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关键词:机械CAD 机械制图 衔接
在现代工业生产中,机械、化工或建筑工程都是根据图样进行制造和施工的。设计者通过图样表达设计意图;制造者通过图样了解设计要求、组织制造和指导生产;使用者通过图样了解机器设备的结构和性能,进行操作、维修和保养。因此,图样是交流传递技术信息、思想的媒介和工具,是工程界通用的技术评议。作为中等职业教育培养目标的第一线的现代新型技能型人才,必须学会并掌握这种语言,初步具备绘制工程图样的能力。《机械制图》这门课程从制图的基本知识与技能、正投影作图基础、机械图样的表示法、零件图和装配图的识读与绘制等方面循序渐进地教会学生掌握这门“语言”。
《机械制图》中培养学生的绘图能力是传统的手工绘图。然而,工程图样作为工程界交流信息的共现语言,其严格的规范性要求在制图时必须严格遵守国家标准,如线宽、线型、字体规定以及标准件的尺寸,使得手工绘图难度增加,效率低,且纸质图纸的修改与保存都不方便,其缺点日益明显。到20世纪60年代出现了计算机绘图,计算机绘图的精度高,速度快,且具有多种绘图功能,如图形的绘制与编辑、尺寸标注、作图工具、显示功能、查询功能、信息转换功能和二次开发功能,因此迅速得到推广。企业对这方面人才的需求日益增加。因此近几年来,各类职业学校纷纷更新课程体系,把计算机辅助设计《AUTOCAD》列入到专业课程必修课程体系。
但是据了解,许多中职学校虽然开设这一课程,但是教学效果并不显著。究其原因,我觉得有以下几点:第一、课时不足,学校对本课程的重视程度不够,认为学生的识图与绘图的能力应该主要通过《机械制图》这门课程得到培养和提高,CAD只要了解就可以,因此两者课时严重失衡;第二、师资不够专业,学校安排的教师本身对工程图的绘制与识读,以及相关的国家标准不太了解,有的甚至还是让计算机教师任教,教学只能停留在学习软件本身上,并没有把这一软件应用到专业领域;第三、缺乏实践,由于缺少实践巩固知识这一环节,许多学生在隔了一段时间后,软件如何操作的几乎全忘了。第四、学生基础差,这是中等职业学校学生的一种通病。这些学生的学习积极性,学习效果当然是不能同普通高中的学生相提并论。
职业学校的培养目标,就是为企业输送更多、更优秀的技术工人。因此一切课程的教学目标都要围绕企业的需求设定。我们不希望听到毕业生如此的反馈:“学校里学的知识在工作上根本用不到”、“学校教的和我们在企业学的不同”等等诸如此类的话。在制造业内,CAD已经基本普及了,基本上取代了手工绘图。如果我们培养的学生不能将CAD熟练的应用于实践环节中,那么我们教学就是失败的。而在CAD教学中,注意与《机械制图》的衔接,是解决这一现状的根本途径。
一、重新定位《机械CAD》的专业地位,合理分配课时
CAD教学应该与《机械制图》相提并论,没有主次之分,两者的教学目标都是让学生学会并掌握机械图样这门语言,只不过两者的分工不同。学生在《机械制图》的学习中,主要是提高自身的读图能力,以及绘图的基础知识;而在《CAD》中,把理论知识转化为实际操作,提高绘图能力。所以,以前《机械制图》都要安排三到四个学期,应该缩减到两学期。《机械CAD》由一学期增加到两学期。《机械制图》提前一学期开设,这样可以把一些制图的基本知识与相关规定先行讲完,以便学习《机械CAD》时学生已经具备相关知识。
二、师资安排要合理
计算机老师担任《CAD》课程的教学,由于缺乏相关的专业知识,教学只会停留在软件本身的各种命令是如何使用的。甚至,有些操作用专业的标准来评判的话,可能还是错误的。比如,在标注圆和圆弧尺寸时,软件本身没有限制用直径还是半径标注,但是制图标准规定,小于180度圆弧标注半径,大于等于或是整圆标注直径。老师如果不明白这一规定的话,教学时候肯定会出错,从而误导了学生。因此,计算机专业教师担任此科目,只能照本宣科,不可能做到理论联系实践。所以,担任这一课程的教师一定要是专业对口,如果由《机械制图》老师担任那自然是更好了。
三、慎重规划教学内容
现在书店里CAD教材版本很多,但是这些教程也都是按照软件本身的功能编排。上课时如果按照书本内容与顺序组织教学,其效果就如前面分析的那样,学生学完之后不能直接用于实践,几天不用几乎全忘记。这些教材只适合于具有相当丰富的专业经验的人。给学生上课时,教学的顺序要根据学生的理解能力以及《机械制图》中的教学次序作适当的调整。比如在介绍软件界面以及命令与坐标的输入方法后,基本绘图命令不能一次讲完。举例一:直线命令本身很简单,但是,我们可以通过这个命令把制图中的线宽、线型规定穿来。把学生从“不同的线型和线宽直线都是绘制出来的”这个误区中解脱出来。否则,按照书本顺序这部分内容属于对象特性的修改,安排在基本绘图与编辑命令之后。即使学完后,经常有学生画完图形后都不注意修改线宽与线型,不会自觉地用制图的标准来检查图形是否有问题。举例二:基本绘图命令圆和圆弧,讲这部分内容时,可以和《机械制图》中圆弧连接部分的内容联系起来,加深学生的印象。作圆弧连接肯定要用到基本编辑命令――修剪,这时候可以先把修剪这个命令的使用方法介绍给学生。
教学的重点应该与《机械制图》中的重点吻合。比如,CAD中辅助工具栏上“对象捕捉”与“对象追踪”这两个功能可以应用到绘制三视图中。三视图的绘制是《机械制图》的重点内容。三视图的投影规律――长对正、宽相等、高平齐,在CAD中绘图可以使用对象捕捉与对象追踪非常方便地实现,克服了手工绘图中利用尺、规量取的困难。因此,讲这两个命令时可以多举一些绘制三视图的例子,让学生在对比学习中,感受到CAD绘图的优越性,从而也能提高学生的学习兴趣。因此,教师在组织教学内容时,应该充分考虑两门课程的衔接,这样有助于提高教学效果。
在CAD教学过程在,注意与机械制图的衔接,有些教学难点会得到化解,学生学习轻松,学习兴趣建立起来就容易多了。俗话说“兴趣是最好的老师”,有了兴趣还怕学不好吗!
