论文部分内容阅读
【摘要】《机械制图》是机电专业学生的工具课， 把《机械制图》和《计算机绘图》课程有机结合在一起， 让学生掌握二维图形与三维实体的对应关系， 效果立竿见影。
随着现代信息技术的发展， 特别是数字信息技术飞速发展， 使现代工程设计思想、设计理论、设计方法及设计手段都发生了很大变化， 工程图纸作为工程界交流的语言，已经受到“电子化、数字化” 的巨大冲击， 以培养图纸制图能力的制图课程教学体系急需进行深化变革。
一、《机械制图》教学的现状分析
《机械制图》教学的理论是利用投影手段把研究对象在二维与三维之间相互转换， 传统教学模式以画法几何、图解法等二维方法为基础解决三维问题， 工程图纸是交流的媒介。随着计算机技术的发展， 出现了CAD 技术， 于是计算机绘图代替手工绘图， 而且表现出很多优点， 如交互性、精确性、速度、统一性等。教学思路发展成为用传统方法完成制图课程教学后， 再花费一些学时学习类似AutoCAD的绘图软件的使用， 将两者简单叠加， 而且一些教师只教二维绘图部分， 将三维部分作为选学或不学， 使CAD 成为计算机辅助绘图， 这并没有充分发挥CAD 软件的应有作用。而近些时间里， 三维CAD 软件飞速发展与更新， 为工程设计带来革命性的变革， 如UG、Pro／E、Solid1 Works、CATIA、AutoCAD 等， 设计过程变为先建立三维虚拟实体，再投影、编辑成二维工程图纸， 与传统的设计、绘图大不一样， 使CAD 真正成为计算机辅助设计。传统低效的手工绘图方式满足不了工业生产高速发展的需要， 手工绘图已基本被计算机绘图取代。机械产品已经进入数字化设计、分析、管理和生产时代， 相应的《机械制图》课程教学改革势在必行。一些学校放弃投影法的基本部分教学， 如点、线、面部分， 直接讲解立体， 增加CAD 绘图部分教学时间， 这样的做法缺乏循序渐进的整体性， 学生增加的只是计算机绘图的能力。《机械制图》是机电专业学生的工具课， 是以后专业课学习的基础， 而很多学生对《机械制图》课程的学习仅仅停留在本门课程上，并没有通过《机械制图》课程的学习打好机械设计的基础。针对上述分析， 改革现有的教学模式， 在教学中做到制图基础与实体构型相结合， 二维投影与三维实体相结合，计算机绘图能力培养与三维实体造型能力培养相结合， 结合我国工程实际情况和发展方向， 提出机械制图与计算机绘图教学模式整合之探究。
二、机械制图与计算机绘图教学整合模式的含义
利用CAD 二维绘图技术及CAD 软件的三维建模和编辑功能， 比较《机械制图》课程的内容， 把《机械制图》和《计算机绘图》课程有机结合在一起， 同时讲授。《机械制图》课程按照从二维到三维的方向讲授， 而《计算机绘图》课程按照从三维到二维的方向辅助学习， 两门课程在内容上相辅相成， 让学生掌握二维图形与三维实体的对应关系，把这种教学方法， 称之为机械制图与计算机绘图相互整合之教学模式。
三、机械制图与计算机绘图教学整合模式的内容与步骤
机械制图与计算机绘图相互整合之教学模式的基本内容是一体化整合《机械制图》和《计算机绘图》课程的教学内容， 但绝不是把两门课程简单叠加， 而是把两门课程内容调整并一一对应。《计算机绘图》课程可以选择《AutoCAD》为教学软件， 因为该软件除了具有较强的二维绘图功能外， 同时具备一定的三维建模功能。从现实意义来说《计算机绘图》课程已经上升为《计算机辅助设计》（Computer1Aided1Design）， 是真正意义的CAD。具体整合的课程内容可以分为几个教学阶段：
