AutoCAD在中职机械制图教学中的应用

iujudenukit

本文根据笔者在机械制图教学中应用AutoCAD进行辅助教学的实践经验，阐述了利用AutoCAD的三维建模，模型转换，直观演示等功能在机械制图教学过程所取得的良好效果，同时对利用AutoCAD进行机械制图的微课制作提供了一定的看法。
《机械制图》是一门培养学生绘制和识读工程图样，培养学生空间想象力、空间分析能力和对空间形体的表达能力的一门实践性较强的学科。在中职机械制图教学过程中，由于学生普遍基础相对薄弱，因此在课堂教学中需要采用大量的模型来进行辅助教学，提高学生的空间想象力，而实际上可采用的模型却是有限，尤其是习题中很多模型更是缺乏。同时，在课堂教学过程中，必须通过分步演示来帮助学生理解作图过程，遇到比较复杂的图形，已知图形的绘制会花费大量的课堂时间，严重影响课堂效率。在机械制图的课堂教学课程中，教师必须转变观念，探索新的教学模式和教学方法，尤其是在微课比较盛行的信息化教学时代，更需要去发掘适合课堂教学的有效手段。下面结合本人的课堂教学实践，谈谈在机械制图课堂教学中引入AutoCAD进行教学的一些体会。
一、三维建模，便于学生理解形体构成
对于很多学生来说，复杂的图形需借助立体模型。而实际教学中，模型的缺乏给老师教学带来的很大的不便。AutoCAD 2014的三维建模功能，则可以很方便的解决这一个问题。任何复杂的形体都是由棱柱、棱锥、圆柱、圆锥等基本体组合而成，AutoCAD的三维建模功能，可以在建立基本体的三维实体的基础上通过布尔运算进行叠加或挖切，得到最终的实体，有效快捷的创建各种复杂的三维实体，帮助我们解决习题模型不足的问题。此外，在AutoCAD软件中，还可以对所创建的模型进行缩放，逼真的三维动态显示和自由动态观察，以便更好的观察形体的组成和细小部分的结构。此外，还可以通过剖切操作，来更好的观察立体的内部结构形状，帮助学生更好的理解形体的构成。
在组合体一节中，经常要求学生根据两视图来完成第三视图，或者补全视图中所缺的图线。对于一些内部结构相对复杂的形体，仅靠老师分析物体的组成有时候学生很难理解。例如下图1，已知俯、左视图，求做主視图。对照俯左视图可以很快分析出这是一个圆柱上下各挖切掉一个圆柱后再中间开槽形成，而中间槽切割后与两孔相交的内部结构，对很多同学来说成了一个难点，会疑惑槽具体是如何切割才能形成这样一个俯视图的。此时借助AutoCAD的三维建模功能可不但可以把切割体的形成过程进行演示，还可以通过切割功能直观形象的给出形体内部结构，如图2所示，帮助学生理解形体构成从而正确的完成主视图的绘制。
图1 图2
二、模型转换，更好培养空间思维能力
在机械制图中，主要培养学生的读图和绘图能力。绘图是利用正投影法将物体绘制成视图来表达物体形状的过程；读图则要求根据已经视图，通过投影分析，想象出物体形状的过程。读图和绘图是两个互逆过程，要求学生对所分析的对象进行二维和三维的转换，既要明确三维空间形状，又要会完成某个视角的二维图形。通过不断的思维转换，提高学生的空间思维能力。
在AutoCAD软件中，通过视图功能，可以对创建的模型进行主视、俯视、左视等单一视图的观察，也可以进行不同角度的轴测图的观察。此外，通过AutoCAD软件中的多视口管理，可以根据需要把屏幕分割成几个视口，可以分别控制各视口的显示方式。通过将三维实体和二维视图放置在不同的视口，通过不同的模型转换，可以很方便的观察二维视图和三维实体间的关系，有效提高学生的空间思维能力。
三、直观演示，简化课件制作，提高课堂效率
在机械制图课堂教学中，困扰老师的一个主要问题就是板图时绘制已知图形会花费较多时间，严重影响课堂教学时间的有效应用。但是机械制图教学和其他学科的不同处在于所有图形都存在着对应关系，不能进行简化。遇到复杂图形这个问题就更加明显。因此，很多老师借助多媒体课件来进行辅助教学。
在教学过程中的多媒体课件大部分是PPT，要想在PPT中将绘图过程很好的阐述出来，并不是件容易的事情。经常会出现花费很多时间制作的PPT在实际教学过程中却不能达到预期的效果。鉴于此类情况，当课堂教学过程中需要进行绘图演示时，本人采用直接利用AutoCAD软件来进行直观绘图演示。课前将所有需要的已知图样绘制好，并准备好相应的学案，课堂教学时直接利AutoCAD软件来进行辅助教学，配合讲解分步演示作图过程，学生则在相应的学案上完成所需的图形。这样，不仅节省了绘制已知图形的时间，还可以利用软件的复制，擦除等功能将学生在绘图中出现的一些问题直观反映出来并及时进行纠正，同时还可以很方便的对图形进行一些细小方面的修改，便于学生拓展提高，从而有效提高课堂教学效果。
四、制作微课，便于学生在课后进行自主学习
微课是一种非常有效的课外学习资源，毕竟每个学生课堂学习效率，学习效果不尽相同，课堂没听懂，作业不会做，会使学生之间的差距越来越大，而微课则成了课堂知识复习巩固，课外练习拓展提高的最佳方式。
借助于AutoCAD 2014强大的二维绘图和三维建模的功能，在制作微课的时候可以不需要采用其他的三维软件来进行实体建模。在制作的微课中，可以利用三维建模功能先创建出实体，利用自由动态观察功能从各个角度动态进行三维显示，然后利用视图功能显示各个不同视角所得到的视图，通过二维和三维之间的转换进一步让学生去理解形体的构成及视图，最后再利用投影关系分步完成图形的绘制，并对绘图过程中的一些需要注意的地方及容易出错的地方进行强调。制成的微课既可以作为一种共享资源发布给学生，便于学生课后自主学习，也可以在课堂教学过程中结合需要进行引入，进行辅助教学。
利用AutoCAD软件制作微课，不仅可以使学生掌握机械制图的知识，还可以潜移默化的帮助学生熟悉软件，为后面AutoCAD课程的学习奠定基础，同时通过软件强大的功能激发学生的学习兴趣。
从教学实践可知，在机械制图课堂教学中利用AutoCAD软件来进行辅助教学，不仅可以将教学的重点、难点内容直观形象的展示出来，有利于学生空间思维能力和空间想象能力的培养，提高教学质量，还可以使课堂时间得到更充分的利用，建立立体化的教学资源库和各种便于学生进行自主学习的教学资源。
（作者单位：江苏省江阴市华姿中等专业学校）