浅析机械专业CAD教导改革

【摘要】目前CAD技术在全世界得到了广泛的应用，这就使机械CAD成为工科院校机械专业的一门技术基础课程，AutoCAD的讲授相当普遍，Pro/E、SolidWorks、UG等三维软件也在成为机械专业学生的必修课。这些软件的讲授对机械专业的课程教学起到了极大的促进作用，也改变了传统的教学方法，教学效果明显提高，学生学习积极性很高。但是这些课程的教学存在分散进行、脱节，教学内容、方式方法欠妥等问题。本文就针对这些问题做一探讨。

【关键词】AutoCAD；机械制图；教学设计

一、机械制图与计算机辅助绘图（CAD）课程的教学改革

众所周知，在高校机械专业中开设AutoCAD这门课程是为了让学生将机械制图和计算机辅助绘图结合起来，实现从手工绘图到计算机绘图的转变。但是很多高校的机械制图与AutoCAD是两门独立的课程，分别由两个不同的老师讲授，制图老师讲授机械制图，另外的老师讲授AutoCAD，分别讲授会造成中间脱节。机械制图课程是讲授绘制和阅读机械图样的原理和方法的一门专业基础课，目的是使学生掌握阅读和绘制机械图样的基本知识、基本方法和技能。机械制图就是解决绘图的规则、规范和内容的问题；而AutoCAD软件仅是一个工具，就是用计算机把设计的产品的图形绘出，他解决的是绘图速度和绘制线条的质量的问题。因此我校在机械本科专业的教学改革中把机械制图和计算机辅助绘图合二为一门课程，以机械制图为重点，而AutoCAD只安排了6个学时的课堂教学任务，课外给学生布置大量的机械零件图、装配图的任务，让他们课后自己去实践——读图和计算机绘图。同时制定严格的考核制度去避免抄袭、文档复制，老师检查学生提交的作业后集中对问题进行讲评。这样可使学生掌握扎实的制图理论和熟练的计算机绘图能力。

二、机械设计与计算机辅助设计（CAD）的教学改革

三维参数化CAD软件是工程师进行机械设计和创新的现代化工具和科学方法。软件的使用可大大缩短机械产品设计周期，提高效率、降低成本，提高设计质量。计算机辅助技术的应用已从二维绘图发展到当今的三维建模、参数化设计、智能设计、快速设计、优化设计，并且已得到广泛应用。在我国机械工业中，三维机械CAD技术的应用日益受到重视，特别是在新产品开发创新设计中显现出明显的优势。为了培养出合格的符合社会需求的机械专业学生，我校开设的机械设计或其它的设计类专业课加入CAD内容，我们选择Pro/Engineer＼UGNX＼Solidworks这些软件与设计类专业课程联合进行教学。在设计类专业课程的教学中引入CAD技术，我们首先教会学生建立每个零件的三维模型，利用模型的立体感直观地检查零件结构，使设计更快捷和正确。然后介绍各种标准件库的使用，要求学生把零件模型装配起来，设计零件之间的装配关系和结构约束，检查零件间的干涉，使设计的产品更完善。接着进行曲面造型和曲面质量的分析，使学生开发的产品的外观更符合审美。最后完成三维立体模型到平面工程图的转换，最终得到符合要求的工程图纸，并可按图纸生产。在教学过程中，大量采用少讲多练的模式，布置多张多种机械的装配图，要求学生自己看图，把机械的每一个零件拆出来，用软件建立每一个零件的实体模型，并按照装配图的结构组装得到装配体；用软件仿真模拟，发现干涉及其它问题并修正。好处在于训练了学生的读图能力，软件的应用能力。完成训练的学生具有相当的机械设计水平。

三、机械专业中CAD的教改初步探索

机械CAD教学应注重理论与实际相结合将计算机辅助绘图与机械制图结合起来进行，把他们的内容相互渗透；把计算机辅助设计与机械设计类的课程，比如：夹具设计、模具设计、减速箱设计等结合起来进行；使学生在掌握扎实的掌握专业知识基础上，并学会一个辅助工具的使用，实现一举两得。在进行CAD课程的教学中，要以学生为主体，注重基础理论的讲解，实际操作能力的培养，在理论与操作的讲述中要结合实际的例子。使学生可以在较短的时间内“即学即用，即查即用”。

机械CAD教学要教会学生思考理论课的讲授要着重讲解绘图思路，在于教会学生如何去思考，怎样去认识图形，又符合机械习惯，画图既快且正确。机械设计类课程与三维CAD软件联合教学，要教会学生建模、设计的方法，特征之间的父子关系及其相互影响，特征的识别，特征的参数设置等。要求学生建立的模型父子关系明确、模型修改方便，参数的设置合理，方便建立与其他有装配关系的零件之间的尺寸、形状的约束关系。

机械CAD教学要由浅入深机械CAD的教学要注重由浅入深的方法。这种方法是将每项任务都以简单的操作步骤和图例方式讲述，学生可以“照葫芦画瓢”做好手中的事情；当学生具备了基本理论和基本操作能力之后，再進行较复杂的训练。因此，采取由浅入深的方法的教学，以简单的三维形体为教学切入点，在三维空间中直接去认识和感知空间几何元素，直观、形象，易于学生接纳。在制起始教学中可画一些立体图供学生观看，并让学生模拟着画一些简单的比较接近正等测的草图。真正行之有效地提高和发展学生的空间想象力和创造力，促进课程教学核心目标的实现，这样学生利用AutoCAD进行计算机三维绘图的热情被调动起来。机械CAD教学要注重实践机械专业中CAD教育要加强实践环节，CAD教学如果让学生只学不练，那只能是纸上谈兵，很难培养学生的实际工作能力。

因此，机械CAD课程的课时安排，应充分考虑上机的实践环节，保证学生有一定的时间去实践所学内容，使课堂上学过的东西得以充分地吸收，从而达到学以致用的目的。另外，在改进教学方式的同时，尽量采用多媒体和电脑形象化教学，多演示，多互动，这样可以更加充分地引导学生思维，激发学生的学习热情，使教学内容更为直观生动。

四、总结

机械CAD是一门实时性和应用性很强的课程，要开展CAD教学工作，首先必须注重课程内容的系统性、完整性和连贯性，加强学生对专业基础理论知识的培养，将CAD与专业其他课程紧密结合起来，才能培养出有扎实专业知识，又有设计动手能力的符合社会需求的人才。

【参考文献】

[1] 张杨林. 机电一体化技术进展及发展趋势[J]. 机械制造， 2005（6）.

[2] 王晓娟. 浅谈计算机CAO与机械制图在教学过程中的结合[J]. 职业， 2012，9（27）：85-86.

[3] 陈桂芬. 计算机绘图与机械制图融入式教学的探讨与实践[J]. 无锡职业技术学院学报， 2011（12）：44-45.

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