AutoCAD与机械制图的融合
苏 晋
摘要：对机械制图与AutoCAD教材关系的处理、教学内容的整合和课堂实践的设计三个方面进行归纳，提出以机械制图为主，以AutoCAD为辅，将AutoCAD与机械制图融合教学的方法。
关键词：AutoCAD；机械制图；融合式教学
随着计算机科学的迅速发展，以计算机绘图为基础的AutoCAD技术已经广泛应用于机械工程领域。中等职业教育以培养应用型人才为主，面对新的形势，在制图课程教学的各个环节，融合计算机辅助绘图的新内容，培养学生使用计算机绘图的能力，使学生既具备传统的绘图基本功，又能掌握现代化的计算机绘图方法。下面从教材的处理、内容的整合和实践的设计三个方面介绍一下我们的做法。
一、根据适用处理教材关系
目前《机械制图》教材中与AutoCAD相关的知识极为欠缺，即使有的教材上有，也只是在机械制图基础之上增加一些AutoCAD命令，并没有很好的融合起来。而各种AutoCAD教材又多从计算机专业知识的角度进行编写，不少命令在机械制图中都没有必要用到。所以我们有必要把AutoCAD与机械制图课程紧密相结合，以机械制图理论为主，AutoCAD的教学为辅，仅把AutoCAD当作一个制图工具看待，把计算机绘图穿插在机械制图的各部分中，将原来用在图板上的时间大部分用于上机操作。这样，便可在不过多地增加学时的情况下，既保持机械制图知识的完整性，又能拿出较多的学时去掌握更为实用的计算机绘图的技能。
二、根据需要整合教学内容
在教学中我们提倡精讲多练，多给学生留下自学时间。学习制图课应以培养学生提高阅读及绘制零件图、装配图的能力为主，对于一些理论性较强或不很重要的内容，可根据专业特点作相应取舍。
1制图基本知识与技能
该部分内容是学习制图课的启蒙阶段，是作图的最基本方法，通过学习这部分内容可为今后奠定下掌握基本技能基础和尺寸标注基础。所以，首先要给学生讲清国家标准的一些有关规定，并要求学生严格按此规定应用AutoCAD进行基本操作，目的是使学生养成严肃认真的态度和良好的制图习惯；其次，要整合基本绘图命令和编辑命令，如：介绍图层的有关概念，使学生知道制图标准中的图线形式及应用；综合介绍画点、线、圆等二维绘图命令和偏移复制、修剪延伸等二维图形编辑命令及对象捕捉、自动追踪等辅助绘图命令，使学生快速掌握绘制平面图形的方法；针对绘图要符合国家标准的特点，严格结合国家标准介绍尺寸样式和文字样式的设置。而对于一些绘图基本功，如：图线和箭头的绘制，字体的书写等方面的要求可适当降低，只讲清要领，让学生做适当的练习即可；对于多线等机械制图中不大用到的绘图命令就可以略讲或不讲。这样，学生可省出时间放在对基本知识的掌握上。
2投影作图
我们的教学内容以投影理论为重点，注重培养学生的空间分析能力和空间思维能力，所以应删除制图课程中陈旧落后和不适宜的内容，增加相关的计算机绘图知识。
(1)正投影法和三视图及投影规律应该特别强调，并要求学生牢牢掌握，因为无论是尺规作图还是计算机绘图，这部分内容无疑都是一个重点。在传统的制图教学中，先讲三维视图，后讲三维画法，强调视图的画与读，而不强调立体的表达，这显然违背了认知规律。通过介绍AutoCAD坐标系、三维绘图基础、三维动态观察器的旋转功能、对实体进行着色与渲染处理等方法，可让学生掌握直观形象地展现抽象空洞的图形的方法；通过介绍多视口的创建方法，可以让学生容易地观察模型和三视图的投影关系，轻松掌握投影规律；通过介绍正交、镜像复制、阵列、倒角、倒圆、图案填充等命令，可以让学生快速绘制出三视图。而点、线、面的投影知识，因适用性不大，可不做详细的讲解，只要对各种投影面的概念做适当的介绍即可。
