AutoCAD 在《机械制图》教学中的应用
[摘要]:本文就机械制图教学中普遍存在的重点与难点问题提出新的教学方案，即引入AutoCAD 进行制图教学。用它来解决画法几何中点、线、面的投影特性；组合体视图的读图；剖视图的形成及画法；三视图中的尺寸标注及装配图的读图和识图的问题。
. [关键词]: AutoCAD；机械制图教学；应用
《机械制图》课是一门实践性较强的专业基础课，要求学生有较强的空间想像能力。而当前高职在校学生的空间想像能力较弱，因此，在制图教学中必须使用大量的实物模型来进行辅助教学，从而提高学生的空间想像能力。但实际上由于受到条件的限制，我们只能准备到所选用的制图书中极少部分的零件模型，而且在教学演示中后面的学生根本看不清。为此，我使用了AutoCAD 软件在电脑中进行建模，用这种建模方法既简单方便又能根据教学的不同需求随时对所做模型加以更新。在教学中结合多媒体的教学手段加以运用，效果很好。下面结合教学实践谈谈我在《机械制图》教学中应用AutoCAD 进行教学的体会。
一、在画法几何中的应用
画法几何中的点、线、面的投影比较枯燥和抽象，学生们不宜理解和运用所学理论知识。学生在学习投影面的各种平行线（面）、垂直线（面）、及一般位置线（面）的投影特性的过程中普遍感到比较困惑，更不用谈如何应用这些知识进行对形体的线面分析了。这主要是由于图中的点、线、面不象实体一样在生活中能摸得着、看得到具有很强的直观性。在AutoCAD 中用坐标方式输入点来绘制空间的点线面，利用“视图”中的“视口”，创建四个视口，分别设为主视，俯视，左视，西南轴测。即可直观地看到空间的点线面及其三面投影。还可采用“绘图”中的“实体”来创建三维模型。在三维模型里利用“修改”中的“实体编辑”中的“着色线”，“着色面”来选取三维模型中相应的线，面便可分析不同位置的线面投影特性。这样就可将抽象的点线面知识融入到直观的三维实体中，把所学知识连贯起来，同时又对学习物体的投影起到促进作用。
二、在读组合体视图中的应用
读组合体视图这部分内容是制图教学的重点和难点，题型多为补出第三视图和补缺线。在讲这部分内容时，常常采用形体分析法和线面分析法，一边分析一边对照实物模型或挂图进行讲解，这时学生必须充分掌握线面的投影特性和基本几何体的投影特征，并且要求学生积极思考，充分想像，在头脑中形成空间点、线、面，才能综合起来想清楚组合体的整体形状和各部分相互的连接关系。而高职学生大部分做不到这一点，如果没有实物形体的对照，学生就很难画出正确的平面三视图。因此在以往的教学中常常用切萝卜、捏橡皮泥的方法来制作实物形体，帮助学生提高空间想像能力。但这种制作方法只对一些简单形体有效果，而对于复杂形体的制作就有一定的难度，有的形体根本制作不出来。而借助AutoCAD 进行建模，不管形体有多复杂，数量有多少，都能方便、迅速地进行制作。对于制作后的这些形体，能表达组合体的组合形式，各个面、线的实际形状以及各部分的连接关系；利用还能对局部或整体进行自由缩放，从而使学生看清重点部分或细小结构的形状；还可以通过自由旋转实体，看清楚形体在前后、左右、上下六个方位上表面的连接关系，再使用“三维视图”确定看图方向，逐一分析视图情况，然后画出三视图。对于基础较差的同学，我制作了一系列由简到繁、由浅入深的零件模型，让他们自己分析各个视图的形状特征，逐步增加他们对视图中线和框的感性认识，通过几次反复运作后，逐步对空间的线面和三视图中的线、框之间的对应关系加深认识，这样就在学生的头脑里架起二维视图和实物模型之间的一座桥梁，我通过AutoCAD 的三维建模，帮助学生实现了从二维到三维的转换，充分发挥了学生的空间想像能力，学生就能应用线面分析法和形体分析法独立分析视图、读懂视图了。因此，学生普遍觉得制图课比以前生动了许多，容易了许多，学习兴趣也大大提高了。
