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摘 要：本文阐述了《机械制图》一体化教学的必要性和《机械制图》一体化教学的具体应用,提出了运用灵活多样的教学方法与手段,可以提高学生的空间想象能力、学生绘图、识图的技能和技巧.
关 键 词：机械制图；一体化教学；CAD
【中图分类号】G640
制图课是工科学生特别是机、电类学生最重要的技术基础课之一,是训练技能、培养和提高空间思维能力最重要的学习手段；是对后继专业课的学习有直接影响的、与生产实际密切联系的基础学科.但是,传统的教学模式是根据教学大纲要求,在教学方法上常利用教学模型和挂图,再辅以教具在黑板上绘制图形,向学生讲解绘图原理、方法和实际操作,学生则通过大量练习巩固知识.传统的方式难以激发学生的学习兴趣,且模型、挂图的使用有较大的局限性,相对落后的教学手段致使学生的空间思维能力明显下降,学生在后续内容及专业课程的学习中对读图感到吃力.在学时少、内容多的情况下,沿用旧的教学方法效率很低,传统的机械制图教学内容与现代企业生产对技术人员的技能要求存在较大差距.针对上述情况,如何提高这门课的教学效果,使其真正为实际应用和后继课程的学习打好基础,就成了这门课教学中的一个突出问题.
一、《机械制图》一体化教学的必要性
"教学一体化"是顺应目前职业技术教育发展而产生的一种新型、综合的教学模式和教学方法,它是职业学校在专业教学中探索创新的一种教学方法.该教学模式是由一位专业课教师同时担任专业理论和专业技能的教学,将有关专业设备和教学设备同置一室,将专业理论课与生产实习、实践性教学环节重新分解、整合,安排在专业教室中进行教学.师生双方在专业教室里边教、边学、边做来完成某一教学任务.这与"车间课堂化,课堂车间化"教学模式有相同之处,核心就是简化理论,加强实践,与岗位技能需求零距离对接.对机械制图教学来说,"教学一体化"教学就是在CAD学习的基础上,以技能训练为主,强化专业理论的指导作用,突出学生实际操作能力的培养,提高学生的兴趣,为学生走向实际工作岗位增强适应能力.
二、《机械制图》与《CAD》一体化教学的具体应用
1.CAD在《机械制图》国家标准中的应用
CAD入门知识,涵盖了初识CAD用户工作界面、辅助绘图设置、图层设置、绘图环境设置四项任务.《机械制图》国家标准是机械制图的基础,是机械工业生产中最基本的技术文件.图样幅面、标题栏、字体、比例、线型按国家标准放在"CAD的基本设置"里面讲,圆弧连接的方法放在"CAD画平几何图形里"面练习.
2.CAD在尺寸标注中的应用
尺寸标注对技工学校学生来说是一个难点,学生往往不能遵守国家标准正确标注尺寸,更别谈齐全和合理了.而在CAD中用"标注"选项对图形进行标注,学生可以很方便地在图形上注出尺寸,而且所注的尺寸均符合国家标准规定.学生还可通过"标注"中的"样式"选项调整尺寸标注的样式,加深学生对正确标注尺寸的认识.教学中也可根据所给三视图,运用CAD中的三维建模功能创建相应的三维实体,在实体中用"标注"中的选项进行尺寸标注.用"视图"中的"视口",创建四个视口,分别设为主视、俯视、左视、西南轴测,即可在四个视口中同时看到所标注的尺寸,这样一来学生不仅对三维实体有形状的概念,而且还有了大小的概念.
