首页 -> 2007年第7期
ＡｕｔｏＣＡＤ对《机械制图》课程改进作用的探讨
作者：陈洁清
[关键词]机械制图 CAD 关系
《机械制图》作为一门成熟的专业基础课,经过前人的实践积累,已形成了其特有的课程体系和教学模式。传统教学中,授课教师以课堂教学为主,借助于挂图、教模等辅助工具,以尺规手绘形式进行演示性教学,学生借助于图板、尺规、铅笔等进行手工绘图练习,以建立空间概念,培养图示能力和图解能力。这种教学模式效率低,传递的信息量小。众所周知,空间概念的建立是一个循序渐进的过程,复杂形体是难以用语言完整描述的。随着教学的深入,受条件的局限以及学生的认知规律、个体差异等因素的影响,传统教学模式越发显得力不从心。由于AutoCAD 具有实用、方便、灵活和便于修改等特点，故在教学过程中教师应把学生绘图、读图能力作为培养的侧重点。目前工程设计中大量使用计算机绘图软件来替代传统的手工作图方法，这也需要教师在教学实践环节中加大AutoCAD 在《机械制图》课程设计中的比重，来提高学生的零件结构设计和整体的工程设计能力。但是CAD毕竟只是一种辅助软件, 虽然CAD 取代了手工制图方法, 但并没有取代制图理论和制图的一些标准、规范,它不可能完全取代传统的手工制图方法。因此，如何正确处理认识传统的手工绘图和CAD的应用之间的关系以达到更好的教学效果是一个值得探讨的问题。
（一）CAD的特点及功能。
CAD软件(以AutoCAD为代表),是Autodesk公司开发的一种微机辅助设计和绘图软件包,是当前最流行的计算机辅助设计软件之一。它主要研究的是如何利用各种指令绘制各种图样。CAD 可以看作是一种绘图工具: 显示器可以看作是图板和图纸; 鼠标和键盘可看作是铅笔、直尺和圆规。CAD里的工具要比手工工具丰富得多, 极大地提高了绘图效率和绘图质量, 是机械设计及制图的一场革命。CAD还能绘制许多手工不能绘制的图形, 比如CAD三维模型。CAD是在机械制图理论、标准下开发出来的绘图软件, 并极大的丰富了制备理论, 而且增加了CAD制图标准。它在《机械制图》课程的学习过程中可以起到以下作用：
1．取代传统的实物模型。应用三维CAD 技术创建的工程制图虚拟模型库,可以利用光(U) 盘存储数量众多的模型,在使用中可以取代实物模型, 从而消除了实物模型因体积和重量造成的携带不便的缺点。另一方面,传统的实物教学模型更新换代的速度慢并且不能够修改, 而几十年不变的教学模型已不能满足教学和科技时代不断进步的需要。工程制图虚拟模型库在教学中的应用完全可以避免传统教具的缺点, 利用先进的三维CAD 技术创建的计算机模型不仅精度高、质感好、形象逼真、色彩丰富,还能将复杂形体的外型与内腔、相贯体中相贯线的变化趋势、装配体中零件之间的连接关系充分地展示出来, 加上动画效果, 使教学中的知识难点更加清晰、生动、形象。
2．三维模型和二维视图的相关性。Auto CAD 的三维模型可以生成精确的二维工程图,包括基本视图、斜视图、剖视图及轴测图等。
3．动画模拟仿真功能。动画是计算机辅助教学的一种强有力的工具, 利用AutoCAD 软件能够方便将由Auto CAD 制作的零件和装配体,制成引人入胜的幻灯动画文件,直观地展示。
4．机械制图虚拟模型库的应用。工程制图虚拟模型库建立, 学生可以进行自主性地学习和复习, 在提高自学能力的同时开阔了解题思路,同时培养和发展了他们的观察力和想象力,使得他们能够更快、更好地掌握这门实践性很强的课程。实践证明,工程制图虚拟模型库设计是成功的,借助计算机虚拟模型的帮助,在授课中的一些难点问题,如: 截交体、相贯体、组合体、剖视图等内容能够清晰、生动、形象地展示在学生面前, 难点变得容易理解, 学生的感性认识增强了,所获得的信息量也增大了。另一方面,工程制图虚拟模型库减轻了教师的辅导工作量,学生可以根据自己的需要, 在网上重复多次地进行有关内容的学习。虽然现有工程制图虚拟模型库还不够完善, 仍存在一些问题需要解决,如：素材不够理想、模型数量有限等, 但是工程制图虚拟模型库的应用前景是非常广阔。
（二）《机械制图》课程的改进。
在职业教育中，为了更好地提高学生的实际操作能力，提升学生专业技术的先进性，培养适应市场经济的高素质技术人才，作者认为应该对《机械制图》课程的教学课时进行大幅度改革，在教学中合理安排现代计算机绘图技术AutoCAD 的课程。
1．在教学过程中，要利用一切可以利用的手段来培养学生的空间想象与思维能力，引导学生建立从空间立体到平面图形，再由平面图形到空间立体的思维方式。按照认识的规律，在三维空间中去直接认识和感知三维实体，是发展并提高空间想象力和创造力的最好方法，而这一点AutoCAD 等现代辅助设计软件是可以轻松实现的。
2．AutoCAD、3DMAX 等计算机辅助设计软件的使用，可以把三维模型进行分解和“解剖”，这也是传统的挂图、模型、实物等直观教具所不能达到的，这些三维模型的建立，使学生对三维空间的认知更加直观。
3．《机械制图》课程是研究绘制和阅读机械图样的原理和方法的一门专业基础课。它的目的和任务是: 学习正投影的基本理论; 掌握阅读和绘制机械图样的基本知识、基本方法和技能; 培养对空间想象的能力; 好的工作作风和工作态度。因此，虽然CAD的应用对《机械制图》的课程学习起了很重要的作用，但是，因为机械制图是一门基础课程, 是对机械类学生形象思维, 对图形的认识、理解以及识读的基础性训练。只有依靠不断的训练和练习, 能力才能够得以提高。而手工制图能带给学生最直观、最深刻的理解和感受, 这种直观视觉上的冲击和亲自动手的体验是仅仅学习CAD所无法获得的。所以在学习机械制图的过程当中, 手工的制图方法仍然是相当重要、不可或缺的一环。因此, 笔者认为应该以手工制图为主线, 以CAD技术为辅助, 才能更好地学习机械制图。
CAD极大地丰富了机械制图的学习内容, 改进了机械制图的教学方法, 是一场制图教学的革命。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, 将逐渐被三维模型代替。随着CAD /CAM技术的进步与推广, CAD 应用于制图教学也将得到进一步的发展。但是，我们仍然不能抛弃传统的手工制图，只有以CAD技术作为辅助和一门技术，同时以手工制图为基础，这样才能更有利于《机械制图》教学。
参考文献:
[1] 刘力等编著.机械制图(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2004.
[2] 陈锦昌等编著.计算机工程制图(第三版) [M].广洲:华南理工大学出版社,2004.
[3]杨广旋等编著.AutoCAD 2004 精读与实作[M].北京:科学出版社,2004.
[4]郑阿奇主编.AutoCAD 2002 实用教程（中文版）[M].北京:电子工业出版社,2003.