参考文献:
【关键词】机械制图;国家标准;应用
《机械制图》是一门用图样来确切表示机械零件(部件)和产品(装配体)的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的课程,机械图样是表达设计者思想和制造要求以及交流经验的技术文件,常被称为工程界的技术语言。高等职业院校《机械制图》就是教会学生如何绘制和阅读机械图样的技术基础课。与《机械制图》有关的国家标准主要有《技术制图》和《机械制图》。这些标准是绘制机械图样的根本依据,在设计和绘制机械图样时,必须严格遵守国家这些标准和有关的技术标准,这也是本课程特别强调规范性、标准性的原因。笔者在从事《机构制图》课程教学中发现,如能在教学中借用有关国家标准来说明有关规定的严肃性,不仅在教学中能起到非常明显的作用,而且还能激发学生的求知欲。但在教学中也同时发现,由于教材的滞后性,有些标准尚未能及时反映到教材中,部分章节可能会同时使用新、旧两种标准,此时制图课教师如何处理这些内容就成了一个非常重要的问题。
一、当前机械制图有关标准在教材中的应用情况
现行高职教育《机械制图》课程中所涉及的机械制图有关标准较多,本人对其进行了整理分类,大致可分为基本规定、图样画法、规定画法和简化画法、图形符号和尺寸标注等四个方面的内容,列举如下。
(一)基本规定型标准共有14项,具体如下:
1.GB/T 14692-2008 《技术制图 投影法》、2.GB/T 10609.1-2008 《技术制图 标题栏》、3.GB/T 10609.2-1989 《技术制图 明细栏》、4.GB/T 14689-2008 《技术制图 图纸幅面和格式》、5.GB/T 14690-1993 《技术制图 比例》、6.GB/T 14691-1993 《技术制图 字体》、7.GB/T 4457.4-2002 《机械制图 图线》、8.GB/T 1357-2008 《通用机械和重型机械用圆柱齿轮 模数》、9.GB/T 1801-2009 《产品几何技术规范(GPS) 极限与配合 公差带和配合的选择》、10.GB/T 4249-2009《产品几何技术规范(GPS) 公差原则》、11.GB/T 131-2006 《产品几何技术规范技术产品文件中表面结构的表示法》、12.GB/T 897-1988 《双头螺柱 bm=1d》、13.GB/T 898-1988 《双头螺柱》、14.GB/T 899-1988 《双头螺柱 bm=1.5d》
(二)图样画法型标准共有7项,具体如下:
1.GB/T 17451-1998 《技术制图 图样画法视图》、2.GB/T 17452-1998 《技术制图 图样画法剖视图和断面图》、3.GB/T 17453-1998 《技术制图 图样画法剖面区域的表示法》、4.GB/T 4458.1-2002 《机械制图 图样画法 视图》、5.GB/T 4458.2-2003 《机械制图 装配图中零、部件序号及其编排方法》、6.GB/T 4458.3-1984 《机械制图 轴测图》、7.GB-T 4458.4-2003 《机械制图 图样画法》、8.GB/T 4457.5-1984 《机械制图 剖面符号》、9.GB/T 4458.6-2002 《机械制图图样画法 剖视图和断面图》
(三)规定画法和简化画法型标准共有15项,具体如下:
1.GB/T 16675.1-1996 《技术制图简化表示法 第一部分图样画法》、2.GB/T 4459.1—1995 《螺纹及螺纹紧固件表示法》、3.GB/T 4459.2—2003 《齿轮表示法》、4.GB/T 4459.4—2003 《弹簧表示法》、5.GB/T 4459.7—1998 《滚动轴承表示法》、6.16675.2-2012 《技术制图 简化表示法》、7.GB/T 3–1997 《普通螺纹收尾、肩距、退刀槽和倒角》、8.GB/T1096-2003 《普通型 平键》、9.GB/T117-2000 《圆锥销》、10.GB/T119.1-2000《圆柱销 不淬硬钢和奥氏体不锈钢》、11.GBT119.2-2000《圆柱销 淬硬钢和马氏体不锈钢》、12.GB/T 97.1-2002 《平垫圈A级》、13.GB-T 1031-2009《产品几何规范(GPS)表面结构轮廓法》、14.GB-T 5782-2000《六角头螺栓》、15.GB-T 6170 《1型六角螺母》、
(四)图形符号和尺寸注法型标准共有9项,具体如下:
1.GB/T 4458.4-2003 《机械制图 尺寸注法》、2.GB/T 4458.5-2003 《机械制图 尺寸公差与配合注法》、3.GB-T 1095-2003《平键 键槽的剖面尺寸》、4.GB-T 4458.5-2003《机械制图 尺寸公差与配合注法》、5.GB/T 1182-2008 《产品几何技术规范(GPS)几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注》、6.GB/T 17773-1999 《形状和位置公差延伸公差带及其表示法》、7..GB/T 1182-2008《产品几何技术规范(GPS)几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注》、8.GB/T 1800.1-2009 《产品几何技术规范(GPS) 极限与配合 第1部分:公差、偏差和配合的基础》、9.GB/T 1800.2-2009 《产品几何技术规范(GPS)极限与配合 第2部分:标准公差等级和孔、轴极限偏差表》
二、机械制图课程中新旧国家标准的主要变化
1. GB/T 10609.1-2008《技术制图 标题栏》替代GB/T 10609.1-1989《技术制图 标题栏》,主要区别:
GB/T 10609.1-2008中增加了“投影符号”标注的方法、概念和位置,即在标题栏增加了“投影符号”(第一视角,第三视角)的标注实例。标注位置在原标题栏中“图样代号”一栏。第一角符号如图1(a)所示,第三角符号如图1(b)所示。
(a) (b)
图1 第一视角和第三视角符号
2. GB/T 14692-2008 《技术制图 投影法》替代GB/T 14692-1993《技术制图 投影法》,主要区别:
在GB/T 14692-2008中取消了“绘制技术图样时,应以采用正投影法为主,以轴测投影法及透视投影法为辅。”的要求条款。
3. GB/T 1357-2008《通用机械和重型机械用圆柱齿轮 模数》代替GB/T 1357-1987《渐开线圆柱齿轮模数》,主要区别:
(1)在标准名称上修改了引导要素等内容,即改“渐开线圆柱齿轮模数”改为“通用机械和重型机械用圆柱齿轮 模数”;
(2)本标准不再适用于汽车齿轮;
(3)取消了1以下的模数值,规定模数值≥1;在Ⅱ系列中增加了1.125和1.375两个模数值,同时取消了Ⅱ系列中3.25和3.75两个模数值。
4.GB/T1801-2009《产品几何技术规范(GPS) 极限与配合 公差带和配合的选择》代替GB/T1801-1999《极限与配合 公差带和配合的选择》,主要区别:
将“基本尺寸”改为“公称尺寸”,将“上偏差”、“下偏差”、“最大极限尺寸”和“最小极限尺寸” 分别修改“上极限偏差”、“下极限偏差”、“上极限尺寸”和“下极限尺寸”。
5. GB/T131-2006《产品几何技术规范(GPS) 技术产品文件中表面结构的表示法》代替GB/T131-1993《机械制图 表面粗糙度符号、代号及其注法》,GB/T1031-2009《产品几何技术规范(GPS)表面结构 轮廓法 表面粗糙度参数及其数值》代替GB/T1031-1995《表面粗糙度 参数及其数值》,新旧标准主要区别:
(1)修改适用于国际标准的“Ra0.3”的“Rz0.9”为适用于我国标准的“Ra0.2”的“Rz0.8”示例等。
(2)在GB/T1031-1995国标中,表面粗糙度的评定参数为:轮廓算术平均偏差(Ra)、微观不平度十点高度(Rz)和轮廓最大高度(Ry);在GB/T1031-2009标准中,表面粗糙度的评定参数主要为:轮廓算术平均偏差(Ra) 和轮廓最大高度(Rz),即改“轮廓最大高度”参数“Ry”为“Rz”,同时删除“微观不平度十点高度”评定参数。
(3)将GB/T1031-1995标准中的“轮廓微观不平度的平均间距”参数代号“Sm”改为“Rsm”;将原标准中的取样长度代号“l”改为“lr”。
在新标准中,表面粗糙度符号的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致,一般除了上表面和左表面以外的表面都需要引出标注,必要时,表面粗糙度符号可用带箭头或黑点的指引线引出标注。新旧国标中表面粗糙度的表示法如图2、图3所示。
