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摘要 本文综述了机械制图的教学模式，首先分析了传统制图教学模式、接着结合CAD技术的发展，阐述了现阶段机械制图教学常用的三种教学模式。
关键字 机械制图 教学模式
【中图分类号】TH126-4
《机械制图 》是工科类各专业的一门重要的专业基础课，其研究的对象是工程图样。工程图样被誉为“工程界的语言”。机械制图的教学目标是培养学生的空间思维能力；培养学生把空间思维能力转化为图形的能力；培养学生把图形变成模型的能力；培养学生绘制图形以及建模的能力。
传统机械制图课程内容包括制图基本知识和技能、投影基础、立体及其表面交线、组合体、轴测图、机件表达方法、标准件及常用件、零件图及装配图。通常情况下，机械类机械制图课程的教学在 100-150学时，非机类机械制图课程也在 50-80 学时[1]。在教学过程中，教师上课通过一副三角板，一个圆规、图纸等教具，一边板书一边讲解来进行教学。所采用的机械制图教学方法是“图—体—图”，即从二维图形入手，想象立体形状，再从立体形体，绘制出二维图形来。研究发现，课堂教学的大量时间都是花费在教师在黑板上板书作图，花费大量的时间，但教学效果并不尽如人意。这种教学模式违反了人的习惯构形思维，首先从立体开始， 转到二维图形， 再到立体形体的这一认知规律，延缓和制约了培养学生空间思维能力的形成，导致空间概念难以建立起来，使学生逐步对制图课程产生厌烦情绪。
进入 21 世纪，随着信息技术的迅猛发展及其全方位的渗透，围绕提高产品创新能力，二维 CAD、三维 CAD、CAE、CAM 等现代设计制造技术迅速得到推广和应用。CAD技术的飞速发展，提供了优良的三维CAD软件，如UG，CAXA， CATIA， Pro/E等为机械制图的教学改革实践提供了一个良好的平台[2]。
现阶段，制图教学方法主要是将传统教学与现代技术相结合，采取多媒体技术制作制图教学课件，充分利用声、图像、动画等手段充实教学资料。其次，在教学中利用计算机二维、三维 CAD 软件辅助学生加强空间想象能力的培养。如何进行制图教学面向利用三维 CAD 的教学实践，我国已有多所高校及部分大专院校，如浙江大学、东南大学工学院等尝试研究[3]。根据对各学校机械制图教学的调查研究，现阶段机械制图教学模式概括为以下几种：独立式、分段式及融合式。
独立式教学模式，在传统机械制图教学内容基础上，添加计算机二维绘图和三维 CAD 造型设计部分内容的。机械制图教学中采用多媒体课件，三维 CAD 软件操作使用单独开设。知识点讲授顺序：制图基础知识?——投影理论——点面线投影——几何元素间相对位置——投影变换——曲线曲面投影——立体投影、截交线、粗贯线——组合体、轴测图——几件常用表达方法——标准件、常用件——零件图、装配图——计算机CAD绘图
分段式教学模式（如下图1示）是将机械制图、 计算机二维绘图以及三维 CAD造型设计分段进行教学。阶段一主要讲述投影规律，点线面的投影，基本形体的投影；阶段二主要讲解国家标准，组合形体和常见形体的表达方法；阶段三主要讲解零件图和装配图；阶段四主要讲解计算机绘图，包括计算机二维绘图能力的培养，三维CAD 建模的方法。
融合式教学模式（如下图2示）将三维建模的原理、方法和技能融入渗透到工程图学课程中形成新的教学体系教学过程和教学内容[4]。主要教学过程为：第一为基础理论阶段，包括制图基础内容、专业绘图、构成设计、三维 CAD 基本内容等，主要掌握制图的基本理论、绘图基本方法以及手工绘图。在这一教学过程中，不断用三维 CAD 来解释工程图样上出现的立体表面交线、组合体内部和外部结构。第二为基础训练，包括识图训练和造型设计训练，主要教学内容为利用三维 CAD 造型来帮助学生提高对零件图和装配图的学习和体会，利用三维CAD 建模来辅助学生提高空间想象能力和形象思维能力。
基于三维CAD技术的现代制图教学模式，其中独立式是一种简单的拼凑，教学内容上缺乏系统性，在一定程度上能够帮助学生解决些简单的问题；分段式是在原有的制图课程以外专门设置的三维 CAD 建模课程，其优点是不改变原有的课程教学内容，便于教学实施；缺点为占用学时较长，与机械制图课程之间联系不够紧密，无法做到改革与制图课程内容的有机结合[5]；融合式教学模式能够将三维 CAD 几何建模的方法和技能融合到机械制图课程中，形成新的教学理论和教学内容，能够从根本上解决学生空间概念难建立的问题，同时有助于提高学生的构型设计能力。
随着三维CAD技术的发展，如何应用CAD新技术来改进制图教学，需要不断地实践。在教学过程中，采用何种机械制图教学模式需要由学生不同阶段的学习需求来决定，以此来稳步推进三维 CAD 教学内容贯穿于制图课程教学中，从而形成完整的教学内容体系。
参考文献
[1] 王建华，李晓民，杨莉，吕梅.由三维建模入手的工程制图课教学改革实践.工程图学学报， 2008（6）： 123-126.
[2] 张玉清. CAD 技术与机械制图，科技资讯， 2008（11）： 49-50.
[3] 李 玉 兰 ， 赵 丽 丽 .《 机 械 制 图 》 课 程 教 学 改 革 模 式 探 索 .教 学 研 究 ，2010（1）： 57-58.
