机械识图与CAD 绘图课程融合教学模式探索

关晓春

（杭州市萧山区第四中等职业学校，浙江杭州 311217）

机械识图与CAD 制图是两门不同的课程。机械识图主要侧重于学生能够明确机械的结构类型以及工作原理等。目前，机械识图课程开展的教学任务是能够让学生正确的掌握绘图仪器的画图方法，并按照国家规定的各项规章制度，识别各种零器件，培养学生的空间想象能力。由于机械识图是一门重要的基础课程，能够为机械类专业的学生在学习后续课程时作为铺垫，将机械识图和CAD 绘图两门课程相互融合，能够让学生具备CAD 软件识读和绘制机械图的基本技能，继而根据国家机械识图的标准来绘制一般的图形，这也是在未来企业对员工基本技能的一大要求。

1 高校机械识图和CAD 绘图课程教学的现状分析

现阶段，在高等院校机械类专业课程的开设中，机械识图与CAD 制图是两门独立的专业课程。这两门课程能够为后续的课程学习作基础，根据两门课程在学时设定上展开分析。机械识图课程一般设置为96 学时，开设时间为大一下学期阶段；CAD 绘图课时一般为56 学时，开设时间在大二下学期。由于两门课程开设的时间和学时具有很大的区别性，这也导致了课程在后续的学习阶段会产生一系列的问题。比如，在教师授课角度上来分析，授课教师对于学生的专业学习不了解，无法以学生为本而开设和讲授CAD 绘图教学内容。除此之外，由于两门课程在开设时间上跨度较大，学生对于机械识图课程学习到的知识，到后来学习CAD 绘图时就已经被遗忘，这也导致了对于后续的学习造成了一定的难度。基于此种现状，提出一种全新的教学模式，即将机械识图和CAD 绘图课程相互融合，并借助现代化信息化教学模式开展新课堂[1]。

2 机械识图和CAD 绘图课程融合教学的研究价值分析

如今，伴随着科学技术的不断完善，促进了计算机技术的应用和推广。由于计算机能够为人们的生产和生活带来极大的便利，尤其表现在计算机的绘图能力上。比如，CAD 绘图软件拥有强大的二维绘图和三维建模等功能，可以将平面视图转换成立体模式，进而方便工程建设。现阶段，在应用型院校中将更加突出培养学生的动手能力以及思维能力。为了提高学生笔记本的应用效率，可以将机械识图和CAD 绘图相互融合。

2.1 机械识图与CAD 绘图的基础理论依据分析

机械识图是一门机械类学习，在大一下学期开设的一门基础性课程，该课程重点强调理论结合实际为教学目标。在授课知识，授课教师会将机械识图的基本理论以及教学任务和要求予以展示，并重点讲授零件图以及装配图的辨别与分析。这些图形的理论基础便是CAD 绘图学习的理论基础，而CAD绘图和机械识图是相辅相成，授课知识都是遵循国家统一机械类图形的标准。

2.2 机械识图与CAD 制图的人才培养方式分析

机械识图课程在教学任务重点上是，通过教师读写零件图以及装配图的读写以及手工绘制，并要求学生能够完成空间投影分析，培养学生的空间想象能力，提高学生的理论性思维。与此同时，机械识图也要求学生能够根据自身的所学快速地完成图形的绘制，掌握一些复杂元器件图形的认识和分析。而CAD 制图课程和机械识图课程的重点相类似，都是需要突出培养学生的空间想象能力。因此两门课程在人才培养方式上是一致的。

3 机械识图和CAD 绘图课程融合教学模式的意义

众所周知，机械类专业课程都是通过幻灯片以及教师板书的形式予以展现，继而借助一些实体的模型来帮助学生充分理解复杂的空间图形。比如，立体的截面相交或贯通等。但是，实体的模型毕竟是有限，导致在教学课程工作上面临单一性的问题。同时也不利于学生对其他复杂图形的空间理解，便造成了学习课程的难度。基于此，可以采用CAD 绘图软件能够帮助学生理解复杂的图形，同时也能够使学生可以自己动手绘制图形，以提高学生学习积极性以及动手能力。

