机械类专业AutoCAD课程教学改革探索.doc

机械类专业AutoCAD课程教学改革探索魏茂春，黄榕熙，陈家欣，颜光欣（厦门海洋职业技术学院机电工程系，厦门361012）摘要：介绍机械类专业AutoCAD课程教学改革措施。教学内容改革探讨：协调与后继三维设计软件课程的联系，删减三维设计内容；增强二次开发内容；加强AutoCAD软件在后继课程中的综合应用。教学方式改革探讨：以AutoCAD软件的单个命令为教学单位；单个命令配套相应的例题；采用实例教学法、视频教程、网络答疑辅助教学；统一考核标准，提高考核难度等。通过以上改革措施，提高AutoCAD课程教学水平。关键词：教学改革，辅助教学，考核标准中图分类号 G712 文献标识码：A0 引言 AutoCAD软件在中国经过二十多年的推广应用，对国内机械行业CAD发展起了巨大的引导和推动作用。最近几年来，随着UG、PRO/E、CATIA、SolidWorks、CAXA等专业三维软件的兴起，其强大的三维造型设计功能，通过尺寸驱动设计图形，以及曲面设计、装配、运动仿真等先进功能，逐渐取代了传统的AutoCAD三维设计应用领域。但AutoCAD软件在平面绘图领域的开发应用，已有二十多年的经验积累，其强大的平面绘图、编辑等功能目前还是专业三维软件无法比拟的，而且在二次开发方面积累了大量的资源。此外，随着机械类专业课程改革的推进，AutoCAD的课程学时不断地被压缩，要求提高教学效率。针对这些现状，如何调整机械类专业AutoCAD课程的教学内容和教学模式，使之跟上形势的发展。本文笔者通过长期的机械设计和教学实践，提出一些教学内容和教学模式改革措施。1 教学内容改革措施目前机械类专业一般都开设AutoCAD和三维设计软件课程，如UG、PRO/E、CAXA、SOLIDWORK等，协调AUTOCAD课程与后继的三维设计软件课程的关系，将使教学内容精减，优势互补，节省教学课时。1.1 删减AutoCAD三维设计内容将三维设计部分教学内容删减甚至完全删除，因为相对于专业的三维设计软件，AutoCAD软件的优势是平面绘图和二次开发，三维功能已没有优势可言。另外用AutoCAD绘制轴测图，绘图繁琐，尺寸标注麻烦，而且轴测图不能进行布尔运算、渲染、着色、旋转、生成投影视图等功能，实际应用意义不大，因此可删除轴测图教学内容。将主要课时用于讲解平面绘图和二次开发。1.2 增强二次开发内容国内绝大部分大中专院校，甚至本科院校对AutoCAD二次开发内容都讲解甚少，但有些AutoCAD二次开发内容并不复杂，但在工程设计实践中非常实用，例如：(1)定制符合中国国标、功能齐全的工程设计样板图，会减少许多不必要的重复操作，提高绘图效率。如在样板图中设置常用的图层、尺寸标注样式、文字样式；创建粗糙度、锥度符号、斜度符号、标题栏、明细表、图框等图块；设置常用的多线样式、点样式、多重引线样式、表格样式、打印样式等。(2)创建机械标准件图形库。机械设计中常用螺钉、弹簧、轴承、销、键等标准件，可将已绘制好的标准件做成普通图块或动态图块，组成图形库，以后设计需要时，采用从图形库中调用图块的方式，会极大地提高设计绘图效率。另外可创建工具选项板或幻灯片调用图形库，会使界面更直观。目前国内已有很多免费的图形库可供选用。1(3)自定义命令缩写形式。实践绘图中，通过键盘输入命令缩写代码，比用鼠标寻找下拉菜单或点击工具栏图标的速度要快得多。2(4)自定义工具栏和下拉菜单。把自己常用的命令集中在自定义工具栏和下拉菜单中，简化绘图界面，使用起来比较方便、快捷，容易查找。(5)线型与填充图案的开发。可开发特殊的线型和填充图案，以满足各行业的需要。3(6)形与字体的定制与开发。(7)AutoLISP语言程序设计。