[4] 牛国富. 机械制图课堂教学手段运用探讨，教学研究， 2010：37-39.
关键字 机械制图 教学模式
【中图分类号】TH126-4
《机械制图 》是工科类各专业的一门重要的专业基础课，其研究的对象是工程图样。工程图样被誉为“工程界的语言”。机械制图的教学目标是培养学生的空间思维能力；培养学生把空间思维能力转化为图形的能力；培养学生把图形变成模型的能力；培养学生绘制图形以及建模的能力。
传统机械制图课程内容包括制图基本知识和技能、投影基础、立体及其表面交线、组合体、轴测图、机件表达方法、标准件及常用件、零件图及装配图。通常情况下，机械类机械制图课程的教学在 100-150学时，非机类机械制图课程也在 50-80 学时[1]。在教学过程中，教师上课通过一副三角板，一个圆规、图纸等教具，一边板书一边讲解来进行教学。所采用的机械制图教学方法是“图—体—图”，即从二维图形入手，想象立体形状，再从立体形体，绘制出二维图形来。研究发现，课堂教学的大量时间都是花费在教师在黑板上板书作图，花费大量的时间，但教学效果并不尽如人意。这种教学模式违反了人的习惯构形思维，首先从立体开始， 转到二维图形， 再到立体形体的这一认知规律，延缓和制约了培养学生空间思维能力的形成，导致空间概念难以建立起来，使学生逐步对制图课程产生厌烦情绪。
进入 21 世纪，随着信息技术的迅猛发展及其全方位的渗透，围绕提高产品创新能力，二维 CAD、三维 CAD、CAE、CAM 等现代设计制造技术迅速得到推广和应用。CAD技术的飞速发展，提供了优良的三维CAD软件，如UG，CAXA， CATIA， Pro/E等为机械制图的教学改革实践提供了一个良好的平台[2]。
现阶段，制图教学方法主要是将传统教学与现代技术相结合，采取多媒体技术制作制图教学课件，充分利用声、图像、动画等手段充实教学资料。其次，在教学中利用计算机二维、三维 CAD 软件辅助学生加强空间想象能力的培养。如何进行制图教学面向利用三维 CAD 的教学实践，我国已有多所高校及部分大专院校，如浙江大学、东南大学工学院等尝试研究[3]。根据对各学校机械制图教学的调查研究，现阶段机械制图教学模式概括为以下几种：独立式、分段式及融合式。
独立式教学模式，在传统机械制图教学内容基础上，添加计算机二维绘图和三维 CAD 造型设计部分内容的。机械制图教学中采用多媒体课件，三维 CAD 软件操作使用单独开设。知识点讲授顺序：制图基础知识?——投影理论——点面线投影——几何元素间相对位置——投影变换——曲线曲面投影——立体投影、截交线、粗贯线——组合体、轴测图——几件常用表达方法——标准件、常用件——零件图、装配图——计算机CAD绘图
分段式教学模式（如下图1示）是将机械制图、 计算机二维绘图以及三维 CAD造型设计分段进行教学。阶段一主要讲述投影规律，点线面的投影，基本形体的投影；阶段二主要讲解国家标准，组合形体和常见形体的表达方法；阶段三主要讲解零件图和装配图；阶段四主要讲解计算机绘图，包括计算机二维绘图能力的培养，三维CAD 建模的方法。
融合式教学模式（如下图2示）将三维建模的原理、方法和技能融入渗透到工程图学课程中形成新的教学体系教学过程和教学内容[4]。主要教学过程为：第一为基础理论阶段，包括制图基础内容、专业绘图、构成设计、三维 CAD 基本内容等，主要掌握制图的基本理论、绘图基本方法以及手工绘图。在这一教学过程中，不断用三维 CAD 来解释工程图样上出现的立体表面交线、组合体内部和外部结构。第二为基础训练，包括识图训练和造型设计训练，主要教学内容为利用三维 CAD 造型来帮助学生提高对零件图和装配图的学习和体会，利用三维CAD 建模来辅助学生提高空间想象能力和形象思维能力。
基于三维CAD技术的现代制图教学模式，其中独立式是一种简单的拼凑，教学内容上缺乏系统性，在一定程度上能够帮助学生解决些简单的问题；分段式是在原有的制图课程以外专门设置的三维 CAD 建模课程，其优点是不改变原有的课程教学内容，便于教学实施；缺点为占用学时较长，与机械制图课程之间联系不够紧密，无法做到改革与制图课程内容的有机结合[5]；融合式教学模式能够将三维 CAD 几何建模的方法和技能融合到机械制图课程中，形成新的教学理论和教学内容，能够从根本上解决学生空间概念难建立的问题，同时有助于提高学生的构型设计能力。
随着三维CAD技术的发展，如何应用CAD新技术来改进制图教学，需要不断地实践。在教学过程中，采用何种机械制图教学模式需要由学生不同阶段的学习需求来决定，以此来稳步推进三维 CAD 教学内容贯穿于制图课程教学中，从而形成完整的教学内容体系。
参考文献
[1] 王建华，李晓民，杨莉，吕梅.由三维建模入手的工程制图课教学改革实践.工程图学学报， 2008（6）： 123-126.
[2] 张玉清. CAD 技术与机械制图，科技资讯， 2008（11）： 49-50.
[3] 李 玉 兰 ， 赵 丽 丽 .《 机 械 制 图 》 课 程 教 学 改 革 模 式 探 索 .教 学 研 究 ，2010（1）： 57-58.
[4] 牛国富. 机械制图课堂教学手段运用探讨，教学研究， 2010：37-39.