3.1 可以帮助学生巩固基础，提高学习兴趣

采用机械识图和CAD 绘图的融合式教学模式，能够为学生奠定复杂图形的学习基础，进而巩固了之前所学的理论知识。由于机械识图的学习可以为CAD 绘图提供充分的理论基础，这也为学生的学习兴趣埋下了伏笔。在这一点上，可以根据CAD 绘图课程和机械识图课程两门课程具有统一的培养目标和国家机械图形的统一标准。总之，机械识图和CAD 绘图相辅相成，继而为学生绘制二维或三维图形奠定基础。除此之外，CAD 绘图软件具有强大的绘图功能，可以帮助学生理解更为复杂的三维立体模型，使学生具备较强的空间想象能力，并使学生在图形理解上更加的形象化、具体化，进一步突出现代化高等院校教学改革[2]。

3.2 提高教学课堂的趣味性，改善教学效果

根据现阶段机械识图课程在教学方面的难点来看，特别是面对一些较难理解的空间型复杂图形以及枯燥的理论知识。比如，在学习平面与曲面立体的截交线、立体的相贯线等。目前，可以将机械识图和CAD 绘图相互融合，继而开展一套完整的融合化教学体系。通过该体系，可以借助先进的CAD 软件绘制三维实体模型，让学生在课堂上对于一些较难理解的理论知识进行深层次的制作理解，继而掌握一些截交线、相贯线等复杂的知识点。同时采用CAD软件与机械识图相结合，能够使课程教学的方式更加立体化，从而提高课堂的趣味性，以改善现阶段的教学效果。

3.3 提升学生实践操作能力，掌握全新的技术

在现今机械识图中，CAD 的应用成为考量学生专业基础知识掌握的重要指标。而机械识图本身对学生要求具有较高的实践动手能力，期望学生通过识图在绘制图中具有熟练性，且精确绘制。因此，如果继续延续以往的识图和绘制图方式，对于构建学生的三维立体思维以及提升绘制图的精确性等方面都是非常不足的。而通过将机械识图与CAD 课程实现充分的融合使用，能够在借助计算机技术平台下，使用CAD 软件将机械识图和绘制图过程动态化、形象化的展示出来，方便学生直观核查和了解，对于提升绘制图和机械识图实践操作能力起着非常重要作用。

4 机械识图和CAD 绘图课程融合教学的策略

通过上述对机械识图和CAD 绘图课程的具体分析来看，对于两门课程的融合式教学开展具有重要的研究价值。对此，可以通过一系列的教学设计，将两门课程合二为一，继而发挥两门课程各自的特色，实现现代化教学改革，最终实现人才培养计划。

4.1 严格按照整合教学目标落实

实际促使机械识图和CAD 绘图课程实现融合教学中，按照两者整合教学目标落实。这就需要教师分别根据机械识图和CAD 绘图课程教学大纲和教学计划对两者整合教学目标实现具体的分析。在目标形成上要具有量化可操作的引导作用。具体而言，两者整合的教学目标重点在于提升学生的读图和绘图能力，尤其是对于机械制图的绘制和识别判断。CAD 绘图课程在机械识图教学中的融合使用，需要学生通过能够熟练应用一系列的绘图命令，对过去传统的机械制图知识摒弃。CAD 技术应用的重要目的在于提升机械绘制图的便利性，因此教学过程中能够严格根据机械绘制图课程各个单元计划对教学目标实现有效的整合。在整合后的目标要能够充分体现CAD 的应用原理，同时掌握关于机械识图的相关工具。在教学目标的制定层面上，不可急功近利，要通过一个个较小目标的设定促使最终机械识图和CAD 绘图课程和教学效率有效实现。

