淺談三維CAD與機(jī)械制圖的教學(xué)改革

黃戰(zhàn)

（湖南省工業(yè)技師學(xué)院，湖南岳陽(yáng)414000）

淺談三維CAD與機(jī)械制圖的教學(xué)改革

黃戰(zhàn)

（湖南省工業(yè)技師學(xué)院，湖南岳陽(yáng)414000）

傳統(tǒng)教學(xué)方法在教學(xué)中受到限制，所教授的很多知識(shí)已經(jīng)不能滿足工業(yè)革命的需求，造成人才培養(yǎng)與企業(yè)要求脫節(jié)。教學(xué)內(nèi)容方面，無(wú)價(jià)值的知識(shí)要?jiǎng)h除，有價(jià)值的要保留；產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)、概念圖等內(nèi)容要補(bǔ)充和完善。教學(xué)方法，要從認(rèn)知模型和認(rèn)識(shí)圖紙開(kāi)始，用三維CAD完成教學(xué)內(nèi)容和課程設(shè)計(jì)，真正提高學(xué)生讀圖與畫(huà)圖水平。

三維CAD；機(jī)械制圖；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

CAD技術(shù)經(jīng)歷四次革命，分別是：曲面造型、實(shí)體造型、參數(shù)化造型、變量化技術(shù)。隨著工業(yè)4.0的出臺(tái)和智能制造的出現(xiàn)，智能工廠、智能物料、智能產(chǎn)品成為三大主題。柔性生產(chǎn)線及個(gè)性化定制的生產(chǎn)模式，證明“工業(yè)革命”已經(jīng)到來(lái)，它改變了制造業(yè)模式，改變了創(chuàng)新模式。對(duì)于企業(yè)，要改變制造業(yè)思維；對(duì)于學(xué)校，要重構(gòu)課程體系?！肮I(yè)革命”將伴隨組織的變革，改變?cè)O(shè)計(jì)模式，智能制造將成為主導(dǎo)。

《機(jī)械制圖》是培養(yǎng)學(xué)生識(shí)讀和繪制機(jī)械圖樣的能力?，F(xiàn)代化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)已經(jīng)向當(dāng)前的機(jī)械制圖教學(xué)提出了新的要求，傳統(tǒng)教學(xué)方法在教學(xué)中受到限制，而且所教授的很多知識(shí)已經(jīng)不能滿足工業(yè)革命的需求，甚至毫無(wú)價(jià)值，造成人才培養(yǎng)與企業(yè)要求脫節(jié)。這也說(shuō)明智能時(shí)代必須熟練掌握三維CAD技術(shù)。根據(jù)職業(yè)院校人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，教學(xué)更應(yīng)適應(yīng)現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)發(fā)展變化需要，不僅要形成一套完整的以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的多媒體教學(xué)風(fēng)格，更要把三維實(shí)體化設(shè)計(jì)技術(shù)融入《機(jī)械制圖》教學(xué)，不僅要改革教學(xué)內(nèi)容，更要改革教學(xué)方法和手段，為提高教學(xué)質(zhì)量與效率服務(wù)[1]。

1　機(jī)械制圖與三維CAD的關(guān)系

1.1機(jī)械制圖是三維CAD的基礎(chǔ)

機(jī)械制圖所研究的內(nèi)容是閱讀機(jī)械圖樣和繪制機(jī)械圖樣中所使用到的原理和方法。雖然CAD非常實(shí)用，也非常強(qiáng)大，但是，其并不能獨(dú)立存在。也就是說(shuō)，CAD的使用必須建立在機(jī)械制圖的基礎(chǔ)之上才能完成，只有使用機(jī)械制圖的理論才能進(jìn)行CAD.所以，這一特點(diǎn)證明，機(jī)械制圖是CAD的基礎(chǔ)。在機(jī)械制圖中引入三維CAD應(yīng)用技術(shù)的目的，不僅在于輔助制圖和造型設(shè)計(jì)，更重要的在于輔助思維，提高形體構(gòu)型、圖形分析及圖形的二、三維CAD轉(zhuǎn)換能力。特別是在傳統(tǒng)的圖學(xué)內(nèi)容中，融入性地引入三維CAD的設(shè)計(jì)理論和造型方法，適時(shí)地利用三維CAD的功能演示二、三維CAD之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程，可以收到事半功倍的教學(xué)效果，使得傳統(tǒng)內(nèi)容與現(xiàn)代三維CAD相輔相成。

1.2CAD是機(jī)械制圖的補(bǔ)充

機(jī)械制圖教學(xué)難點(diǎn)如剖視圖、復(fù)雜組合體、裝配圖等知識(shí)點(diǎn)在傳統(tǒng)教學(xué)中不易講明白，理解起來(lái)很困難，利用三維CAD可將看圖的思維過(guò)程具體化、形象化，有效化解教學(xué)難點(diǎn)，這正是機(jī)械制圖的一種發(fā)展。任何事物都是變化發(fā)展的，如果不發(fā)展，便有可能被淘汰。

2　教學(xué)內(nèi)容

2.1沒(méi)有價(jià)值的知識(shí)

工業(yè)4.0時(shí)代，產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙都是以視圖和軸測(cè)圖表達(dá)出來(lái)的，在機(jī)械制圖中比如畫(huà)法幾何的圓弧連接、直線等分，點(diǎn)線面的投影規(guī)律以及補(bǔ)畫(huà)三視圖，相貫線等這些知識(shí)成為了沒(méi)有價(jià)值的知識(shí)，它終將會(huì)慢慢淡出，繼而讓三維CAD技術(shù)代替，所以要?jiǎng)h除傳統(tǒng)機(jī)械制圖中這些沒(méi)有價(jià)值的內(nèi)容。

