高职《机械制图与CAD》课程教学有效路径的探索与实践
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【摘要】从高职机电类专业机械制图、CAD两门课程在课程体系中的重要作用和教学中存在的问题入手，探讨了两门课程有机融合后而设置《机械制图与CAD》课程的原因，且对课程教学内容和教学组织形式的改革方面进行了探索。把CAD软件的实操训练融入到机械制图的理论知识教学中，更有利于充分调动学生的学习积极性，提高学习效率和教学效果。探索提高《机械制图与CAD》课程教学质量的有效路径应该是高职院校教学改革努力的方向。
【关键词】机械制图 CAD 融合 教学改革
0引言
《机械制图与CAD》课程是在以往高职院校开设的机械制图、CAD兩门课程教学内容的基础上理论与实操相互融合而形成的。《机械制图与CAD》课程改变了高职院校专业教学计划中机械制图、CAD两门课程先后分两个学期开设而存在的内容衔接不足。有效的机械制图与CAD课程内容安排和教学方法，将决定该课程的教学效果，对培养学生的职业素质和职 业能力起着举足轻重的作用。
1 机械制图课程和CAD课程的关系
机械制图课程是一门机械工程语言，以机械零件、部件和机器为对象，研究机械图样的绘制和识读的基本原理、规定和基本方法，培养学生的制图能力与空间思维能力，并能学习贯彻机械制图国家标准和有关规定的课程。通过学习，使学生熟悉机械制图国家标准，掌握机械制图的一般知识，具备识读与绘制中等复杂程度的零件图和简单装配图的能力，具备零件测绘和识读第三角投影机械图样的初步能力。
CAD（Computer Aided Design）课程是借助计算机和设计软件，对设计对象进行设计工作的一类计算机辅助设计课程。常用的设计软件有AutoCAD、UG、Pro/E、Solidworks等软件，可以完成设计对象的平面图形及三维图形。对于初学者来说，AutoCAD软件是一种易于入门的CAD绘图软件，也是当前我国许多高职院校相关工科类专业的学生必须学习的一门专业基础课程。AutoCAD课程的主要内容包括：软件系统参数设置;平面图形的图层设置和管理、绘图命令、图形编辑、图块的创建和使用、尺寸标注及文本注释;三维实体模型的构建等。通过CAD课程的学习，能进一步开发学生空间想象能力，用高效的电子绘图取代了低效的手工绘图。
在以往高职院校的专业教学计划中，把《机械制图》与《CAD》这两门有关系的教学内容割裂开来分两学期讲授。因为教学内容、知识巩固程度等方面的不连续性，教学效果不是很理想，比如因为受到手工绘图效率低的限制，绘图练习量不多，导致《机械制图》课程中的一些机械制图国家标准得不到很好的应用和巩固，还有随着时间的推移学生很容易遗忘国家标准的相关要求;还有一些较复杂的图形，手工制图不如计算机绘图精确，甚至无法完成，导致《机械制图》课程中的知识点无法得到实践性的验证，会降低学生的学习兴趣。职业学校的人才培养目标是在有限的校内学习阶段，让学生掌握更多的实用性技术，培养技术技能型人才。在教学中，各级职业学校的教师和教学管理部门注意到了以上这些问题，提出了专业课程体系中课程的综合。课程综合就是打破原有专业基础课程和专业课程的系统性、独立性，强调课程设置的实用、够用的原则，对关联课程的教学内容进行优化组合，从而减轻学生的学习负担，提高教学效果。
在高职院校机电类专业课程体系中，《机械制图》与《CAD》这两门课程都具有以培养学生空间想像能力，掌握绘图方法的教学目标共性。随着计算机的普及，完全可以用CAD软件来完成《机械制图》课程中的手工绘图部分。在以《机械制图》课程为制图理论的基础上，用CAD软件来完成实践教学，将达到理实结合，事半功倍的效果。教学内容的合理安排和有效的教学活动组织，必定会明显提高教学效果和学生的学习兴趣和热情。
2提高《机械制图与CAD》课程教学质量的有效途径
在高职院校开设《机械制图与CAD》课程的主要目的和任务是以绘制和阅读机械图样的基本原理和基本方法为主要内容，以培养学生的制图能力和空间思维能力为目的，使作为初学者的学生尽可能快地理解机械制图的相关理论、标准和规范以及CAD的基本绘图方法和技术;掌握机械零件、产品的二维图形绘制及三维模型建立;培养学生较强机械制图的实践动手能力和数字化绘图能力。《机械制图与CAD》课程在实际教学过程中也存在一些教学内容组织和教学方法的改进问题。笔者通过几年高职的《机械制图与CAD》课程教学，对《机械制图》与《AutoCAD》两门课程的教学内容和教学组织方面进行了融合优化，在实际教学中总结了一些行之有效的课程教学方法，供同行们参考借鉴。