4.2 依据翻转课堂线上线下教学的融合设计

通过采用融合式教学模式，可以对线下教学和线上教学进行深层次的创新和改革，进而将教师和学生的定位予以明确，对后续的学习奠定基础，可以依据翻转课堂线上线下教学的融合方式。一是通过课程管理信息系统的使用。由于现阶段根据国家教育局改革的规定，在高等院校对于理论性基础课程做出大量的学时删减。虽然理论性基础课程较为繁琐，但是理论性基础课程也是为后续的实践课程奠定基础。对此，清华大学的教授曾明确指出，可以运用翻转课堂线上线下相互结合的教学模式，对于一些简单的理论基础课程可以让学生自学。对此，教师可以利用网络平台对信息教学资源和视频进行管理，可以录制慕课或爱课堂等相关视频，可以让学生在线上对于一些基础性课程进行学习，为后续的学习起到铺垫的作用。二是需要合理的选择教学内容。比如，在融合教学课程讲授过程中，教师可以先教授国家制图标准相关的内容，包括机械识图的一系列内容。如基本的图纸尺寸、标注等。在机械理论课堂的教授过程中，授课教师可以结合CAD 制图软件进行相应的展示，实现图文并茂的形式，能够进一步为后续学习CAD 软件工程制图提供基础[3]。

4.3 依据情境化以及一体式的教学融合设计

采用融合式教学方式，将机械识图和CAD 绘图相互融合，能够为学生创设良好的机械类基础课学习环境，并借助情境化教学设定以及一体化教学方式为学生在后续的工程实践提供技术支撑[4]。由于机械类学生都需要进行金工实习阶段，所以，机械识图和CAD 绘图相互融合，能够培养学生的识图能力，进而将在识图中的一些问题，提供行之有效的解决方案。比如，对于三维类零件的识图部分，通过情境是融合教学，可以让学生了解各类零部件的表达方式和工艺要求，使学生从毕业到就业零距离。另外，也可以让学生通过自己的学习能力看懂一些复杂的图纸，进而借助CAD 软件绘图绘制出相应的产品。采用一体化融合式教学方式，将理论结合实践作为现代化教学改革。比如，在装有CAD 软件的机房中，教师通过远程界面控制，可以实现学生计算机端口的远程控制，实现了学生从学习到制图一系列流程的认知。

4.4 依据体验式教学融合设计

目前，企业用人单位对于机械类专业的学生，来说，机械识图和CAD 制图是基础的要求。所以在高等院校课堂教授环节中，需要让学生根据国际标准完成各种零部件的识别以及绘制，能够通过自身的能力分析图纸。比如，可以根据减速器作为研究案例，让学生首先根据减速器的形状以及构成方式，通过手绘的方式进行绘制，之后再利用CAD 软件绘制出减速器三维装配图和平面图。通过采用体验式融合化教学方式可以为学生构建立体性思维，继而培养学生的空间想象能力，赋予学生更多的锻炼机会，从而提高了学生自己思考能力。比如，根据教室演示的三维装配体的装配以及卸载的顺序，通过学生进行观察动态图形，可以理解装配过程的工作原理，在立体的角度上理解各部件之间的关系，完成三维图形和二维视图的转换。

4.5 构建科学的评价机制

在现今教学中，基于机械识图与CAD 课程教学存在脱离的现状，为了充分促使两者能够实现有效融合。在实际全面落实中，需要构建科学的评价机制。实际评价机制的建设需要从学生课堂评价、实践操作评价、阶段测试评价以及学期结课评价等方面落实[5-6]。通过全方位的评价体系切实能够围绕学生为中心就机械识图和CAD 课程教学融合落实效果评估，根据评估意见，反馈到实际融合中，针对性改进，提升机械识图与CAD 课程教学融合效果。科学的评价机制构建需要保证主体参与的自由性，且评价机制切实与后期课程融合改进发挥借鉴作用，学校管理部门实现对评价机制落实的监督和管理，避免出现形式化的现象。

5 结语

综上所述，将机械识图和CAD 制图两门不同的专业课进行融合化教学创新，能够加深学生对图形的理解程度，以实现理论知识和空间图形相互结合，极大程度地提高了学生的空间想象能力。同时，也锻炼了学生的空间思维能力，提高了学生实践操作能力，促使专业化技能全面提升，进一步为我国机械类人才培养奠定了基础。而在两者深入融合中，需要严格融合目标的引导作用、同时注重构建科学的评价机制、采用体验式教学方式和情境式一体化教学方式以及将翻转课堂教学模式融合使用等方面落实，在以上各个方面协调下，全面提升机械识图和CAD制图的融合应用效果，为提升实际专业教学水平发挥一定促进作用。