图2 新国标中表面结构的表示法
位置a:注写表面结构的单一要求。位置b:注写两个或多个表面结构要求。位置c:注写加工方法、表面处理、涂层或其他加工工艺要求等。位置d:注写表面纹理和纹理方向。位置e:注写加工余量,以毫米为单位。
图3 旧国标中表面粗糙度的表示法
位置a1、a2:注写粗糙度高度参数代号及其数值,以微米为单位;位置b:注写加工要求、镀覆、表面处理或其它说明等;位置c:注写取样长度(单位:mm)或波纹度(单位μm );位置d:注写加工纹理方向符号;位置e:注写加工余量(mm);位置f:注写粗糙度间距参数值(mm)或轮廓支承长度率。
(5)如果零件的多数(包括全部)表面有相同的表面结构要求,旧国标标注为:统一注在图纸的右上角。加注“其余”二字。GB/T 131-2006 则改为:如果零件的多数(包括全部)表面有相同的表面结构要求,则其表面结构要求可统一标注在图样的标题栏附近。此时(除全部表面有相同要求的情况外),表面结构要求的符号后面应有:
①在圆括号内给出无任何其它标注的基本符号;
②在圆括号内给出不同的表面结构要求应直接标注在图形中。
6. GB/T1182-2008《产品几何技术规范(GPS) 几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注》替代GB/T1182-1996《形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法》,主要区别:
(1)修改旧标准中的“形状和位置公差”为“几何公差”重要概念名称;
(2)修改旧标准中的“中心要素”为“导出要素”,“轮廓要素”为“组成要素”,“测得要素”(被测要素)为“提取要素”;
(3)GB/T1182-1996标准中的基准符号较GB/T1182-2008标准的画法有较大变化,区别如图4、图5。
图4 旧国标中基准符号的表示法
图5 新国标中基准符号的表示法(任选其中一种)
7.GB/T1958-2004《产品几何技术规范(GPS) 形状和位置公差 检测规定》替代GB/T1958-1980《形状和位置公差 检测规定》,主要区别:
在GB/T1958-2004中修改了部分常用概念,将“被测实际要素”改为“被测提取要素”,“理想要素”改为“拟合要素”,“实际轴线”改为“提取中心线”,“实际中心面”改为“提取中心面”。
8. GB/T 4249-2009《产品几何技术规范(GPS)公差原则》代替GB/T 4249-1996《公差原则》,主要区别:
(1)将“形状和位置公差”改为“几何公差”;
(2)增加了“最大实体边界”、“最小实体边界”和“包容要求”的定义,同时简化了“最大实体边界”、“最小实体边界”和“可逆要求”的内容。
随着我国机械工业的发展,机械制图标准正在与国际接轨,国家标准也在不断的修改和完善。在教学过程中起主导作用的是教师,教师是否具有标准化意识对《机械制图》教学中恰当传授标准知识起着决定性的作用。认真细致地研究国家标准的演变和发展过程,追踪国家标准发展的最新动态,准确、实时把握国家标准及其变化,不仅对于《机械制图》课程的学习、教学和研究工作是非常有必要的,而且对于新国标的实施与普及也有积极意义。
参考文献:
[1] GB/T 10609.1-2008《技术制图 标题栏》.
关键词:中职院校 教学改革 机械制图 CAD技术 课程改革
中图分类号:G718.3 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.24.087
在中职院校教学开展中,机械制图以及CAD课程是中职院校理工科专业的两门重要的专业基础课程,对于中职院校教学开展以及教学目标的完成实现等,都有着非常重要的影响和作用。随着教学实践中教学改革的不断深入,中职院校机械制图以及CAD课程教学中也进行了相关改革与创新,但是结合当前中职院校机械制图以及CAD课程教学中的改革状况,教学实践中并没有将机械制图以及CAD两门专业基础课程的教学与改革进行完全融合实现,导致教学实践中一部分学生对于机械制图的教学学习兴趣比较浓厚,而另一部分对于CAD技术的学习积极性比较高的偏科情况,严重影响中职院校的教学质量与水平提升,对于学生理论知识以及实践能力的培养提升,也十分不利。针对这一情况,在中职院校教学改革中,就应注意将两门教学学科结合与联系起来,通过有效的教学改革措施与方法,实现对中职院校机械制图与CAD双重教学改革的推进发展,以促进中职教学改革发展。
1 中职机械制图课程改革必要性分析
结合中职院校教学开展以及课程设置的具体情况,在中职教学开展中,机械制图以及CAD两门课程是一种独立设置并单独授课的形式状态,它是在结合教学大纲的要求与规定基础上,通过教学模型以及挂图等教学方式手段,以教具在黑板上绘制图形的方式,对于学生进行绘图原理以及绘图方法、实际绘图操作等的教授学习,这种教学方法与模式相对具有较好的教学效果。但是,近年来,随着机械制图课程教材的改革发展,机械制图教材在制定过程中,由于教学课时的缩减,导致教材中关于画法几何部分的内容知识也做了大量的删减,但是教学中对于学生绘图原理知识掌握以及能力培养的要求并没有降低,针对这类情况,原有的较为传统并且落后的机械制图教学方式已经不能够适应教学改革的发展,对于学生机械制图知识能力的培养也具有一定的局限性作用,因此,为了保证中职院校机械制图教学效果,提升教学水平,就需要对中职院校的机械制图教学方法进行改革提升,以保证中职机械制图教学质量。
另一方面,在计算机技术的应用发展推动下,中职院校机械制图教学中也面临着新的挑战与问题,应用计算机技术或者是信息化手段,实现中职院校的机械制图教学开展与发展,也逐渐成为中职院校当前教育改革与发展中的重要趋势。其中,CAD软件就是计算机技术发展下实现的一种计算机绘图应用软件,在机械制图中应用比较广泛。通过CAD软件进行机械制图,不仅能够极大提升机械制图的质量与效率,同时与传统的手工机械制图方法相比,具有比较明显和突出的制图应用优势。此外,CAD软件在机械制图应用中,与传统手工制图方法相比在图纸的重复利用以及制图文件的保存、管理上,也都有比较突出的特征优势。因此,在进行中职院校机械制图与CAD课程的教学开展中,应注意将两种课程特征进行相互联系,并注意教学方式的结合利用,以实现对中职院校学生绘图与制图能力的培养与提升。
2 中职院校机械制图与CAD教学改革与实践探析
结合上述中职院校机械制图教学改革的作用意义以及必要性,在进行中职院校机械制图以及CAD课程的教学改革实施中,应注意在对两门课程之间联系性分析基础上,结合两门课程的教学特点,采取有效的方法措施,实现对于中职院校机械制图以及CAD的教学改革实现。
在中职院校的教学开展中,机械制图是CAD课程教学开展与实现的基础,同时CAD对于机械制图教学具有积极的促进作用和意义。因此,在进行中职院校机械制图以及CAD的课程教学开展中,不能够将两门课程进行独立教学划分与设置,进行CAD教学中不能够脱离对于机械制图教学课程中专业知识的学习掌握,只有在对两门课程中的基本制图理论以及投影规律、表达方法、制图标准等全面掌握和了解的基础上,才能够实现对中职机械制图以及CAD课程知识与能力的学习掌握,实现社会发展中所需求人才的培养实现。
通常情况下,在进行中职院校机械制图以及CAD课程特点有机结合的教学改革中,比较常见的教学改革应用模式主要有独立式以及添加式、整合式三种,不同教学模式在教学实践中所采用的方法手段有不同,但是都是对机械制图与CAD课程特点的有机结合体现。进行中职机械制图与CAD课程结合下的教学改革,首先应注意在对中职院校机械制图以及CAD教学课程设置中,将机械制图以及CAD课程中所包含的基本知识内容以及投影理论等进行合理设置,以达到在教学过程中相辅相成,共同促进教学改革提升的作用。其次,在进行中职机械制图与CAD结合下的教学改革,还应注意对现代多媒体教学手段以及方法的引进应用,以促进中职机械制图与CAD教学方式与手段上的改革创新。最后,实现中职院校机械制图与CAD结合下的教学改革,还应注意通过加强对学生制图、绘图练习以及对学生的创新能力进行引导培养、促使学生良好学习习惯养成、改革教学考核方式等方面,实现对于中职机械制图与CAD课程的教学改革。
3 结束语
总之,机械制图以及CAD课程作为中职院校理工专业的两门专业基础学科,其教学改革的质量与效果,关系着整个中职院校教学改革的质量效果,同时对中职院校职业人才的培养形成有着重要的影响和作用,具有较大的分析探讨价值。
参考文献:
[1]但堂咏,关智泳.中职《机械制图》课实践教学改革新论[J].职业教育研究,2008,(11).