三、在剖视图中的应用
剖视图是表达机件的另一种方法，用剖视图表达的形体常常有较多孔、槽等，因而图形中虚线较多、形体也更加复杂。在讲解剖视图时，由于图形中线条的交叉重叠，使学生更难想像出实体形状。而剖视图的形成是假想用剖切面剖开机件的，因此学生很难理解“假想”；弄不清剖视图的形成过程、剖切平面的剖切位置，不知道哪些实体被剖切平面剖切，哪些地方要画剖面线。为此，我们用AutoCAD 通过建立各种零件模型后，用“绘图”中的“剖切”的功能，剖出零件，我们可以通过用不同的位置剖切平面对形体进行剖切，分析出剖切位置对剖视图画法的影响，从而加深对剖视图画法的认识：即必须让剖切平面通过更多的孔和槽，再借助于“三维视图”，多方位、多角度地观察剖切视图，这样就很容易分析出剖切以后的实际形状了。另外还可以制成零件模型，生成工程图，然后用“绘图”中的“设置”功能，选择好剖切位置后，立刻生成剖视图或断面图。使用这样的功能，对教师讲课和学生学习有很大的帮助，不用费很多课时就能很好地完成教学任务，达到事半功倍的效果。
四、在三视图中尺寸标注的应用
尺寸标注对在校的高职生来说又是一个难点，难在对尺寸标注基本原则的理解和应用上。教学中经常发现平面图形的尺寸标注学生容易理解，而三视图的尺寸标注学生就不易理解了。往往是看到两个点，或一条线就直接标注尺寸，错误较多，不能充分理解“同一尺寸只标注一次”，和“交线处不标注尺寸”的基本原则。教学中根据所给三视图，运用AutoCAD 中的三维建模功能创建相应的三维实体，在实体中用“标注”中的选项进行尺寸标注，用“视图”中的“视口”，创建四个视口，分别设为主视、俯视、左视、西南轴测。即可在四个视口中同时看到所标注的尺寸这对学生理解和应用“同一尺寸只标注一次”很有好处。另外在三维实体中还可帮助学生分析交线在哪，其是怎样产生的，以及与哪些几何对象有关系。标尺寸时只能标出确定其交线相关位置的尺寸。利用“视口”还可看到交线的三面投影，理解“交线处不标注尺寸”很有启发作用。这样以来学生不仅对三维实体有形状还有了大小的概念。
五、在装配图中的应用
对装配体的教学，教师普遍感到比较困难，因为高职生的实习比较单一，缺乏实际经验，对装配体的结构、工作原理、零件间的装配、连接关系及主要零件的结构形状都缺少感性认识，只能是教师怎么讲，他们就怎么记，不能独立分析。在教学中仅靠几个教具模型，是远远不能满足教学需要的。因此，我就充分利用*﹥18=*S 中的块这一功能，把多个三维实体零件装配在一起形成装配体，并对装配体进行模拟装配。学生一方面能通过零件模型看到每一个装配体的真实形状，另一方面，通过装配体能看明白各零件之间的连接关系、动力传动路径，从而分析出各个零件在装配体中的作用等。通过我们在多媒体教室的演示教学，增加了学生的感性认识和对空间物体的认识能力，学生普遍感到学读装配图不再是那种死记硬背、纸上谈兵式的学习，学习积极性也大大提高了。对于老师还没有讲的题目，他们也能试着自己分析了，读图和识图能力有了明显的提高。
通过使用AutoCAD 应用于《机械制图》教学中，学生找到了二维平面和三维立体之间相对应的关系，在培养空间想像能力上起了关键性的作用，学生的学习兴趣和学习热情都有了很大的提高。
[参考文献]
[1] David S.Gohn 著 陈豫生 翻译 AutoCAD2002 完全手册 北京：电子工业出版社 2003
[2] 唐克中等主编 画法几何及工程制图 第三版 北京：高等教育出版社2002
