畢新波

摘要：機械制圖課程是一門將空間形體從二維狀態(tài)轉(zhuǎn)換為三維狀態(tài)的學(xué)科，在對該門學(xué)科的教學(xué)過程中，由于教材中的理論知識過于抽象，如果教師只是運用平面圖形以及靜止的簡單模型進行理論知識的傳授，那么學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，很難理解學(xué)科中的理論知識，進而提升了該門學(xué)科的學(xué)習(xí)難度。CAD技術(shù)在該門學(xué)科中的應(yīng)用，可有效緩解這一教學(xué)窘境，教師可運用CAD技術(shù)在課堂上為學(xué)生們呈現(xiàn)出直觀的、具象化的三維體系模型，進而有效提升學(xué)生對該門學(xué)科的理解深度以及學(xué)習(xí)質(zhì)量。本文將以機械制圖教學(xué)作為研究背景，分析在機械制圖教學(xué)中運用CAD技術(shù)的重要意義，以及當(dāng)前該門學(xué)科的教學(xué)現(xiàn)狀，最終探討在該門學(xué)科的教學(xué)中CAD技術(shù)的應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù);機械制圖教學(xué);應(yīng)用分析

中圖分類號：G645? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）16-0243-02

0? 引言

機械制圖是一門專業(yè)技術(shù)相對比較強的基礎(chǔ)課程，并且該門學(xué)科蘊含的知識結(jié)構(gòu)體系相對比較復(fù)雜。該門課程的主要教學(xué)模式是通過教師講解，使學(xué)生能夠獨立掌握并繪畫出機械圖樣。因此，機械制圖學(xué)科不僅有一定的理論性，并且由于該門學(xué)科是將物體從平面狀態(tài)向立體狀態(tài)中的轉(zhuǎn)換，進而學(xué)生學(xué)習(xí)起來需要具有清晰的邏輯思維，方能夠?qū)碚撝R進行有效理解。因此，教師可利用CAD技術(shù)，將物體的三維結(jié)構(gòu)更加直觀地展現(xiàn)給學(xué)生，進而使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，能夠清晰地掌握事物在不同維度之間的轉(zhuǎn)換過程以及表現(xiàn)形態(tài)，進而有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

1? 在機械制圖教學(xué)中運用CAD技術(shù)的重要意義

1.1 豐富教學(xué)內(nèi)容

在以往的機械制圖教學(xué)過程中，教師通常在講述某一機械零部件時，往往只是通過自己的口述講解，引導(dǎo)學(xué)生對該機械零部件進行想象[1]。在該種教學(xué)模式下，學(xué)生在面對比較簡單的機械圖紙還能夠通過自己的想象對其進行正確理解，但面對學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的圖紙，學(xué)生往往會呈現(xiàn)出頭腦空白，不知道從何下手的現(xiàn)象，進而降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。通過CAD技術(shù)的有效運用，教師可從根本上解決這一教學(xué)窘境，首先，教師可在課堂中運用CAD技術(shù)將機械零件進行分解，并將各個組成部分以三維立體化圖形的方式引導(dǎo)學(xué)生對其進行理解，并且教師可利用該技術(shù)為學(xué)生播放機械零件組裝拆解的詳細步驟。

1.2 培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力

在機械制圖教學(xué)中，對學(xué)生的思維能力以及空間思維能力的要求相對較高，因此，教師應(yīng)當(dāng)在教學(xué)過程中，注重對學(xué)生空間思維能力的培養(yǎng)。教師在傳統(tǒng)的教學(xué)體系中，通常會安排學(xué)生在課下進行大量的不同維度之間的思維訓(xùn)練，學(xué)生在進行課后訓(xùn)練的過程中，由于得不到專業(yè)教師的適時點撥，因此其自主訓(xùn)練過程中經(jīng)常會產(chǎn)生畏難情緒，因此造成對該門學(xué)科失去學(xué)習(xí)興趣等問題。通過CAD技術(shù)的應(yīng)用，教師可引導(dǎo)學(xué)生在課下運用相關(guān)的三維制作軟件，將難以理解的圖形制作成三維立體圖形，進而可有效幫助學(xué)生在自身腦海中構(gòu)建清晰的圖形三維形態(tài)，進而有效提升其自身的空間思維能力。