[2]陈艳.项目教学法在中职《机械制图》教学中的应用[J].职教论坛,2012,(20).
[3]刘虹,辜文娟,蒋丽珍.中职机械制图课程教学改革探索[J].职教论坛,2012,(35).
关键词:机械制图;CAD;整合教学
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)11-0160-02
在高职院校教学开展中,“机械制图”以及“AutoCAD”课程是高职院校工科专业的两门重要的专业基础课程,对于高职院校教学开展以及教学目标的完成都有着非常重要的影响和作用。随着高等职业技术教育改革的深入,根据高职教育的培养目标对课程进行全面的分析,将“机械制图”与“CAD”课程整体优化、全面整合势在必行。然而,走访发现目前许多院校“机械制图”和“AutoCAD”的课程未能进行切实有效的整合,导致教学中一部分学生对于机械制图的学习兴趣比较浓厚、而另一部分对于CAD技术的学习积极性比较高的偏科情况,严重影响了高职院校的教学质量与水平提升,对于学生理论知识以及实践能力的培养提升也十分不利。针对这一情况,笔者结合教学改革实践,旨在探讨和总结如何将机械制图与AutoCAD课程教学进行有效整合的方法,以充分调动学生的学习积极性、提高教学效率,实现两门课程教学目标的双赢。
一、教学目标的整合
在传统教学中,机械制图着重制图理论知识的讲解,CAD注重绘图命令和工具的讲解,把内部有有机联系的两门课程分割开来,虽然说课时增加了,但教学效果却并不理想。机械制图与CAD,看似独立的两门课程实际上是密不可分的。一方面,学生必须在掌握国家标准及制图原理的基础上才能用CAD画出符合机械制图标准的工程图样;另一方面,CAD则是提升制图教学效果的有效工具,教师利用CAD三维建模与二维视图进行对照讲解,有利于突出机械制图的重点、分解教学难点,提高学生的空间想象能力。因此,两门课程的教学目标并不是独立存在的,而是相辅相成的关系。高等职业院校的培养目标是生产一线的技术工人,要在有限的学时掌握更多的实用技术。因此,在机械制图与CAD教学中,应突出高等职业院校教学特色,不再强调以学科为中心,不再把学科的严密性、完整性作为第一标准,而是强调与生产实践相联系、强调实际应用,打破传统教学的教学思路。因此,结合高职学校的就业特点和两门课程的内在联系,在整合教学中应该以培养学生的识图能力和空间想象能力为主,以CAD绘图为手段作为两门课程共同的教学目标。
二、教学内容的整合
在整个教学过程中,应保证机械制图与CAD两门课程尽量同步,两相对照,互为补充、互相调节,以机械制图为主,活学活用CAD,将CAD揉合到机械制图中去,使之真正成为一个整体。在课程设置中,考虑将机械制图课程中包含的基本知识内容进行有效的删减,强调实用性和够用的原则,以减轻学生的学习负担、提高教学效果。
1.手工几何作图部分的适当删减。制图基本知识中手工几何作图部分完全可以删减,由于计算机绘图工具的便捷性和多样性,无论多么复杂的平面几何形体绘制出漂亮的几何图形并不是一件困难的事情,那么花费大量的时间在学习手工几何作图方法上是偏离我们的教学目标的。以圆弧连接为例,手工作图与计算机绘图的原理是不一样的,手工作图要找出连接圆弧的圆心和切点,做图既费时又费力学生还不易理解;CAD中做圆弧连接则显得十分简单,只需按照相切―相切―半径的步骤,最后再修剪一下即可,学生也容易理解。因此,平面几何作图部分可考虑摒弃手工作图内容,代之以在CAD中介绍平面几何作图的各种作图方法,这样省时又省力。
2.机械制图轴测图部分的适当删减。机械制图轴测图的画法部分应大量删减,简要提及即可,把重点放在AutoCAD中进行3D命令介绍。作为一种辅助图样,轴测图相对平面三视图具有立体感,图形直观,但传统教学手工绘制轴测图则非常麻烦,而且只能静态观看,因此轴测图部分内容应适当精简,加强CAD中三维绘图命令的学习,这种三维图形可以动态旋转、多角度观察,对培养学生的空间想象力大有益处。
三、教学方法和教学顺序的整合
在教学实践中,我们将机械制图与CAD课程合二为一,将CAD融入到机械制图的各个教学环节中去,围绕着绘图、看图这一总的目标将机械制图和CAD有机融合编排,形成新的课程体系,着重培养学生的识图能力、空间构思能力和绘图能力。具体来讲,可以通过以下步骤来实现。
1.结合CAD基本设置介绍机械制图基础知识。制图基础知识中首先介绍“绘图工具和仪器的使用及相关国家标准”。这些传统内容稍显枯燥,可以结合“CAD基础知识”以及“图纸幅面、标题栏、字体、比例以及线型”等CAD的基本设置进行讲解,通过形象生动的演示和讲解既让学生了解了制图的基本规定,又使学生感受到计算机技术在制图学科中的应用和发展,从而激发学生的学习兴趣。
2.利用尺规作图详细介绍三视图画法及绘图步骤。制图基础知识讲解之后介绍正投影法,并通过一些简单的几何形体讲解三视图的画法和绘图步骤,这部分内容教师最好能够在黑板上尺规作图演示给学生,因为这个阶段学生对CAD还比较生疏,很难驾驭CAD这个绘图工具去有效支撑机械制图的练习。而直尺、三角板、圆规等绘图工具是学生最熟悉和常用的,采用尺规作图去熟练机械制图作图步骤是最适合的,有助于学生轻松掌握三视图的画法和投影规律。需要注意的是,教师尺规作图的环节一定要严谨、规范,给学生一个很好的示范作用,这样有助于学生在后续的学习中养成良好的作图习惯,以奠定绘图的基础。学生绘图步骤熟练之后,完全可以以学生练习的这些实例为载体,详细分析这些几何体的角点、棱边、面的投影特性,由此引入点、线、面的投影,并系统分类总结。以学生熟悉的实体为媒介去分析其上点、线、面的投影,有效回避了点、线、面投影缺乏空间感的特性,使学生对其投影规律更容易把握。
3.穿插CAD课程,充分调动学生学习兴趣。在系统讲解投影规律和点、线、面投影特征期间,由于耗时较长,为了避免学生的厌倦情绪可以穿插几节CAD课程,重点让学生采用CAD平面作图和抄绘机械图样,一是有助于学生熟练作图步骤和CAD绘图工具的使用;二是能让学生体会计算机绘图的高效率;三是能激发学生的学习兴趣、培养学生的主观能动性。尤其是在抄绘机械图样这样一个模仿的过程中,学生不仅在抄绘中会逐渐加深对机械制图课程内容的认识,而且还强化了学生对正规机械加工图纸的概念。下一个阶段可以安排基本体投影内容的学习,期间可以采用传统教学进行讲解基本体的三视图,CAD穿插讲授三维建模,两部分内容互相调节。
