来，并且通过不同位置对图形进行剖切，将剖切位置对三视图的影响分析出来，加深学生会剖视图画法的理解与认识，采取多角度多方位的观察剖视图，这样就会很容易分析出来剖切以后的实际形状。
在《机械制图与CAD》课程教学中，不仅需要掌握机械制图的基础知识，还应该熟练掌握机械制图的技能，特别是对CAD绘图技能应该掌握。想要达到熟练的绘图，需要结合大量的练习，利用CAD完成与课程教学相配套的练习题，提高学生实际操作能力与专业技能，结合教师的指导工作，提高学生绘画质量与效率。
三、CAD在《机械制图与CAD》教学中应用存在的问题及应对设想
CAD在绘图教学中应用具有非常显著的效果与优势，但是也存在一定的弊端，影响《机械制图与CAD》教学的效果。第一，教学实训课时安排不足，学生上机练习的时间不够充裕，虽然学生对CAD的基本命令与功能有所了解，但是不能完全掌握CAD工具重叠使用的操作技能。如果学生在课余时间或者晚修可以利用实训室电脑进行练习，加强对CAD绘图软件工具的应用了解，就会改变这种不利的情况。第二，中职学生普遍存在学习基础差，学习能力弱的情况，不能自主参与到学习活动中，同时学习主动性与积极性明显不高，学生会在课堂时间进行学习，但课后投入学习情绪不高。教师应建立完善的课后考核和奖励制度，通过微信、学习通等软件发布课后任务和习题，并要求学生按时完成，发布学生完成进度情况，提高学生完成度，达到课后完成标准给予适当的奖励或加分。
综上所述，全国进入信息时代之后，CAD以其具有的方便以及快捷的特点，得到广泛的应用与推广，特别在《机械制图与CAD》课程教学中应用具有非常显著的效果，可以激发学生的学习兴趣，更加全面了解绘图的技巧与知识，但是在实践教学中CAD应用也存在一定的弊端，需要教育部门高度重视给出必要的解决方案，体现CAD的强大优势，提高《机械制图与CAD》课程教学质量与效率，为日后的工作提供保障。
责任编辑 朱守锂