2? 現(xiàn)階段機械制圖教學(xué)存在的不足

在以往的機械制圖教學(xué)過程中，教師的教學(xué)模式主要以理論講述作為課堂主題，并且在講述的過程中，將教材中的機械模型以掛圖和實物展示的方式引導(dǎo)學(xué)生對其進行深入理解。并且通過教師在黑板上對機械圖形的繪制，使學(xué)生能夠掌握該種機械設(shè)備的工作原理以及制作的方法。學(xué)生在對該堂課程進行鞏固學(xué)習(xí)的過程中，主要是通過自己對該機械模型的理解，進行手繪[2]。該種教學(xué)方式雖然理論知識講述得非常細致，但在課堂中，缺乏學(xué)生的實踐環(huán)節(jié)，并且教師在引導(dǎo)學(xué)生對機械模型進行手繪的過程中，由于學(xué)生自身的能力不同，因此其手繪圖紙的質(zhì)量相對較差，且與實際機械模型的尺寸偏差較大，進而造成課堂教學(xué)質(zhì)量以及教學(xué)效率相對低迷。

3? 在機械制圖教學(xué)中運用CAD技術(shù)的有效策略

3.1 CAD技術(shù)在幾何畫法中的應(yīng)用

在機械制圖教學(xué)過程中，教師在進行幾何畫法教學(xué)時，由于幾何中的點、線、面的投影非常抽象，教師在對該理論知識進行講解后，學(xué)生在進行自主時間中，亦掌握不好幾何的正確畫法[3]。并且學(xué)生在學(xué)習(xí)投影面中的各種平行線、垂直線以及一般位置線等的投影特性時，亦不能清晰地掌握每個知識點的概念及其應(yīng)用。因此，教師可運用CAD技術(shù)，利用相關(guān)軟件中的“視圖”功能，在軟件中創(chuàng)建四個視口，引導(dǎo)學(xué)生分別從正面、側(cè)面、上面、西南抽測來觀察物體，并且在西南抽測視口中創(chuàng)建該機械模型的三維體系模型，引導(dǎo)學(xué)生能夠在軟件中直觀地觀察到空間理念的點線面機械模型的三面投影。與此同時，教師可利用軟件中的修改著色功能，對機械模型中的線、面進行著色，引導(dǎo)學(xué)生針對教師標(biāo)記出來的點或面進行針對性分析，進而總結(jié)出不同位置中的線面投影特性，進而幫助學(xué)生在腦海中創(chuàng)建出正投影法的基本理論概念及其應(yīng)用方法。

3.2 CAD技術(shù)在截交線、相貫線中的應(yīng)用

教師在進行機械制圖教學(xué)過程中，重要的教學(xué)知識點是截交線、相貫線的教學(xué)，并且根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗以及學(xué)生對該門學(xué)科的學(xué)習(xí)成果分析后不難發(fā)展，學(xué)生在學(xué)習(xí)該理論知識的過程中，對此類知識點的掌握水平普遍相對比較較低[4]。在此背景下，教師可運用CAD技術(shù)構(gòu)建基本體，并運用軟件中的刨切、布爾運算的功能將截交體與相貫體創(chuàng)建出來，因此所形成的截交線、相貫線，學(xué)生能夠清晰直觀的觀察。最后通過軟件中的不同維度的視圖以及三維模型進行同時顯示。與此同時，教師可利用軟件中的畫法幾何中的操作方法，引導(dǎo)學(xué)生對軟件中的截交線、相貫線地進行詳細分析，最后探索出求解過程，與此同時，教師可引導(dǎo)同學(xué)們通過大量的實踐訓(xùn)練，進而使學(xué)生在腦海中形成截交線、相貫線的求解方法。