4.CAD绘图为主、手工绘图为辅的后续教学。经过上述阶段的学习,学生对尺规作图、计算机绘图、投影规律以及三维建模都已经入门,那么机械制图的后续内容,包括立体的表面交线、组合体、剖视图、尺寸标注等都更适合在CAD环境下教学,因为这些内容涉及的形体会更复杂,如果教师采用尺规作图讲授会浪费大量的课堂有效时间,学生手工作图完成作业的效率也会下降。比如“剖视图”这一节,很多同学手工作图时剖面线都画得不够规范,不是间隔不均匀就是线型不一致,或者剖面线倾斜角度不符合要求,那么花费大量的时间去练习剖面线的规范画法是没有任何意义的,因为CAD绘图中剖面线只需利用“图案填充”命令即可完成,这样既节约了大量的绘图时间,学生也不会觉得枯燥无味。在这个学习阶段,教师在教学内容的设置上就可以考虑以CAD绘图为主、手工绘图为辅的教学原则。另外,由于立体的表面交线、组合体、剖视图部分内容涉及的空间结构更为多样化,学生在上述有限的学时范围内,空间想象能力尚未很好的构建,此时生硬地让学生去识读、绘制组合体会让学生感到非常吃力,影响学习兴趣的进一步提高。此时若采用CAD教学,教师可以采用视图窗口分割、三视图与轴测图同时呈现在窗口内,在学生构建和识别形体遇到困难时提供有效的帮助,使学生在多次经过构思―对照―反思这样一个思维训练模式中快速提高空间想象能力。
总之,CAD极大地丰富了机械制图的教学,改进了机械制图的教学方法,是一场制图教学的革命。作为教师,在整合教学的改革中头脑一定要清醒,没有扎实的制图基本功及良好的空间想象能力是画不出符合工程技术要求的图样的。总的教学原则一定是以CAD绘图为手段,着重培养学生的识图能力和空间想象能力。经过近几年《机械制图》教学改革的尝试,我们收获很多。实践证明,《机械制图》与CAD整合教学实施难度不大,而取得的效果却是立竿见影的。这种整合教学模式既充分调动了学生的学习积极性,又实现了理论与实践的紧密结合,学生在学习理论知识的同时又掌握了实践技能,而且学生的学习能力、实践能力和创新能力都得到了提高,较好地实现了知识与技能向实际应用的有效迁移,使我们的教学能够更好地与职业需求零距离接轨,真正培养出适应我国当前和未来经济发展的高职人才。我们有理由相信,随着整合教学改革的进一步发展和推广,高职学校的《机械制图》与CAD教学也将得到进一步的发展,整合教学也必将受到广大师生的欢迎。随着教学设备和教学技术的进步,《机械制图与CAD》今后的教学还会大有作为,高职学生也会学到更多、更实用的先进技术与技能,只有提高综合素质,才能为他们今后职业的长期发展奠定坚实的基础。
关键词:Auto CAD绘图软件;机械制图;应用实例
中图分类号:TH126 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)10-0017-02
Aoto CAD是始创于1982年的一款计算机辅助设计软件,主要应用于二维绘制、三维绘制、设计文档及详细绘制中,软件具有完善的图形绘制功能,可进行多种图形格式的转换,数据交换能力较强,支持多种操作平台并具有易用性和通用性。软件的基本平面绘图功能、编辑图形功能及三维绘图功能可有效满足用户的制图需求,AutoCAD制图软件是目前使用最广的计算机绘图工具,广泛应用在工程制图、工业制图、建筑制图及勘测制图等诸多领域。
自软件开发上市以来已经有过十几次的版本更新,其功能在针对各行业制图需求也在不断细化,如Auto CAD 2005(R16.1)版本的增强了软件工具选项板、图层管理、块属性管理、多行文字注释、打印管理、图纸集、标记集、表格、字段等功能,提供了更为有效的方式来创建和管理包含在最终文档当中的项目信息;Auto CAD 2009的产生整合了制图和可视化,加快了任务的执行,能够满足了个人用户的需求和偏好,能够更快地执行常见的CAD任务,更容易找到那些不常见的命令。软件版本的密集更新使其功能越发强大,Auto CAD也具有了多元化的发展趋势,软件功能性也更加趋于智能化。
1 计算机绘图与机械制图
机械制图是用图样准确对机械结构进行形状结构、尺寸及技术原理等方面的描述,图样由数字、图形及符号组成,利用正投影法及三视图基本理论等技术方法完成装配图及零件图的绘制。机械制图传统的绘制方法为手工绘制,但随着计算机技术的发展计算机绘图技术逐渐应用到了机械制图领域,AutoCAD软件的出现更是机械制图中的一个重要技术转折点,其强大的图形绘制功能与编辑修改能力使机械制图的绘图质量与效率均得到了极大的提高。机械制图的原理与计算机绘图的视图表达方法具有理论的一致性,且计算机绘图工具十分的丰富,可辅助机械制图顺利完成一些复杂难以绘制的图形,制图也更加具有严谨性。
2 Auto CAD绘图软件在机械制图各方面的应用与应用实例
2.1 Auto CAD绘图软件在机械制图各方面的应用简介
Auto CAD在机械制图中的应用可从多方面来阐述:
装配图绘制是机械制图中的一个重要方面,在制图中培养对装配体的结构关系、连接构造、零件装配等的感性认识是一项难点,Auto CAD绘图软件可进行三维实体建模,进而实现对装配体的模拟装配,模型准确展示了装配体各部分的形状结构,并能清晰的表达出各零件构造间的动力连接关系等。
剖视图是表达零件构造的常用图,当零件构造含有较多的孔槽结构时通常会使用剖视图展现零件的剖切面以展示更全面的零件构造,剖视图一般含有较多的交叉重叠线条,形体较为复杂,利用Auto CAD绘图软件可先建立零件模型,再使用绘图菜单下的剖切功能剖切出零件内部结构形状从而分析零件的实际形状。
机械制图中的另一个难点内容是对组合体视图的信息读取,对组合体一般先进行线面分析法与形体分析法的线面特征分析,分析组合体的基本几何体投影与线面投影。组合体通长是由切割基本几何体与基本几何体组合构成,利用Auto CAD可进行三维实体建模,再根据其组合方式进行造型构造出基本几何体构造,通过建立坐标轴将各立体结构旋转到相应方向并调整位置,进而组合形成组合体。Auto CAD的应用使机械制图中的复杂形体可进行快捷的制作。
机械制图中的点、线、面几何构图可利用Auto CAD快捷的通过创建主视、俯视等视口直观的建立,通过三维模型的着色功能将点、线、面融入到三维实体中,可方便的分析不同位置的线、面投影。
2.2 AutoCAD绘图软件在机械制图中的应用实例
三视图的形成以及图线的使用主要是对三视图与实际三维实体方位对应关系、度量关系等内容的掌握,是机械制图的基础和重点内容,以下以组合体三视图的绘制为例讲解Auto CAD绘图软件在机械制图中的应用。
运行软件,在建模菜单中选择所需圆柱及长方体绘制实体,进行并集和差集的运算得到三维实体形成具体模型。同时可利用视图的动态观察功能从正上方、正前方等方位对三维实体进行观察,如图1所示。
观察各个方位图形及主视图、俯视图,通过视图中的工具条对应视图的方位关系完成从三维到平面图形的转换,如图2。通过对图2进行三视图与三维实体方位对应、量度对应根据视图画法规定,用粗线与虚线做出轮廓图,如图3。
3 结语
AutoCAD绘图软件的应用是机械制图中的一项重要变革,利用CAD制图软件可便利的对机械零件进行观察分析,软件对机械部件和零件结构具有高度的视读和分析能力,三维CAD技术图解空间与几个定位也较容易掌握和应用,极大便利了图形绘制。Auto CAD不仅具有开放的结构体系,也能在完成机械图形的绘制后进行图形的渲染和输出,并且有强大的文件管理与修改功能,在提高机械制图效率与图样管理水平方面有显著优势。另外手工画图很难完成设计中的部分复杂图形可由软件简便快捷的绘制并具有高度的准确性,CAD软件的应用还可有效的辅助制图人员训练制图的空间思维能力。