2.2有用的、有價(jià)值的知識(shí)

對(duì)于機(jī)械制圖國(guó)標(biāo)、工程圖、圖樣的表達(dá)、零件圖和裝配圖畫(huà)法，工程圖要素、基準(zhǔn)，組合體、常用件、標(biāo)準(zhǔn)件，短期內(nèi)不會(huì)改變，會(huì)一直沿用下去，所以要保留。

2.3需補(bǔ)充的知識(shí)

除此之外，如何繪制產(chǎn)品設(shè)計(jì)詳圖、概念圖、如何表達(dá)工藝設(shè)計(jì)，如何在后期進(jìn)行維護(hù)設(shè)計(jì)，以及機(jī)器由哪些部分所組成，這些知識(shí)點(diǎn)要增加并完善，以此來(lái)提高學(xué)生的直觀認(rèn)識(shí)。

3　教學(xué)方法

3.1從認(rèn)知模型入手

從認(rèn)知模型入手，運(yùn)用視頻和動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生直觀感知零件、產(chǎn)品、機(jī)器、裝配體等的外形和連接關(guān)系，不要一開(kāi)始就講點(diǎn)線面的投影，然后結(jié)合CAD技術(shù)當(dāng)中的建模方式——拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣及編輯方式交集、并集、差集，讓學(xué)生更快地了解建模的過(guò)程及建模的特征。

3.2從認(rèn)識(shí)圖紙開(kāi)始

徒手繪圖靈活快捷，實(shí)用價(jià)值大。特別是在人們?cè)絹?lái)越趨于徒手草圖設(shè)計(jì)構(gòu)思，用計(jì)算機(jī)繪制輸出正式圖樣的今天，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。尺規(guī)繪圖已基本淘汰，可不作為技能來(lái)進(jìn)行訓(xùn)練[2]。感知手繪軸測(cè)圖的方法，提高手繪草圖的基本功。強(qiáng)調(diào)三維CAD的能力與手繪基本功的能力。標(biāo)準(zhǔn)件、常用件、裝配體可以用三維CAD來(lái)完成，提高三維CAD的建模能力。

3.3教學(xué)內(nèi)容用三維CAD完成

比如圖樣的表達(dá)里面，全剖、半剖、局部剖、旋轉(zhuǎn)剖、平行剖；斷面圖這些知識(shí)點(diǎn)用三維CAD做佐證，學(xué)生學(xué)習(xí)更輕松，更易懂，教學(xué)效果肯定也會(huì)更好。講裝配圖時(shí)，老師可以利用三維CAD的裝配功能，將多個(gè)已建零件按照不同的相對(duì)位置和裝配約束關(guān)系進(jìn)行模擬裝配，再借助爆炸視圖講解裝配體中各零件的作用、零件之間的相對(duì)位置關(guān)系和配合方式，使學(xué)生更深刻地理解裝配圖，更熟練地拆畫(huà)零件圖。

3.4學(xué)生技能練習(xí)

前期適當(dāng)訓(xùn)練手繪，后期強(qiáng)化訓(xùn)練CAD建模。CAD技術(shù)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是為先進(jìn)企業(yè)培養(yǎng)人才。多認(rèn)知先進(jìn)企業(yè)所使用的圖紙，如等軸測(cè)、爆炸圖、裝配圖等等。課程設(shè)計(jì)用三維CAD完成，包括常用件、基準(zhǔn)面、圖樣的表達(dá)。采用案例教學(xué)法，比如零件圖制作；連桿軸承座的制作等。

4　結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)用三維CAD對(duì)機(jī)械制圖進(jìn)行輔助教學(xué)，把知識(shí)直觀化、簡(jiǎn)單化，降低了教學(xué)成本，提高了教學(xué)質(zhì)量，還可以點(diǎn)燃學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生既能學(xué)到知識(shí)與技能，又能不斷了解行業(yè)新技術(shù)[3]。因此，將三維CAD這種信息化、智能化技術(shù)運(yùn)用到教學(xué)中來(lái)，是中職學(xué)校機(jī)械制圖教學(xué)方法改革的新航向。

[1]陳蘭貞.基于三維軟件的高職機(jī)械制圖教學(xué)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2016，04（34）：189.

[2]牛國(guó)富.高職高專(zhuān)機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)研究[J].教學(xué)研究，2012，1（11）：39-41.

[3]李拂曉.中職學(xué)校機(jī)械制圖教學(xué)方法改革新航向——打破傳統(tǒng)，運(yùn)用SOLIDWORKS輔助教學(xué)[J].新課程，2016，（04）：110.

Discussion on the Teaching Reform of Three Dimensional CAD and Mechanical Drawing

HUANG Zhan
（Hunan Province Industrial Technician College，Yueyang Hunan 414000，China）

s:The traditional teaching methods are limited in teaching，a lot of knowle-dge being taught can’t meet the demands of the industrial revolution，resulting in the disconnect between cultivation of talents and enterprise requirements.In terms of teaching contents，you must delete valueless knowledge while preserving the valuable. Product process design，concept maps and other contents should be supplem-ented and perfected.In terms of teaching methods，complete teaching contents and curriculum design with three-dimensional CAD，starting from the cognition of models and understanding of drawings，to improve the students’ability of reading and drawing graphs.

3D CAD；mechanical drawing；teaching content；teaching method

TH126

B

1672-545X（2016）10-0224-02

2016-07-16

黃戰(zhàn)（1978-），女，湖南瀏陽(yáng)人，工學(xué)學(xué)士，講師，在職碩士，研究方向?yàn)楣こ虉D學(xué)。