机械制图与一体化教学的实践与反思
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摘 要：本文介绍了如何将机械制图与AutoCAD两门中职机械专业课程进行有机整合，集机械制图知识和绘图技能于一体，从而增强教学效果的方法。在具体的教学過程中，笔者开展一体化教学实践探索，总结与反思，力求＂做中学＂，以期实现学生学会又会学的教学目标。
关键词：机械制图 AutoCAD 一体化教学 实践 反思
一、问题提出
机械制图与AutoCAD都是中职机械类专业实践性很强的专业基础课。机械制图教学的培养目标是以＂识图为主＂，要求学生具备＂必要绘图能力＂。随着AutoCAD技术的不断发展及普及应用，＂必要的绘图能力＂已从原来的手工绘图向计算机绘图转化。多年来，这两门课程在大多数中职学校里分别由不同老师、在不同学期独立开展教学。从教学实践来看，不少中职学生在学习机械制图时表现出空间想象力薄弱、制图缺乏耐性，从而导致学习不感兴趣等问题。在AutoCAD教学中，通过立体作图，跨越学生从空间到平面的穿越式思维，学习兴趣高，教学效果好。将机械制图与AutoCAD有机整合，集机械制图知识和绘图技能于一体，既有利于激发学生的学习兴趣，提高学习效率，又有利于培养学生的绘图能力、识图能力以及综合应用能力。
二、问题分析
针对机械制图与AutoCAD有机整合这个问题，笔者通过分析提出以下见解。
1.《机械制图》和《Auto CAD》并非独立
机械制图课程自从有机械专业起就开设了，而Auto CAD是近几年才开设的。笔者学校两门课程是独立开设的，由不同的专业课老师任教；即使是同一老师任教也不在同一时间开设。机械制图教材已经更换几个版本，虽然近几个版本的制图教材在最后部分都有计算机辅助绘图内容即部分基础知识，但普遍还是认为它们是两门不同的课程内容。事实上这两门课程并非独立。机械制图的教学目标是使学生能执行机械制图国家标准；能运用正投影法绘制简单的零件图；能识读中等复杂程度的零件图；能识读简单的装配图。而Auto CAD主要研究如何利用各种指令绘制各种图样。它可以看作是一种绘图工具，显示器可以看作图纸；鼠标和键盘可看作铅笔、橡皮、直尺和圆规。AutoCAD里的虚拟工具远比手工工具丰富得多，极大地提高了绘图效率和绘图质量。
2.Auto CAD可丰富机械制图模型库
Auto CAD有三维模型，制图中学习的组合体都可以在CAD中创建三维模型，这样可以弥补制图课教具模型数量少，品种少，且不能根据需要灵活取用的不足。比如机械制图中轴测图的教学，很多学生对如何根据轴测图画三视图常无从下手，教师可利用AutoCAD已建立好的教学资源库向学生提供丰富多彩的轴测图，如产品样本、教师自己绘制的范图、历届学生的优秀作业等，这样可丰富机械制图模型库。同时通过轴测图绘图过程，把轴测图与空间实物联系起来，激发学生的求知欲和学习兴趣。
3.Auto CAD辅助制图的作用应得到充分发挥
目前笔者学校Auto CAD教学只停留在教授学生如何运用指令绘制老师给定的平面图形，这些图形往往只是由一些直线、圆、圆弧等或简单或复杂的组合在一起。当将命令操作得娴熟，以上图形绘制相当熟练的时候，学生会因为周而复始地绘制这样的图形而失去兴趣，甚至会产生疑问：学习CAD有什么用。从事三年的制图和CAD教学实践，只有真正将机械制图与Auto CAD两门课程有机结合，发挥CAD辅助制图的作用才会让老师的教学变得更有成效，让学生的学习变得更加轻松。
三、一体化教学实践
1.改变课程设置模式
以往学校在高一年级两个学期开设机械制图课程，周课时为4节。学生绘图、读图等能力具有一定基础后，一般是第二个学期开设Auto CAD课程，周课时为4节。机械制图与Auto CAD要进行一体化教学，必须改变这种两门课程相对独立的设置模式，即在同一时间开设机械制图与Auto CAD课程，周课时为6节，平均每周4节机械制图课，2节Auto CAD课，这样可避免学时的浪费，提高教学效率。
2.同步制订教学计划
以往因为两门课程相对独立，教学计划也独立制定，Auto CAD教学是滞后的。例如，第二个学期初学生在制图课上已经熟练掌握平面图形抄画、补视图、补缺线，而此时学生才刚学会应用部分CAD指令绘制简单平面图形。在这个过程中，CAD辅助制图的作用很难甚至根本无法显现。为了改变这种状况，笔者参照机械制图教学计划制订Auto CAD教学计划，实现二者整合。例如，机械制图第一周的教学内容包括线型、线宽、图幅及抄画平面图形，Auto CAD第一周就相应定为图层设置（选择线型与线宽等）、用直线绘制图框、标题栏及绘制平面图形。
