基於三維CAD軟件的《機械製圖》課程教學改革探索與實踐
教改研究
作者：譚倩 譚大喜
摘 要： 傳統的《機械製圖》教學主要采用二維的教學模式，利用形體的二維投影表達三維，它具有一定的局限性。基於三維CAD軟件的機械製圖課程教學理念，在內容上將三維CAD軟件與機械製圖有機融合，並貫穿於整個製圖教學過程中，利用CAD軟件的快捷性、立體性、新穎性等技術優勢改革教法、創新學法，提高學生對該課程的學習興趣，從而強化學習效果。
關鍵詞： 《機械製圖》 CAD 教學改革
1.教學改革背景
機械製圖課程是工科專業開設的一門專業基礎課程，它對今後專業課程的前修課程，對後續課程機械設計、機械原理等影響重大。機械製圖的教學目標是培養學生的空間思維能力；培養學生把空間思維轉化為圖形的能力；培養學生把圖形變成模型的能力；培養學生繪製圖形及建模的能力。傳統製圖教學教師上課準備一副三角板，一個圓規、圖紙等教具。在教學過程中，教師一般是通過一邊板書一邊講解進行教學。這種方法一直延續很長一段時間，至今仍在使用。通常情況下，機械類機械製圖課程的教學在100～150學時，非機類機械製圖課程也在50～80學時。研究發現，課堂教學的大量時間都是花費在教師在黑板上板書作圖，花費大量時間，教學效果並不盡如人意。學生麵對抽象的二維平麵圖形構建三維實體，非常難以理解，並產生厭倦、疲勞等不良情緒。上個世紀末出現的AutoCAD軟件給我們提供了計算機繪圖平台。由於AutoCAD表達的基礎是畫法幾何，並且還是停留在二維平麵內，對構建三維實體造型還是有相當大的差距的。
三維CAD技術的飛速發展和應用的日益普及，使人們的思維方式和工作方式發生了巨大變化，現代工程設計與製造過程是從三維物體出發，在三維軟件的支持下，建立數字化的三維幾何模型，然後進行交互修改，最終生成三維產品。
目前機械行業的數控技術已經非常成熟。計算機繪圖與加工軟件強大的二維造型已經慢慢弱化了二維圖紙在行業中的功能。工程上常用的軟件主要為UG，PRO-E，SolidWorks。在三維設計過程中設計者借助計算機提供的三維設計環境進行產品的設計，並可直接與機床連接進行加工。因此，三維創新設計要求設計者具有很強的空間思維能力和創造性構形能力。由此可見，傳統的教學模式和教學目標已經不適應生產技術的發展，形勢呼喚一個全新的機械製圖教學模式。
2.教學改革內容
（1）構建三維模型庫。
《機械製圖》作為機械類的重要基礎課，需要使用大量教學模型，以增加學生的感性認識，最終達到培養空間思維能力的目的。傳統的教學模型製作成本高，易損壞，不易攜帶，且不能修改，很難滿足現代製圖教學需要。選擇應用三維CAD軟件，結合計算機多媒體技術創建學校的三維模型庫，可以有效解決上述問題，如圖1所示。隨著職業學校硬件條件的發展，多媒體教室、機房、校園網已經具備了支撐三維模型庫的實際能力。師生可以隨時利用校內任意一台聯網計算機下載相應的三維數字模型，從而優化教育資源，提高教學效率，最大限度地激發學生的學習興趣，並為後續課程的開展奠定堅實的資源基礎。