1. 基础知识教学阶段。《机械制图》讲解投影法基本知识： 点、线、面的投影；《AutoCAD》讲解CAD 软件的基本操作： 平面图形的绘制、编辑及其技巧。
2. 基本立体和简单形体教学阶段。《机械制图》讲解基本立体的绘制、截交线和相贯线的画法及简单形体的投影；《AutoCAD》学习三维建模的基本方法、基本立体的三维建模、编辑基本立体形成简单形体。
3. 组合体教学阶段。《机械制图》讲解组合体的画图和读图；《AutoCAD》学习三维形体的编辑（布尔运算及三维编辑技巧）、复杂形体的建模。
4. 机件表达方法教学阶段。《机械制图》讲解机件表达的各种画法： 视图、剖视、断面以及规定和简化画法；《AutoCAD》学习复杂形体的编辑、三维实体投影成二维图形的方法及图形的编辑。
5. 零件图教学阶段。《机械制图》讲解零件图的画图、标注及读图；《AutoCAD》学习零件建模方法、生成二维工程图及尺寸标注、技术要求标注。
6. 装配图教学阶段。《机械制图》讲解装配图的画图、标注及读图；《AutoCAD》学习零件装配形成装配体及其编辑、生成二维工程图及对其标注。
在每个教学阶段的实施过程中， 关键问题是注意两门课程的有机结合及相互辅助。可以借助三维虚拟模型帮助理解二维平面图的意义， 借助二维平面图消化三维立体的投影特性。比如， 讲解到零件图部分时， 可以把零件结构的画法与三维模型的编辑结合一起， 使二维和三维达成一体化， 使学生在深刻理解二维零件图的同时， 也掌握了三维零件立体的结构特点和建模方法， 可谓一举两得。从某种意义上说， 可以淡化两门课程， 而理解为“机械设计及制图” 一门课程， 这才是整合的意义之所在。
【参考文献】
［1］ 王宗彦. 从三维设计出发改革传统机械制图教学［J］. 华北工学院学报， 2004（20） .
［2］ 憎恩国. 产品设计中机械制图的革命［J］. 甘肃科技， 2005（21） .
随着现代信息技术的发展， 特别是数字信息技术飞速发展， 使现代工程设计思想、设计理论、设计方法及设计手段都发生了很大变化， 工程图纸作为工程界交流的语言，已经受到“电子化、数字化” 的巨大冲击， 以培养图纸制图能力的制图课程教学体系急需进行深化变革。
一、《机械制图》教学的现状分析
《机械制图》教学的理论是利用投影手段把研究对象在二维与三维之间相互转换， 传统教学模式以画法几何、图解法等二维方法为基础解决三维问题， 工程图纸是交流的媒介。随着计算机技术的发展， 出现了CAD 技术， 于是计算机绘图代替手工绘图， 而且表现出很多优点， 如交互性、精确性、速度、统一性等。教学思路发展成为用传统方法完成制图课程教学后， 再花费一些学时学习类似AutoCAD的绘图软件的使用， 将两者简单叠加， 而且一些教师只教二维绘图部分， 将三维部分作为选学或不学， 使CAD 成为计算机辅助绘图， 这并没有充分发挥CAD 软件的应有作用。而近些时间里， 三维CAD 软件飞速发展与更新， 为工程设计带来革命性的变革， 如UG、Pro／E、Solid1 Works、CATIA、AutoCAD 等， 设计过程变为先建立三维虚拟实体，再投影、编辑成二维工程图纸， 与传统的设计、绘图大不一样， 使CAD 真正成为计算机辅助设计。传统低效的手工绘图方式满足不了工业生产高速发展的需要， 手工绘图已基本被计算机绘图取代。机械产品已经进入数字化设计、分析、管理和生产时代， 相应的《机械制图》课程教学改革势在必行。一些学校放弃投影法的基本部分教学， 如点、线、面部分， 直接讲解立体， 增加CAD 绘图部分教学时间， 这样的做法缺乏循序渐进的整体性， 学生增加的只是计算机绘图的能力。《机械制图》是机电专业学生的工具课， 是以后专业课学习的基础， 而很多学生对《机械制图》课程的学习仅仅停留在本门课程上，并没有通过《机械制图》课程的学习打好机械设计的基础。针对上述分析， 改革现有的教学模式， 在教学中做到制图基础与实体构型相结合， 二维投影与三维实体相结合，计算机绘图能力培养与三维实体造型能力培养相结合， 结合我国工程实际情况和发展方向， 提出机械制图与计算机绘图教学模式整合之探究。