3.CAD在组合体视图中的应用
组合体视图这部分内容是制图教学的重点和难点之一,题型多为补出第三视图和补缺线.授课时常采用形体分析法和线面分析法,边分析边对照实物模型或挂图进行讲解,学生必须掌握线面和基本几何体的投影特征,在头脑中通过空间想象力想清楚组合体的整体形状和各部分相互的连接关系.而技工学校学生大多数做不到这一点,如果没有实物形体的对照,学生很难画出正确的三视图.在教学中所制作的模型简单、数量少且大多数不能组合,所以,对于形体复杂的组合体可放在讲CAD时候借助AutoCAD进行建模.先建一些实体模型让学生在里面画三视图,然后用二维视图让学生建立三维实体.整个教学过程先简单后复杂,二维视图建立三维实体采用叠加法、切割法,讲练结合.利用AutoCAD进行建模还有的好处是能对局部或整体进行自由缩放,从而使学生看清重点部分或细小结构的形状；还可以通过自由旋转实体,看清楚形体在前后、左右、上下六个方位上表面的连接关系.通过几次反复运作后,逐步对空间的线面和三视图中的线、框之间的对应关系加深认识,在学生的头脑里将二维视图和实物模型联系起来.学生会觉得制图课变得生动有趣,学习兴趣大大提高.
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4.CAD在剖视图中的应用
剖视图是表达机件内部结构的一种方法.用剖视图表达的形体有较多孔、槽等结构,因而图形中虚线较多、形体也更加复杂.在讲解剖视图时,由于图形中线条的交叉重叠,使学生更难想象出实体形状.而剖视图的形成是假想用剖切面剖开机件的,学生很难理解,弄不清剖视图的形成过程、剖切平面的剖切位置,不知道哪些实体被剖切平面剖切,哪些地方要画剖面线.对于剖视图可在讲CAD时候借助AutoCAD进行建模后再进行剖切,这样学生也比较好理解.用AutoCAD通过建立各种零件模型后,用"绘图"中的"剖切"的功能剖开零件,分析里面的孔、槽等结构.还可通过用不同的位置剖切平面对形体进行剖切,分析出剖切位置对剖视图画法的影响,从而加深对剖视图画法的认识：即必须让剖切平面通过更多的孔和槽.再借助于"三维视图",多方位、多角度地观察剖切视图,这样就很容易分析出剖切以后的实际形状了.
5.典型零件图的绘制,具体包括：轴类零件的绘制和铣削类零件的绘制.
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零件图的识读是中职学生必需掌握的知识,用人单位首先要考察就是这方面的内容,而且就业后用得最多的也是这些知识.教学时从标题栏、视图、尺寸和技术要求四个方面来进行.在CAD中标题栏有样板文件可以调用；视图可以用CAD三维造模；尺寸可以结合CAD中的尺寸标注样式的设置和尺寸标注命令的使用进行讲解；技术要求中的表面粗糙度按块的属性设置进行讲授,形位公差按快速引线的标注方
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6.CAD在装配图中的应用
对装配体的教学,教师普遍感到困难.因为技工学校的实习比较单一,缺乏实际经验,而且只注重本工种的训练,对装配体的结构、工作原理、零件间的装配、连接关系及主要零件的结构形状都缺少感性认识,学生不能独立分析.在传统教学中仅靠几个教具模型和挂图,存在不清晰、不太好装拆、后排同学看不清等问题,远远不能满足教学的需要.因此,充分利用CAD中块的这一功能,把多个三维实体零件装配在一起形成装配体,并对装配体进行模拟装配.学生一方面能通过零件模型看到每一个装配体的真实形状,另一方面,通过装配体能看明白各零件之间的连接关系、动力传动路径,从而分析出各个零件在装配体中的作用.通过我们在多媒体教室的演示教学,增加了学生的感性认识和对空间物体的认识能力,学生的学习积极性有很大提高,读图和识图能力明显增强.
三、《机械制图》一体化教学的前景展望
CAD极大地丰富了机械制图的教学内容,改变了机械制图的教学方法,是制图教学的一场革命.CAD中三维模型的设计就是制图学中没有的内容,而且随着计算机技术的不断发展,三面正投影图由于直观性不强的弱点,将逐渐被三维模型
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