CAD在机械制图中虽具有明显的优势,但软件中仍存在着一些应用中的不足。软件的部分使用命令功能意义含糊,与预期效果不符。在软件的三维操作中,相对于软件对二维图形对象特征对话框信息量的记录,三维实体对象特征对话框信息量偏少,不具备便捷有效修改的特性,当用户需修改制图大小时软件的编辑功能稍显不足。另外软件在文件管理方面也有些不足,软件不能满足在同一图形文件中存储多张同类型图形,这不仅形成了图中资源的浪费,也不便于图块的调用,在设计输出时需要打开多个文件。
总之Auto CAD在机械制图中的应用是机械制图发展中的重要内容,计算机制图与机械制图相辅相成与有机结合促进了制图软件与理论学科的双赢发展。
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一、精选教材内容,合理安排各章课时
《机械制图》的理论基础是画法几何,机械制图是画法几何的最终目的,画法几何的投影理论200多年来一直被各国作为工程技术人员的“语言”的语法,但现行很多教材对该部分内容的引入多少不一,所以教师在实际教学中应做好取舍,首要是将投影的基本方法与点、线、面的投影讲解清楚,使学生的基础理论知识牢固树立,根据我多年来的教学体会,该部分课时应占机械制图教学总课时的15%左右。《机械制图》教学的重点是在图形的各种表达方法上,而组合体的视图又是视图表达的基本内容,起着承上启下的作用。该章的重点又是形体分析法和线面分析法。同时,对于视图上的尺寸标注和看视图的方法两节内容应着重从讲清基本原理入手,逐步培养学生的空间想象力。机件的表达方法是《机械制图》课程的重要内容,该节内容介绍了国家标准中图样画法的各种规定,这是讲解的重点。同时,对各种表达方法的基本概念、画法及特殊规定等内容,应讲清、讲透。有了这些基础之后,学生再学习零件图、装配图的知识就会轻松许多。
二、综合运用多种教学手段,充实课堂内容,充分利用周围各种实物、模型
机械制图这门课程对于一部分学生来说入门阶段较为困难,不易掌握。为了避免引起不必要的混淆,一般情况下大多数学校只讲授在我国普遍使用的第一角画法,以求让学生清楚地掌握三视图的结构及绘图、识图的方法,而对国际上常见的第三角画法只作简单介绍甚至不予讲解。然而近年来随着改革开放步伐的加快和科学技术的高速发展,很多企业引进了国外的计算机辅助设计、辅助制造(CAD/CAM)系统,这其中有些软件画出的零件图及装配图就是第三角画法,更有一些外资企业直接使用外方图纸。因此技校毕业生遇到类似情况的现象将会非常普遍。虽然绘图的原理是相通的,但是由于学生没有系统正规地学习过第三角画法,因而不能很快地独立上岗操作,对学校、企业和毕业生个人来讲都造成了一定的损失。针对这种情况,我们在教学中应作一些相应的调整,在投影作图、机件的表达方法、零件图、装配图等内容学习完毕后,在学生对机械制图这门课程有了全面、深入的认识并在一定程度上掌握了相关知识的基础上,在课程的最后阶段给学生讲解一些第三角画法的知识,并准备一些实际生产用的第三角画法的零件图,让学生们进行较充分的识图练习,这样既能开拓学生知识面,又不致于引起学习过程中的混淆。
在讲解点、线、面投影的基本规律时,学生往往对基本投影面的概念不是十分清楚,入门很慢,而这节内容又是机械制图课程的理论基础,如果学生对该节内容掌握不好,将直接影响今后各节内容的掌握,因此,为了让学生能够牢固掌握点、线、面投影规律,必须在讲解中运用灵活的教学方法。如将教室的地面、两面墙壁所在的面比作三个基投影面H面、V面、W面,手持一篮球或教棒在空间,将篮球或教棒规为空间的一个点S或直线L作讲解,将会起到形象生动和事半功倍的效果,学生对该节知识会掌握得非常快。对于机件表达方法的讲解,可将各种挂图及模型带进课堂,结合模型讲解,课间还可让学生仔细观察,拨摆各种模型,加强感性认识,不应单单只作教师讲解使用。
三、合理使用媒体技术
随着现代教学手段在各个学校的普及,教师可以运用多种多媒体技术实施教学,在备课时利用Powerpoint、AutoCAD、Solidworks来呈现教学内容,如呈现包括教材中的各种例图及习题集上需要讲解的典型例题等。一方面,可以减少教师在黑板上板书及绘图的时间,另一方面,电子课件中丰富的色彩、逼真的模拟效果,更好地吸引了学生的注意力,有利于丰富其视觉听觉感官,使其快速形成空间想象能力和空间分析能力。另一种方式是通用等软件制成三维动画,在大屏幕上演示形象逼真的三维立体造型,使学生能直观看到立体的各个角度,并观察三视图的形成过程。对于一些如投影变换,截交线相贯线的示解等模型演示效果欠佳的投影几何学问题,通过多媒体演示能形成更好的直观效果,便于学生学习,进而加深学生对课本知识点的理解与掌握。
四、加强徒手绘图训练
职校学生的就业主要是面向生产工程的第一线,在生产现场解决问题,因此,徒手绘图是必不可少的技能,徒手绘画的主要内容是三视图、轴测图及组合体、零件图、在掌握了机械制图的相关知识后,提高徒手绘图能力的方法就是多练,只要教师和学生多付出,就定会有收获。
五、适当练习并及时评讲
每次作业都及时批改,并在课堂上对大多数学生都容易犯的共性的错误作统一评讲,及时纠正学生理解上的偏差。个别学生可以课后单独辅导,这样学生会对自己的薄弱环节和错误留下深刻印象。有时我故意在黑板上画出错误的视图,请学生检查有无需要更改的地方,引导学生展开讨论,通过讨论,学生的学习主动性被充分调动,既活跃了课堂气氛,又使学生对所学内容留下了深刻印象。
关键词:机械制图;计算机绘图;有效融合;教学现状;师资队伍 文献标识码:A
中图分类号:TH126 文章编号:1009-2374(2015)05-0077-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.0370
机械制图就是利用图样准确表达机械的结构形状、大小、工作原理与技术要求的学科。计算机绘图是计算机图学的一个分支,主要培养学生利用计算机绘图软件进行机械图样的绘制,比起手工而言,其可以说是一种高效率、高质量的绘图手段。两者之间的有效融合可以算作是相辅相成的一种方式,学生想要掌握良好的计算机绘图技能就需要先掌握机械制图的相关知识与技能,这说明两者之间的融合不仅能够保证教学理论与实践并存,同时还能够有效激发学生的学习积极性。
1 机械制图与计算机绘图有效融合的意义