3.利用CAD绘制轴测图增强空间想象能力
机械制图第一个学期逐步涉及组合体（叠加类、挖切类、综合类），对学生的空间想象力有极高的要求。如何培养学生的空间想象力呢？笔者借助CAD让学生逐步由易到难绘制基本体、组合体轴测图，并进行三维立体造型，在培养空间思维能力的同时丰富CAD技能。例如，制图课上在讲解圆柱截切时，将截切过程用CAD三维操作在课堂上展示给学生，并配合黑板作图，圆柱截切由立体向平面的转化过程变得清晰而易理解。而在CAD课上，可结合制图知识，讲授圆柱切割体轴测图的绘制及圆柱切割体的三维造型。如此一来，制图知识及技能与CAD操作技能相辅相成。原本对CAD慢慢失去兴趣的学生又重新找回了学习兴趣，同时提高对两门课程学习的积极性。另外，到后阶段，机械制图中涉及的组合体比较复杂，纯手工绘制效率比较低，这时借助CAD的强大功能，学生既能将三维结构呈现出来，又能完成制图任务，学习变得轻松和便捷，从很大程度上提高了学习效率，增强了学生的空间想象力和CAD操作能力。
4.利用CAD检测制图读图能力
机械制图涉及零件图后，重在培养学生的读图能力。传统的考查方法是结合零件图给出包括标题欄内容、零件图表达方法、视图名称、技术要求等方面的填空题，通过完成质量判断读图能力。实际上，填空题设计内容再多再全面也总会有遗漏，导致无法全面考查。如果此时再辅以CAD零件图抄画，就能很好地弥补传统考查的不足。这样一来，老师可以根据学生在CAD课上的绘制情况掌握学生对制图知识的掌握情况，以便适时调整制图新知识的讲授进度。学生也可以通过CAD课自我检验，做到查漏补缺，更有针对性地学习制图知识。另外制图课上用以考查学生识图能力的零件图用于CAD教学，可以丰富CAD图形库。
四、一体化教学实践成效
笔者根据机械制图课本及习题册上内容制作了配套的CAD课件，每个课件包括测量、手工绘图、CAD绘图等项目，由老师讲清每个项目中所涉及的新知识以及基本操作后，再由学生进行动手操作，老师在旁边及时指导。一方面用于课堂教学，一方面回应学生要求复制给他们，用于课余自主学习和提高。教学过程采用情境教学、分组研讨和小组绘图竞赛等多种教学，师生互动，化被动为主动学习，真正实现学生学会又会学。
第一，机械制图与Auto CAD一体化教学增强了学生对两门课程的学习兴趣。与平行班学生相比，整合后，课堂上专注学习的学生明显多了，课内课外做作业更认真，作业质量也明显提高了。
第二，机械制图与Auto CAD一体化教学提高了学生学习效率，有助于增强学生绘图能力、识图能力及综合应用能力，切实提高学习成绩。两门课与平行班相比，第一学期期末考试CAD班级平均分为95分，高出年级平均分5分，机械制图班级平均分为83，年级平均分为74；尤其第二学期机械制图班级平均分为70.7，年级平均分为58，差量达到了+12.70。
第三，一体化教学有利于课程间资源共享，减轻老师备课负担。CAD教学资料比较有限，整合后，制图课本及习题册上内容均可以作为CAD配套练习，而CAD教材上部分图形资料也可作为制图补充练习。如此，两门课程资源共享，教师无须多花时间另找练习，节省了大量备课时间。
五、一体化教学反思
一是教学中既要发挥CAD辅助制图的作用，又要避免学生过分依赖CAD绘图，不能用CAD绘图取代手工绘图。
二是在CAD教学中应以基本绘图和基本编辑为重点，如《机械制图》中各种图形绘制所需的指令为重点。此外，结合机械制图教学要求，将轴测图、简单三维造型纳入CAD教学范围。
三是采用课改教材后，表面上对学生的要求降低了，实际上要顺利完成制图的各个任务，准确识读组合体视图，对学生的空间想象能力反而提出更高要求。因此，要充分借助CAD三维造型功能辅助制图教学，提高学生的空间想象能力。
机械制图与Auto CAD一体化教学作为一种新颖的教学方法，还必须在教学实践中不断探索、改进、完善。
参考文献：
[1]浙江省教育厅职成教教研室组编.机械识图[M].北京：高等教育出版社，2015.
[2]王幼龙.《机械制图》[M].北京：高等教育出版社， 2012.
[3]浙江省教育厅职成教教研室组编.AutoCAD应用[M].北京：高等教育出版社，2015.