(2)截交线、相贯线分别是平面和几何体相交、几何体与几何体相交而形成的表面交线，只要几何体的大小、形状一定，相交位置一定，那么交线的形状就是一定的，与作图是否正确无关。通过实体造型的训练，可以加强形体的概念。学习计算机的仿真技术来模拟立体的形成过程，让学生自己上机构造不同的立体，去分析、体会立体表面交线的形状及交线的变化趋势，然后再利用相关的拟合曲线等命令画出二维的平面图形。所以，这部分内容可根据专业性特点作适当删减，仅介绍平面与圆柱体相交、两圆柱体相交即可。
(3)组合体是投影作图部分的落脚点，有些组合体的形状与零件十分相似，学好组合体的投影，可为学习机件的表达方法和零件图打下良好的基础，起到承上启下的作用，必须严格要求。在学习组合体的过程中，三维立体既能帮助学生理解各种组合体的形成过程，又能帮助学生理解形体分析法与线面分析法读图与画图的基本概念，增强了学生的形体分析问题与解决问题的能力。所以，先通过对实体造型的学习，再进行补视图和补漏线的训练，就可取到事半功倍的效果。
3机件的表达
机件的表达方法、零件图、装配图仍然是重点内容，甚至应该加强对学生的要求。在大力提倡普及计算机绘图课程的同时，不能忽视了服务于生产实际的能力培养。
(1)零件图由一组视图、必要的尺寸、技术要求和标题栏组成。其中三视图的画法尺寸的标注及标题栏、技术要求中文字的填写在前面都已教学过。画零件图与画一般三视图的不同之处在于有技术要求的标注。技术要求包括：表面粗糙度、尺寸公差和形位公差等，这些就是零件图这部分所要教学的内容。其中标注尺寸公差与形位公差AutoCAD有专门的命令，标注表面粗糙度虽无专门命令，但可以运用图块的制作来完成。
(2)装配图的内容包括零件图中所学的内容、零件的序号、明细表和标题栏。绘制装配图并不需要进一步的AutoCAD知识，只是由于装配图一般比较复杂，因此常要用到一些复杂图形的作图技巧，这些已在前面教学过。针对机械制图装配图的实际情况，装配图的教学主要是进行作图实践，应该以一两个机械制图中常见的又较简单并有代表性的装配图形作为练习对象，如：螺栓联接图和轴系结构图等。
三、根据理论设计实践训练
实践内容的选择按照由简入繁的原则，与每一时段的理论知识紧密结合，要求学生在每次实践课上自主地运用所学命令绘制一幅完整的机械图样，必须要符合国家标准的各项规定。
每次设计的图样，保证大部分学生在实践课内能够完成。例如，第一次可练习绘制一幅A3样板图，然后从几何作图、基本几何体的投影、三视图逐渐过渡到各类典型零件图。这样使学生的每一次练习都体会到绘图的完整性，有利于他们形成规范绘图的习惯。
在每次的实践训练课上，要专门拿出一部分时间做实践总结，包括两个部分的内容：第一，集中解决实践课上较普遍出现的问题，演示正确的操作方法，帮助学生分析出现问题的原因；第二，让学生用多种方法绘制同一幅图，然后比较出更高效的绘图方法。由于绘制的内容学生亲自做过，在课堂上加以讲解会使他们对所学的知识融会贯通，从而深入掌握命令操作的要领。在每次实践课里，严格要求学生在规定的时间内完成图形的绘制并进行评定。这样可以督促学生建立高效出图的概念，养成良好的职业行为习惯。
近年来，我们利用软件让计算机绘图贯穿制图的整个教学过程中，从而使《计算机绘图》与《机械制图》融合成为一门课程，使计算机知识渗透到机械制图中去。采用这样的教学方法进行教学，成效显著，同学们通过不到40学时的理论学习和上机操作就能掌握用计算机绘制机械零件图和装配图的基本技能，完全适应了制图作业全部由计算机出图的要求。
