阳溶冰 云南工业技师学院 655000
摘 要：随着计算机技术的迅猛发展，很多高职院校将CAD（计算机辅助设计）技术引进机械制图教学课程，机械制图与机械CAD的有效结合教学是顺应时代发展以及社会多样化需求的必然趋势，本文主要从机械制图与机械CAD两者之间的相互关系，说明实行机械制图与机械CAD有效结合教学的重要性和必要性，探讨具体的整合措施。
关键词：机械制图 机械CAD 必要性
在各大高职院校的机械类专业，机械制图作为机械类专业极其重要的一门课程，主要培养学生绘制、阅读机械图样的专业能力，是学生的必修课程之一。机械制图使用的工具主要是以下三种：圆规、直尺和铅笔。利用这些工具，就能书写工程师的语言——工程图。工程图的描绘是所有工程设计当中非常重要的一个环节，利用二维图像的描绘，将已经设计好的三维立体工程模块进行准确的描述。随着计算机的普及应用，计算机辅助设计（CAD）开始大放异彩，在几乎是所有的制造领域，都发挥着重要的作用。在工程设计愈发复杂的今天，绘制工程图已成为一项复杂、繁琐且需要足够耐心的工作，人工方式已经很难满足商业需求。所以，在绘制工程图时，利用软件中丰富的工具，可以完成人工无法完成的部分，提高工程师制图的质量和效率。因此，实际教学中，将机械CAD教学与机械制图有效地结合顺理成章，是顺应时代的发展潮流和社会发展趋势的明智之举。
一、机械制图与CAD计算机绘图软件之间的关系
机械制图是机械行业的语言工具，是设计人员进行研究项目设计的最终呈现形式，是项目加工人员对设计项目进行加工的依据。传统的机械制图是手绘的平面图，缺乏立体感，需要一些绘画技巧才能形象地将立体感表达出来，并且这样的机械制图还需要很强的读图能力，有很强的三维立体思维，才能在大脑中反映出设计项目的立体图形，并将其进行加工。CAD计算机绘图软件是现在一种普遍率很高，同时很方便操作的图像设计软件，它通过各种计算机口令进行运行，自行完成设计内容，CAD软件中的各种绘图工具很实用、很丰富，许多手工无法实现的图形、结构都可以通过CAD绘图软件中的各种绘图工具进行编辑，同时它的绘图效率与绘图质量都远比纯手工绘图要高得多。
1.机械制图相关知识是CAD计算机软件的理论基础。CAD机械制图软件的程序编写的理论基础是机械制图理论知识的相关内容，如绘图的基本理论、投影的相关知识、各种视图的绘制方法、国家标准规定等。只有掌握了这些内容，编写出来的计算机软件程序才对广大制图设计者有用、有效，否则若是与机械行业的相关规定不相符那么就没有使用的必要，掌握了相关内容，才能编写出实用性非常强的绘图功能，编写出的程序才能使绘图过程非常流畅，方便制图设计者的使用。因此掌握机械制图的相关理论知识对于编写CAD软件程序来讲是必要的。
2.CAD绘图软件是机械行业制图的工具。传统的纯手工制图工作是一种非常繁琐、重复率很高、工作环境非常乏味的工作。而CAD绘图软件的普及使得很多设计师从这样的工作中解放出来，设计师通过使用CAD绘图软件中的各种功能，将所构想出来的设想真实、准确、形象地反映在图样中。现在CAD绘图软件已经成为机械行业必不可少的工具，只有将这个工具合理使用，才能又好又快地将最初的设想绘制成完整的图像呈现出来，后期的加工人员才能根据这个图纸进行精确的加工。
二、实施机械制图与机械CAD有效结合的重要性及必要性
传统的机械制图教学模式主要是借用三角板、直尺和圆规等教学工具，结合一些经典的教学挂图和教学模型在黑板上手工绘制机械图样，从而详细讲解机械绘图的基本理论、方法与技能，这种教学模式可有效锻炼学生的绘图基本功，但内容比较繁杂需要花大量的时间才能完全吸收。然而近年来由于机械制图课改，对学生的作业知识、技能的要求并未降低，但课时安排明显减少，由于机械绘图的专业性及系统性，传统的教学方法与手段让学生在识图及绘图的学习方面倍感吃力，空间想象力与思维能力普遍较低，导致机械制图的教学效果欠佳。机械CAD是一种计算机辅助设计软件，绘图工具以及设计出的图样比手工绘图更丰富，在社会发展以及社会需求多样化的时代背景下，实现机械制图与机械CAD教学的有效结合具有极其重要的意义。