在实际的教授过程中,两个课程先后进行,这种独立的教学手段导致了课时的浪费,其中运用到的模型、挂图导致教学质量不高,再加上手工绘图拖慢课程速度,目前已经难以适应当下教学的需求,并且将计算机绘图安排在机械绘图课程之后,其内容上存在重复。从探究高职院校的教学目的可以发现,其最终以市场需求作为导向,重点是突出其应用性与实践性,整个机械制图的课程主要是培养学生在识图与绘图方面的能力,机械制图原理就是通过计算机绘制二维图形的基础,而计算机绘图能够为二维机械图样提供先进、快捷的方法与工具,这样一来就能够提供学生在绘制二维机械图样的能力,能够帮助学生具备绘制二维图样的能力,同时还能够具有设计三维实体造型能力与将三维实体模型转换成为生产所需的机械图样能力。
2 机械制图与计算机绘图有效融合的具体途径
2.1 构建全新的机械制图与计算机绘图教学体系
之所以将机械制图与计算机绘图两者结合,不仅是因为课程改革的需要,另一考虑的原因是借助计算机技术的发展与普及,导致在计算机绘图方面的主要教学任务逐渐向培养学生的逻辑思维能力、设计图形的能力以及将三维产品变成图形的能力。而这种改变也就加快了计算机制图与计算机绘图教学体系的改变。整个教学体系的改变与创新主要以构型设计作为中心,站在立体的角度,遵从三维到二维的认知规律,将基本的投影理论、机械CAD理论等贯穿其中,将原有的机械制图的课程体系进行全新穿心,借助三维设计软件,重点培养学生的设计能力和逻辑思维能力。充分将三维分析与制造理念融入到新的教学体系当中,重点加强学生在思维能力方面的培养。
2.2 加强师资队伍建设
两者之间的有效融合,同样需要教师在教学、科研、素质等方面的综合提高,既需要教师表现出对两者结合的知识点的熟练掌握与运用,同时还需要有一定的对科学研究水平,因此想要将两者有效融合还需要加强师资队伍的建设。
例如,某院校在实施将机械制图与计算机绘图有效融合的方案之前,对教师的提升方面做足了准备,该校专门邀请了该方面学术水平和教学水平都较高的教师作为师资队伍建设的把关人,对课程的教学质量进行严格的把关与监督,目的就在于提升教师的教学水平。另外院校还举办多种教研、科研活动,让教师从理论与实践上都进行双重加强。
2.3 进行特色教材的编写
进行特色教材的编写能够更有针对性地进行后续的教学工作,结合院校实际的教学情况进行编写不仅能够针对学生学习中出现的薄弱点进行加强,同时还能够有效培养学生在形象思维与创造性思维方面的能力。
例如,某院校积极与其他院校合作共同编写了《现代工程制图基础》等教材,同时还推出了电子素材版本,将画法几何、机械制图与计算机绘图三者有效结合起来,又根据其规律将该教材分为基础与应用实践两个部分,其中在教学内容方面也做出了一定的调整,保证该学科的系统性完整连贯。整个教材带有明显的系统性,从基础的二维到三维的过渡,通过借助以构型设计为主线,充分突出教材的实践性,同时教材中应用到的案例、图片尽量选择实际,在帮助学生更好地学习之外还充分富有工程实践意义,有效地培养了学生的实践能力。
2.4 推进教学方式的改变
考虑到以往的机械制图教学方式就是利用黑板、模型、挂图等方式来进行立体空间的一个动态讲解过程,这种方式之下教师难以真正展开教学,学生也难以理解,导致整个教学过程枯燥无味学生的学习兴趣降低。在教学方式上进行改变,通过更加先进的教学手段为教师与学生提供和呈现出一个良好的教学环境,不仅能够大大激发学生的积极性,还能够良好地培养学生的动态思维能力,同时还能够传递更多的信息。
例如,某教师考虑到传统的教学方式导致教学效率低下,因此借助先进的计算机技术通过不断的探索与总结逐渐开发出了一套关于机械制图与计算机绘图的电子版教案,在发现一味地采用多媒体技术进行授课时该教师发现课堂效率虽有一定的提高但是并没有完全发挥出其应有的作用。因此该教师在利用多媒体教学的同时将原有的教学方式也融入其中,在不断的实践中逐渐处理好了多媒体技术与传统教学方式的关系,找出结合点,将两者之间的优势充分发挥出来。又例如,教师在讲解机械制图当中的基本体三视图投影教学时,为了能够帮助学生更好地理解与掌握,在实际演示教学中利用AutoCAD绘图菜单中的建模功能建立了一个基本题的三维实体,目的在于帮助学生更好地理解,同时再借助视图中视觉样式与三维视图功能让学生去观察建立的三维实体,引导学生从左视、俯视、主试三个方向去观察,最后教师再利用自由动态观察功能让学生在各个投影方向观察,这种方式之下发挥出了传统教学方式无法实现的教学效果,也为学生提供了一个良好的发展空间。
2.5 加强机械制图与计算机绘图的内容融合
在进行融合的过程中,将两者之间的教学内容进行融合,可以在完成了机械制图的教学之后然后再将计算机绘图的知识进行教学,通过借助计算机绘图的知识点来巩固机械制图的学习,最终实现手工绘图与计算机绘图的双重训练,通过将两个课程的内容进行相对应的融合,更加能够提高其效果。
例如,某教师在进行教学内容之间的结合,对两个课程的教学内容进行了研究,通过深入的探索将机械绘图基本知识这一章节与计算机绘图基本知识两者结合起来,将投影作图基础与计算机基本绘图和编辑命令结合起来,将机械图样的基本表示与计算机绘图中的高级绘图命令、剖析图和断面图的绘制结合起来,将机械制图中常用件与标准件的内容与计算机绘图中的块与设计中心的应用结合起来,同时在结合的过程中当讲解到AutoCAD绘图环境时教师将机械制图的国家标准规定进行了讲解,还有在讲解的过程中对国家对顶的尺寸注法融合进AutoCAD尺寸标注的讲解中,两者之间的有机结合大大提高了课程效率,同时学生也能够更好地将两个课程的内容联合起来,实现更好地理解。
2.6 推动考核与评价体系的创新
考虑到考核方式与手段直接影响到学生考核的公平性,同时为了能够全面又客观地检测学生在进行了将机械制图与计算机绘图有效融合的一个整体效果,就需要将原有的单一的考试形式进行改变。此举不仅有利于培养出高素质的人才,同时还能够客观地反映出学生的综合素质。例如,某院校为了能够真正了解到学生的学习情况,在考核与评价体系方面做出了一定的调整。通过一段时间的研究终于开发出了一套关于机械制图与计算机绘图试题库,该题库内容的设计上既包含了对学生在机械制图与计算机绘图理论知识方面的考核,同时又适当性地增加了考核学生综合运用知识、分析问题、解决问题的能力。另外还将平时的作业成绩也纳入考核的内容中,同时还增加了关于三维实体构型设计方面的内容。在考试题型的设计上,也更加注意灵活多变性,重点都放在了对学生创新思维能力、空间立体分析能力方面,除了传统的基础题、综合题之外,还增设了构型设计题等,通过这种方式有效考核学生实际掌握的知识能力。
3 结语
总而言之,将机械制图与计算机绘图进行有效融合,需要的不仅仅是教学内容的改变,更多的是从整个的教学体系、教学方式、考核与评价体系、教学教材方面进行改变,同时还需要对师资队伍的建设进行加强,才能够真正做到两者之间的有效融合,有效提高教学质量。