2.1教学内容优化
打破《机械制图》与《AutoCAD》两门独立课程的教学内容编排，充分体现《机械制图与CAD》课程“理论+实操”的教学内容安排，使两门课程有机融合，相互补充。教学内容主要体现为以下三个模块：
教学模块一：制图基本知识及作图基本技法 本教学模块的教学内容主要包括机械制图的图纸幅面、格式等的基本规定、机械制图常用工具的使用方法;几何作图的基本技能和平面图形绘制的基本步骤、尺寸标注等理论知识。同时结合理论知识绍AutoCAD软件的界面、系统电子绘图模板以及基本操作，为后期的平面、立体图形的绘制奠定基础。
教学模块二：投影基础 本教学模块的教学内容主要包括投影法的基本知识;三视图的形成及投影规律;点、直线和平面的投影特性、三视图的形成、轴测投影、截交线和相贯线、组合体等理论知识。同时结合三视图“长对正、高平齐、宽相等”的投影规律，利用AutoCAD软件功能，实操三视图、三维图的电子绘图。通过大量手工和软件绘图练习，巩固和提升投影规律在绘图中的应用。
教学模块三：专业机械制图 本教学模块的教学内容主要包括基本视图、向视图、局部视图及斜视图等图样画法;标准件和常用件规定画法;零件图和装配图图形及标注等理论知识。结合AutoCAD软件的绘图及编辑命令、图层、图幅、图形特性管理等功能，以图形实例任务的形式，规范绘制各类图样，以提高制图标准规范在机械图样中的应用能力和绘图水平。 2.2教学组织形式优化
改变传统的普通课室教学地点。安排带有黑板的电脑房教学，便于机械制图理论知识的讲授和示范，以及AutoCAD软件绘图实操，在讲授一个知识点时可以先理论后实操形式进行课堂教学组织。教学地点的变化，消除了单纯理论知识学习的枯燥现象，增加学生的学习兴趣，提升课程的教学效果。
以软件绘图取代部分手工绘图。《机械制图》中的画法几何部分可以删除，或让学生简单了解一下是可以的，但不应作为手工技能来进行重点练习，板图作业应放在AutoCAD中进行。在AutoCAD中，画椭圆很方便，并且可以通过设置正交模式、对象捕捉、等轴测追踪，三视图及等轴测图很好绘制，所以投影、三视图、轴测图的画法也可放在AutoCAD中进行介绍。
利用立体图分析平面图。我们在教学中体会到組合体视图是《机械制图》中的一个教学难点问题。主要是因为由于缺乏一些模型，学生很难想像出由形体叠加、切割、相贯形成的组合体空间相交线、截交线、相贯线的平面视图表达。现在，我们可以先采用AutoCAD的三维绘图功能绘制组合体的三维模型，利用立体图去帮助分析和绘制组合体平面视图，问题就迎刃而解了。组合体视图重点培养的是学生的空间想像能力，能为后续知识内容的学习打下良好基础。
甩开图板，绘制与识读零件图、装配图。零件图、装配图的绘制与识读应为本课程的重点，是我们高职院校学生必需掌握的知识，是就业后用得最多的知识点，也是机电行业用人单位招聘员工时重点要考察的内容。在用AutoCAD软件绘制零件图和装配图时，零件图和装配图的标题栏有样板文件可以调用;视图可以用AutoCAD命令绘制;尺寸可以结合AutoCAD中尺寸标注命令和设置标注样式完成;技术要求可应用表面粗糙度块的属性设置和文字输入完成。零件图、装配图识读的教学可以从标题栏、视图、尺寸、技术要求四方面来进行，可以把AutoCAD绘制的零件图和装配图做成幻灯片来进行讲解。这样，我们可以甩开图板，用AutoCAD软件完成零件图和装配图的绘制和识读，彻底改变了传统的教学模式，增加了教学的直观性和趣味性。
3结束语
CAD软件的出现，大大丰富了机械制图的教学内容和形式，改变了传统的机械制图教学方法，是一场制图教学的革命。在《机械制图与CAD》课程教学中，教师应把CAD作为辅助教学手段来处理，学生应把它作为一种工具来使用。CAD软件除了AutoCAD，还可以利用UG、Pro/E、Solidworks等三维绘图软件来绘制较复杂的三维实体图，推动制图教学改革，使高职的机械制图教学朝着更加先进和高效的方向发展。
参考文献：
[1]张斌，宇晓明，焦洪宇.《机械制图与CAD》教学实践与教学改革探索[J] .教育教学论坛.2017（47）.
[2]王晓娟.浅谈计算机CAD与机械制图在教学过程中的结合 [J].职业，2012.9（27）.
作者简介：刘卫东（1975-）男，机械工程硕士，讲师，高级技师，研究方向：机械制造工艺。
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