二、机械制图与计算机绘图教学整合模式的含义
利用CAD 二维绘图技术及CAD 软件的三维建模和编辑功能， 比较《机械制图》课程的内容， 把《机械制图》和《计算机绘图》课程有机结合在一起， 同时讲授。《机械制图》课程按照从二维到三维的方向讲授， 而《计算机绘图》课程按照从三维到二维的方向辅助学习， 两门课程在内容上相辅相成， 让学生掌握二维图形与三维实体的对应关系，把这种教学方法， 称之为机械制图与计算机绘图相互整合之教学模式。
三、机械制图与计算机绘图教学整合模式的内容与步骤
机械制图与计算机绘图相互整合之教学模式的基本内容是一体化整合《机械制图》和《计算机绘图》课程的教学内容， 但绝不是把两门课程简单叠加， 而是把两门课程内容调整并一一对应。《计算机绘图》课程可以选择《AutoCAD》为教学软件， 因为该软件除了具有较强的二维绘图功能外， 同时具备一定的三维建模功能。从现实意义来说《计算机绘图》课程已经上升为《计算机辅助设计》（Computer1Aided1Design）， 是真正意义的CAD。具体整合的课程内容可以分为几个教学阶段：
1. 基础知识教学阶段。《机械制图》讲解投影法基本知识： 点、线、面的投影；《AutoCAD》讲解CAD 软件的基本操作： 平面图形的绘制、编辑及其技巧。
2. 基本立体和简单形体教学阶段。《机械制图》讲解基本立体的绘制、截交线和相贯线的画法及简单形体的投影；《AutoCAD》学习三维建模的基本方法、基本立体的三维建模、编辑基本立体形成简单形体。
3. 组合体教学阶段。《机械制图》讲解组合体的画图和读图；《AutoCAD》学习三维形体的编辑（布尔运算及三维编辑技巧）、复杂形体的建模。
4. 机件表达方法教学阶段。《机械制图》讲解机件表达的各种画法： 视图、剖视、断面以及规定和简化画法；《AutoCAD》学习复杂形体的编辑、三维实体投影成二维图形的方法及图形的编辑。
5. 零件图教学阶段。《机械制图》讲解零件图的画图、标注及读图；《AutoCAD》学习零件建模方法、生成二维工程图及尺寸标注、技术要求标注。
6. 装配图教学阶段。《机械制图》讲解装配图的画图、标注及读图；《AutoCAD》学习零件装配形成装配体及其编辑、生成二维工程图及对其标注。
在每个教学阶段的实施过程中， 关键问题是注意两门课程的有机结合及相互辅助。可以借助三维虚拟模型帮助理解二维平面图的意义， 借助二维平面图消化三维立体的投影特性。比如， 讲解到零件图部分时， 可以把零件结构的画法与三维模型的编辑结合一起， 使二维和三维达成一体化， 使学生在深刻理解二维零件图的同时， 也掌握了三维零件立体的结构特点和建模方法， 可谓一举两得。从某种意义上说， 可以淡化两门课程， 而理解为“机械设计及制图” 一门课程， 这才是整合的意义之所在。
【参考文献】
［1］ 王宗彦. 从三维设计出发改革传统机械制图教学［J］. 华北工学院学报， 2004（20） .
［2］ 憎恩国. 产品设计中机械制图的革命［J］. 甘肃科技， 2005（21） .