三、机械制图与机械CAD的有效结合分析
CAD绘图技术的应用丰富了机械制图的教学内容，简化了机械制图的教学课程，改变了机械制图的教学方式，是制图教学的一场革命。具体的结合形式如下：
1.机械制图的内容与机械CAD结合。机械制图研究的是阅读与绘制机械图样的方法、原理，其课程目的在于学习正投影的基本理论；掌握绘制与阅读机械图样的基本方法、技能和知识，并培养学者的空间想象、分析能力。CAD是一种计算机绘图工具：把显示器当作是图板和图纸；把鼠标和键盘当作是铅笔、圆规和直尺。当然，CAD的绘图工具要比手工绘图工具丰富许多，并且CAD在绘图效率和绘图质量上也有明显优势。比如CAD的三维模型，它虽然取代了传统的手工制图方法，但它并未取代制图的理论与制图的规范、标准，相反之下，它是依据机械制图理论与标准研发的一个计算机绘图软件，不仅丰富了制图的理论，而且还增设了CAD制图的标准。
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当前学校所使用的教材都会存在着陈旧老化、面面俱到、实用性不强、交叉重复等各种缺点，难以适应当下机械制图课程教学的需求，因此，应对其课程的内容进行调整与改革，以“够用、实用”为原则，将机械制图与机械CAD的相关内容进行有效结合。
2.机械制图的课程与机械CAD结合。在机械制图与CAD的教学实践过程中，应打破常规课程的专业性、系统性，强调实用性原则；减轻学生们的负担，提高课程的教学质量；以绘图为教学手段，以培养学生的看图能力以及空间想象能力为主要教学目标。过去的实践教学中，通常是以培养学生的CAD绘图能力为重点，但基本没有学生从事绘图工作，大部分学生都是在流水线上操作，只需要他们会看图即可。因此，应该进行正对性教学，对优秀的学生要求掌握绘图技巧，然后，对一般学生只要求会看图便可。为此，机械制图课程与CAD课程应当进行综合，结合为一门新课程《机械制图与CAD》。
在教学实践中，教师将两门课程结合起来一同讲授，要互相穿插进行，课时比例按1∶3进行，以CAD为主，机械制图为辅，先讲机械制图，后讲CAD，以机械制图为主线在整个课程中贯穿。在讲CAD时，要将机械制图国家标准贯穿始终，用以CAD带动机械制图，每节CAD课程，都要将机械制图的简要进行简单的介绍，特别是要根据机械制图的知识建立CAD三维立体图，以深刻地体会其作法。
3.机械制图的教学方式与机械CAD结合。在机械制图的教学过程中，为了更好地培养学生的空间想象能力，达到较好的教学效果，常会使用挂图与教学模型相结合的教学方式，再辅以在黑板上进行课堂绘图，这一过程需要占用大量的课堂时间。但是倘若刻意去减少课堂绘图，又会对教学效果产生较大的影响。所以，在课堂教学的有限时间里，仅能讲授少量知识，而且还会因为板书的限制，需要花费不少的事情去更新；与此同时，教师在课程绘图的过程中，无法与学生进行过多的交流，这对组织教学非常不利。学生需要通过习题练习以及手工绘图练习来巩固所学知识，然而，在做习题的过程中会出现各种各样的问题，比如，教学中所用的模型并不能完全覆盖习题集，在没有模型参照的情况下仅依靠口述或者板书讲解，是很难把一个立体结构图形讲述清楚的，至少对于缺少空间想象能力或者实物感官能力的学生而言，要理解没有模型参照的口述或者板书讲解不是一件简单的事情。