摘要：对机械制图与AutoCAD教材关系的处理、教学内容的整合和课堂实践的设计三个方面进行归纳，提出以机械制图为主，以AutoCAD为辅，将AutoCAD与机械制图融合教学的方法。
关键词：AutoCAD；机械制图；融合式教学
随着计算机科学的迅速发展，以计算机绘图为基础的AutoCAD技术已经广泛应用于机械工程领域。中等职业教育以培养应用型人才为主，面对新的形势，在制图课程教学的各个环节，融合计算机辅助绘图的新内容，培养学生使用计算机绘图的能力，使学生既具备传统的绘图基本功，又能掌握现代化的计算机绘图方法。下面从教材的处理、内容的整合和实践的设计三个方面介绍一下我们的做法。
一、根据适用处理教材关系
目前《机械制图》教材中与AutoCAD相关的知识极为欠缺，即使有的教材上有，也只是在机械制图基础之上增加一些AutoCAD命令，并没有很好的融合起来。而各种AutoCAD教材又多从计算机专业知识的角度进行编写，不少命令在机械制图中都没有必要用到。所以我们有必要把AutoCAD与机械制图课程紧密相结合，以机械制图理论为主，AutoCAD的教学为辅，仅把AutoCAD当作一个制图工具看待，把计算机绘图穿插在机械制图的各部分中，将原来用在图板上的时间大部分用于上机操作。这样，便可在不过多地增加学时的情况下，既保持机械制图知识的完整性，又能拿出较多的学时去掌握更为实用的计算机绘图的技能。
二、根据需要整合教学内容
在教学中我们提倡精讲多练，多给学生留下自学时间。学习制图课应以培养学生提高阅读及绘制零件图、装配图的能力为主，对于一些理论性较强或不很重要的内容，可根据专业特点作相应取舍。
1制图基本知识与技能
该部分内容是学习制图课的启蒙阶段，是作图的最基本方法，通过学习这部分内容可为今后奠定下掌握基本技能基础和尺寸标注基础。所以，首先要给学生讲清国家标准的一些有关规定，并要求学生严格按此规定应用AutoCAD进行基本操作，目的是使学生养成严肃认真的态度和良好的制图习惯；其次，要整合基本绘图命令和编辑命令，如：介绍图层的有关概念，使学生知道制图标准中的图线形式及应用；综合介绍画点、线、圆等二维绘图命令和偏移复制、修剪延伸等二维图形编辑命令及对象捕捉、自动追踪等辅助绘图命令，使学生快速掌握绘制平面图形的方法；针对绘图要符合国家标准的特点，严格结合国家标准介绍尺寸样式和文字样式的设置。而对于一些绘图基本功，如：图线和箭头的绘制，字体的书写等方面的要求可适当降低，只讲清要领，让学生做适当的练习即可；对于多线等机械制图中不大用到的绘图命令就可以略讲或不讲。这样，学生可省出时间放在对基本知识的掌握上。
2投影作图
我们的教学内容以投影理论为重点，注重培养学生的空间分析能力和空间思维能力，所以应删除制图课程中陈旧落后和不适宜的内容，增加相关的计算机绘图知识。
(1)正投影法和三视图及投影规律应该特别强调，并要求学生牢牢掌握，因为无论是尺规作图还是计算机绘图，这部分内容无疑都是一个重点。在传统的制图教学中，先讲三维视图，后讲三维画法，强调视图的画与读，而不强调立体的表达，这显然违背了认知规律。通过介绍AutoCAD坐标系、三维绘图基础、三维动态观察器的旋转功能、对实体进行着色与渲染处理等方法，可让学生掌握直观形象地展现抽象空洞的图形的方法；通过介绍多视口的创建方法，可以让学生容易地观察模型和三视图的投影关系，轻松掌握投影规律；通过介绍正交、镜像复制、阵列、倒角、倒圆、图案填充等命令，可以让学生快速绘制出三视图。而点、线、面的投影知识，因适用性不大，可不做详细的讲解，只要对各种投影面的概念做适当的介绍即可。