3.3 CAD技術(shù)在讀組合體視圖中的應(yīng)用

讀組合體視圖是機械制圖教學(xué)中重要的教學(xué)模塊之一，亦是教師的教學(xué)難點。該知識模塊的考核題型為補出第三視圖和補缺線。教師在講述這部分內(nèi)容的過程中，通常會采用形體分析法以及線面分析法。該種教學(xué)方法應(yīng)用過程中，需要學(xué)生在自身的腦海中形成空間思維的點、線、面，方能夠清晰的理解組合體的整體形狀以及各構(gòu)件之間的密切聯(lián)系。在以往的教學(xué)中，教師為有效提升學(xué)生對該知識點的理解程度，通常會用橡皮泥來制作組合模型，但對于一些結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜的模型，通常只能靠教師的口述講解與學(xué)生自身想象來完成課堂教學(xué)。在此情況下，教師可運用CAD技術(shù)在課堂上對組合體進行建模，無論是多復(fù)雜的組合體結(jié)構(gòu)，都能夠方便、快捷地在軟件中制作出來學(xué)生通過對三維制圖的觀看，可清晰地看出組合體的不同組合形式，并且學(xué)生能夠?qū)M合體進行全方位的旋轉(zhuǎn)，并能夠清楚的理解組合體之間的連接關(guān)系，進而使其畫出組合體的三視圖（如圖1）。另一方面，教師可通過為學(xué)生播放不同結(jié)構(gòu)的零件模型，引導(dǎo)學(xué)生能夠分析不同零件視圖的形狀特征，進而提升學(xué)生對三維視圖中的線、面、框之間的對應(yīng)關(guān)系能夠產(chǎn)生更加深刻的認識，進而在學(xué)生腦海中形成清晰的三維視圖與實體模型之間轉(zhuǎn)換關(guān)系。

3.4 CAD技術(shù)在剖視圖教學(xué)中的應(yīng)用

教師在對剖視圖的教學(xué)過程中，可通過剖視圖來引導(dǎo)學(xué)生對具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零件圖或裝配圖進行詳細的了解，并通過剖視圖來掌握不同零件中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，以及零件中不同結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。在此過程中，教師可運用CAD技術(shù)對學(xué)生們進行詳細講解，首先，教師可利用軟件創(chuàng)建就有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零件創(chuàng)設(shè)出來;零件的虛擬模型，并且對虛擬模型在軟件中進行剖切，在對虛擬模型進行剖切后，引導(dǎo)學(xué)生們對剖視圖進行仔細觀察，并從中清楚地掌握模型在剖切后的結(jié)構(gòu)變化、零件結(jié)構(gòu)以及零件的使用材料，進而使學(xué)生能夠通過軟件自主制作出正確的零件剖視圖（如圖2）。

4? 結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前的機械制圖教學(xué)過程中，通過CAD技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠有效解決傳統(tǒng)教學(xué)體系中所存在的缺陷。教師在開展該門學(xué)科的教學(xué)過程中，可運用CAD技術(shù)運用在學(xué)科中不同學(xué)習(xí)模塊的教學(xué)中，為當(dāng)前階段的機械制圖教學(xué)體系注入了全新的教學(xué)理念以及教學(xué)動力。因此，教師應(yīng)當(dāng)在機械制圖課程中，積極運用CAD技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生清晰直觀地開展對該門課程的學(xué)習(xí)，進而有效提升學(xué)生對機械制圖課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量以及學(xué)習(xí)效果，在提升教師的教學(xué)水平的同時，亦能夠為工程技術(shù)領(lǐng)域中培養(yǎng)符合時代需求的專業(yè)技術(shù)人才。

參考文獻：

[1]青萍.CAD技術(shù)在機械制圖教學(xué)中運用分析[J].計算機產(chǎn)品與流通，2020（08）：151.

[2]顧凌云.CAD技術(shù)在機械制圖教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].南方農(nóng)機，2020，51（10）：97.

[3]劉鮮.CAD技術(shù)在中專機械制圖教學(xué)中的應(yīng)用探析[J].新一代：理論版，2020（001）：221.

[4]馮明.高職院校在機械制圖與AutoCAD一體化教學(xué)中的研究[J].科技視界，2020（16）：147-148.