在机械制图的教学中，部分章节的重点、难点问题可以通过CAD软件加以讲解，比如整个机械制图教材的“装配图”里面的“零件的拆画”是重点、难点内容。教师可以通过使用CAD软件的图块功能与图层功能，将各种零件分别放置在不同图层中制成图块，若需要对其进行单独显示，只需打开该零件所在图层即可；若需要对其进行拆画，只需将其复制或者剪贴到相应的地方，再补画因为装配而没能绘制出来的轮廓线；最后还能从电脑中调出绘制好的零件的立体结构图形与学生的想象相比较对照。
又如，在机件表达中的关于机件内形的识读问题，特别是内部的相交、相贯轮廓线的理解，教师可以利用CAD中的形体切割功能将物体先剖开再分离，然后利用旋转与缩放等CAD里的特殊功能从不同视角进行观察，帮助同学们更好地理解，并加深同学们的印象；再如当需要选择零件的机件表达方法时，教师也可以利用CAD软件把立体机件转换成所需的投影，并进行比较和筛选，这在验证答案时非常实用，不仅省时省力而且效果非常好。
四、机械制图与机械CAD结合的有效措施
1.机械制图与机械CAD穿插使用，相辅相成。在课程安排上，要将传统的机械制图课程，安排在机房，以保证机械CAD的教学环境得到满足。用电脑的显示屏、鼠标和键盘，来代替学生手中的圆规、直尺和笔。对两门课程，结合起来共同教授，彼此为依托，以机械制图为主线，以CAD教学为辅助，让学生在理解机械制图的基础上，充分使用计算机软件，不仅可以完成机械制图的任务，在这个过程中，也熟练地掌握了CAD软件的使用。把传统的机械制图课时和机械CAD教学课时融合，共同延长机械制图和机械CAD的学习时间，两门课程学习相互穿插、辅助，两门课程课时相加，可达到1+1>2的效果。
2.利用CAD技术解决机械制图难题。尽量减少甚至不使用机械制图，利用CAD软件完成较为繁琐的几何图形的手工绘制，在绘图工程中利用CAD软件多种画法和功能辅助完成绘图工作；利用CAD绘制立体图解决机械制图不够立体形象的问题；利用CAD软件完成对设计的即时修改和完善，将设计图样长久保存等。
3.改变传统教学方式。将教学内容有效地结合起来，让学生逐步放弃传统的直尺、铅笔绘制，以鼠标键盘为笔，以电脑显示屏为纸进行机械制图。通过CAD幻灯片讲解零件绘制过程，图纸修改程序，图样保存方式等。将传统二维平面制作与CAD技术三维空间制作进行对比，更加形象直观地表现模型，为学生展示二者的显著区别。将教学方法有效地结合起来，摆脱原有死记硬背机械制图理论知识和枯燥的手工绘制，多进行CAD软件绘图的实践教学，例如通过CAD技术中的编辑功能及实体绘制功能自动得出相贯线和截交线，利用CAD技术展示零件组合的平面和空间立体效果等。在教学中将机械制图和机械CAD结合起来，培养出更多既具备扎实机械制图理论知识，又能熟练运用机械CAD制图软件进行制图的人才，对于二者的结合能起到极大的帮助作用。
总之，CAD绘图软件是机械制图过程中必不可少的工具，机械制图相关理论知识是CAD绘图软件的基础，只有将二者有机结合在一起，才能将CAD软件的各种功能的作用发挥出来，才能保证绘制出来的图样具有很高的准确度和精度，形象、有立体感，同时提高机械行业的工作效率和质量。因此在今后的机械行业和计算机技术的发展中要加强二者的结合，促进二者的协同进步、共同发展。
参考文献
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论文作者:阳溶冰
论文发表刊物:《素质教育》2015年9月总第184期供稿
论文发表时间:2015/8/6
标签：机械制图论文; 机械论文; 课程论文; 图样论文; 学生论文; 软件论文; 绘图软件论文; 《素质教育》2015年9月总第184期供稿论文;