(2)截交线、相贯线分别是平面和几何体相交、几何体与几何体相交而形成的表面交线，只要几何体的大小、形状一定，相交位置一定，那么交线的形状就是一定的，与作图是否正确无关。通过实体造型的训练，可以加强形体的概念。学习计算机的仿真技术来模拟立体的形成过程，让学生自己上机构造不同的立体，去分析、体会立体表面交线的形状及交线的变化趋势，然后再利用相关的拟合曲线等命令画出二维的平面图形。所以，这部分内容可根据专业性特点作适当删减，仅介绍平面与圆柱体相交、两圆柱体相交即可。
(3)组合体是投影作图部分的落脚点，有些组合体的形状与零件十分相似，学好组合体的投影，可为学习机件的表达方法和零件图打下良好的基础，起到承上启下的作用，必须严格要求。在学习组合体的过程中，三维立体既能帮助学生理解各种组合体的形成过程，又能帮助学生理解形体分析法与线面分析法读图与画图的基本概念，增强了学生的形体分析问题与解决问题的能力。所以，先通过对实体造型的学习，再进行补视图和补漏线的训练，就可取到事半功倍的效果。
3机件的表达
机件的表达方法、零件图、装配图仍然是重点内容，甚至应该加强对学生的要求。在大力提倡普及计算机绘图课程的同时，不能忽视了服务于生产实际的能力培养。
(1)零件图由一组视图、必要的尺寸、技术要求和标题栏组成。其中三视图的画法尺寸的标注及标题栏、技术要求中文字的填写在前面都已教学过。画零件图与画一般三视图的不同之处在于有技术要求的标注。技术要求包括：表面粗糙度、尺寸公差和形位公差等，这些就是零件图这部分所要教学的内容。其中标注尺寸公差与形位公差AutoCAD有专门的命令，标注表面粗糙度虽无专门命令，但可以运用图块的制作来完成。
(2)装配图的内容包括零件图中所学的内容、零件的序号、明细表和标题栏。绘制装配图并不需要进一步的AutoCAD知识，只是由于装配图一般比较复杂，因此常要用到一些复杂图形的作图技巧，这些已在前面教学过。针对机械制图装配图的实际情况，装配图的教学主要是进行作图实践，应该以一两个机械制图中常见的又较简单并有代表性的装配图形作为练习对象，如：螺栓联接图和轴系结构图等。
三、根据理论设计实践训练
实践内容的选择按照由简入繁的原则，与每一时段的理论知识紧密结合，要求学生在每次实践课上自主地运用所学命令绘制一幅完整的机械图样，必须要符合国家标准的各项规定。
每次设计的图样，保证大部分学生在实践课内能够完成。例如，第一次可练习绘制一幅A3样板图，然后从几何作图、基本几何体的投影、三视图逐渐过渡到各类典型零件图。这样使学生的每一次练习都体会到绘图的完整性，有利于他们形成规范绘图的习惯。
在每次的实践训练课上，要专门拿出一部分时间做实践总结，包括两个部分的内容：第一，集中解决实践课上较普遍出现的问题，演示正确的操作方法，帮助学生分析出现问题的原因；第二，让学生用多种方法绘制同一幅图，然后比较出更高效的绘图方法。由于绘制的内容学生亲自做过，在课堂上加以讲解会使他们对所学的知识融会贯通，从而深入掌握命令操作的要领。在每次实践课里，严格要求学生在规定的时间内完成图形的绘制并进行评定。这样可以督促学生建立高效出图的概念，养成良好的职业行为习惯。
近年来，我们利用软件让计算机绘图贯穿制图的整个教学过程中，从而使《计算机绘图》与《机械制图》融合成为一门课程，使计算机知识渗透到机械制图中去。采用这样的教学方法进行教学，成效显著，同学们通过不到40学时的理论学习和上机操作就能掌握用计算机绘制机械零件图和装配图的基本技能，完全适应了制图作业全部由计算机出图的要求。