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(1)根本性。首先绪论表明该课程教材的性质和主要任务,从根本上表明它“是什么”,《机械制图》课程是一门研究用投影法绘制机械图样和解决空间几何问题的重要技术基础必修课[2],其目的是培养学生学生构思能力、逻辑思维能力和设计创造能力[2]。其次确定研究对象,《机械制图》研究图样与机器的关系,重点培养学生画图看图的能力。
(2)导向性。明确学习的目的和目标,要让学生明白“为什么”学习这门课,以及学习这门课程所要达到的目标。古人对用图形卦象表达意念有深刻认识:《易经》《易传》中即有明言:“书不尽言,言不尽意。” 然则圣人之意,其不可见乎?子日:“圣人立象以尽意”用卦象图形表达圣人心中的意念,比用文字语言更为深刻和丰富。在《机械制图》中,用图样表达的是机件的结构。学完该门课程,学生会掌握机械制图国家标准的一般规定、绘制基本几何体的三视图、绘制组合体的三视图、绘制轴测图、绘制标准件和常用件、绘制零件图、绘制装配图。机械零件加工制造主要的信息来源和依据[3-4],都是由技术文件图样提供的,所以学生不仅要会绘图还要会读图。
(3)引领性。绪论是建立课程整体概念的起步,概括反映课程的内容结构。在绪论课里面,要使学生明白应“怎样学”该课程,指引学习的方向,使学生既感到有学习的需要,又明白学习的基本方法,做好能学好这门课的充分的心理准备。
2.明确上好绪论课的意义
(1)建立课程整体概念的起步。通过该课程基本概念的明晰,使学生在初步认识的基础上了解课程的内容,形成对本课程的整体观念,潜移默化地影响学生学习方法。机械制图是机械行业中的一种语言,而且还是机械行业中的“共同”语言,机械加工制造的主要信息来源,都是由机械技术图样提供的,让学生增强对机械图样的亲近感。
(2)能激发学生的使命感、责任感。通过对本学科基本问题的由来、研究的历史发展的了解、国内外现状及发展方向等可以一定程度地使学生产生一定的使命感和责任感。
(3)能帮助学生建立课程学习的良好心理环境。绪论的目标导向使学生的学习更具方向性,知道要学什么,要怎么学,不至于使学生茫然而不知所措,使学习变得更加从容自如。使学生产生学习本课程的兴趣,激发学生的求知欲望。
3.讲好《机械制图》绪论课的要点
(1)把握学生心理,上好第一堂课。《机械制图》课程一般安排在大一学生入学的第一学期,学生一入学就要面对这样一门全新而又独特的课程,同时也要面对一位新老师,该教师的外在形象、气质给学生留下的第一印象非常重要,甚至会影响学生后续课程的学习。对于一些职校、技校或大专的学生来说,本身的基础就比较薄弱,学习的积极性、主动性较差,遇到困难容易退缩,在心理上产生一种“失败定势”。教师就要牢牢把握学生的这一心理,采用灵活多样的教学方法,如辩论法、讲故事法、反转课堂教学法等活跃课堂氛围,调动学生的积极性、主动性,形成愉悦的课堂氛围,让学生感受到是在享受学习,学习是一件快乐的事情,同时教师在教的过程中也能感受到自身的魅力和尊严。
(2)三个讲清楚。绪论是一门课程的浓缩和概括,对教材的学习将起到引领和导向作用。在绪论课里面,教师要讲清楚课程培养画图和看图能力外,还要讲清楚课程与科学研究的关系,更要特别讲清楚课程在发展人的思维能力中的作用。高素质的人才应该具备较高的逻辑思维能力和形象思维能力,该门课程重点的就是激发学生的形象思维能力,对于学生今后的学习生活或科研起到更重要的作用。学生将来可从事与形象思维有关的研究,如:图形、图像研究、工程数据可视化研究、自动化信息化制造等等。
1 绘制平面图形
《机械制图》中平面图形的绘制是学生在刚学习制图这门课时所碰到的第一个难点,这部分内容是对学生熟练使用绘图工具和掌握基本作图方法的一个综合运用。而《CAD》中平面图形的绘制是对CAD软件中各种绘图命令的综合运用,在教学中会通过大量的平面图形绘制来练习学生对常用的绘图命令和修改命令的熟练使用。
在面对一幅比较复杂的平面图形时,制图课会要求学生用尺规绘图,学生往往需要花费一课时左右的时间来进行绘制,绘图时间长,学生很容易产生厌烦情绪,导致绘图质量下降。而在CAD教学中学生拿到这样一幅图形时,对一些圆弧连接部分,由于不能独立分析,在实际绘图时,往往会出现学生不知从何入手来绘制图形的情况,导致绘图正确率下降。如果将两门课程知识进行结合,可先对图形用机械制图中的理论进行分析,如图形中R25、R5、R55等是定形尺寸,115、40、25等是定位尺寸;因此,在绘图时可用CAD中的画圆命令应先绘制R75、R25、R55等已知线段,再用画圆命令中的相切、相切、半径来绘制R30、R20、R8等连接圆弧。通过这样的一体化教学,将制图的理论和CAD的绘图功能很好的结合,可以大大提高教学效率和学生绘图的正确率。
2 标注尺寸
《机械制图》中尺寸标注对技工院校学生来说也是一个难点,学生往往不能遵守国家标准正确标注尺寸,更别谈齐全、清晰和合理了。而在《CAD》中可用“标注”选项对图形进行各种尺寸标注,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“标注样式管理器”调整尺寸标注的样式,加深学生对正确标注尺寸的认识。通过一定的练习,就可将尺寸标注中的相关国家标准的规定潜移默化地灌输进学生的绘图中。
3 识读零件图
零件图的识读是学生必须掌握的知识,技工院校的学生识图能力比绘图能力更为重要。在《机械制图》教学时主要从标题栏、视图、尺寸和技术要求四个方面来对图形进行分析,让学生掌握正确识图的方法。而绘制零件图往往由于课时的限制无法做适当的练习。
一张零件图如果让学生用尺规绘制,可能需要两课时。而在《CAD》中绘制这样一张零件图时标题栏有样板文件可以调用;视图可以用绘图命令绘制;尺寸可以结合尺寸标注样式的设置和尺寸标注命令的使用进行绘制;技术要求部分可将基本符号绘制好后经过多次复制来完成;通过这些命令绘制一幅零件图只需一课时。这样就大大提高了零件图的绘图效率,学生也可通过零件图的绘制更好地理解零件的结构特点和工艺性能,对正确识读零件图有很大帮助。
4 装配图拆画零件图
技工院校学生实习时由于专业的限制,实习内容比较单一,缺乏实际经验。在《机械制图》教学中讲授装配图时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,是远远不能满足教学需要的。学生对装配体的结构、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,导致学生不能很好的由装配图拆画零件图。如果充分利用《CAD》中块的这一功能,把装配体中的每个零件创建成不同的块,再利用插入块这一功能对装配体进行模拟装配。将《机械制图》和《CAD》两者结合,学生一方面通过零件模型看到每一个装配体的真实形状;另一方面,通过块的操作理解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,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。