目前国内已有许多设计常用非标零部件的程序模块供选用，如设计齿轮、蜗轮、蜗杆、弹簧、螺栓、轴承、四连杆机构等。1.3 加强AutoCAD软件在后继课程中的综合应用，有助于提高软件的应用水平。AutoCAD课程一般在第一学年学完，如果能在后继的课程中不断地得到综合应用，经过几个学期的训练，软件的应用水平会得到很大的提高4、5、6。例如：(1) 机械零件课程设计。用电脑设计代替传统的手工设计绘图。(2) 电工、电子学课程。开发电工、电子元件符号图形库，并应用于电路图绘制。（3）液压气动课程。开发液压气动元件符号图形库，应用于液压气动系统原理图设计7、8；创建各种常用的泵、阀、缸、辅助元件等液压气动元件三维立体图形库，应用于液压气动工作站设计。（4）毕业设计中的绘图工作。1.4 AutoCAD软件应选择较新的版本目前软件最新的版本是2010版，许多学校目前还在用2004版，甚至2002版。AutoCAD软件每升级一次，都会对不完善的功能进行修改和补充，并增加了新的功能。如2007年以后的推出的版本，对图案填充、文字标注进行了较好的完善，并新增加了多重引线样式、动态图块、图纸集、三维建模中的扫掠、放样、螺旋、按住并拉伸等命令，增强了三维建模的功能。再如从2009版本开始，界面做了较大的变动，如果学生不熟悉新版本的界面，将来到实践工作时，要经过一段时间才能适应。以上改革措施，对师资要求有较大的提高。如讲授AutoCAD课程的教师应熟悉二次开发功能、工程制图、三维设计软件、高级程序设计语言等内容；讲授机械零件设计、电工学、电子学、液压与气动技术等课程的教师应掌握AutoCAD软件。2 教学方式改革措施为了应对短学时的要求，提高教学效率，让学生能在短时间内通过自学掌握AutoCAD软件的主要功能并能熟练应用于工程实践。作了如下教学改革尝试：2.1 工学结合，“教、学、做”三位一体。教学采用计算机机房现场教、学、练相结合的方式，尽量做到学生与教师互动，每节课留出60%以上的训练时间，在学生实际操作的过程中加以指导。要求学生在上机实验的过程中反复训练，以达到较熟练地运用AutoCAD软件。2.2 以AutoCAD软件的单个命令为教学单位，安排顺序自成体系。安排的顺序以在工程实践中的应用经验为参考，由浅入深，系统而全面，自成体系，不受传统的教材约束。能够让学生快速入门绘图，避开初学者应面对繁琐的软件环境设置，难度循序渐进，能在短时间内掌握软件的主要功能。 为此需要自编教材，因为虽然目前AutoCAD课程的教材众多，但普遍存在以下几个问题：（1）教材内容的编排系统性强，理论性强，面面俱到，以软件的运行环境、操作方法和命令为线索。以这样的体系进行教学，学生尽管可以学习各个命令，但无法灵活地综合应用于实践绘图中。而且这样的教学体系也无法适应短学时的教学要求。（2）统编教材版本太旧，如目前许多教材是2005版的。商业类的AutoCAD参考书，由于商业竞争关系，版本较新，基本跟Autodesk公司发布的软件版本同步，但不适合用作初学者教材。2.3 采用实例教学法单个命令学习过程中，配套大量的习题。习题设计结合AutoCAD软件功能和工程实践应用，安排的顺序由易到难，从基本命令及作图方法开始，到难度较大的综合性练习，有助于深入理解命令的功能及应用。每单元学习结束后，安排一次综合练习，综合应用所学过的知识绘图，巩固所学的知识以便能融会贯通地应用于工程设计。92.4 采用视频教程辅助教学学习AutoCAD软件，单纯看书难以理解，并要花较多的时间，特别是疑难点的学习。如果将全部课程内容和习题讲解录制视频教程，可带来如下的优点：（1）学生通过视频教程，可边看边练，提高学习速度和效果。（2）疑难点可反复观看录像讲解，并模仿操作过程，直到掌握为止。（3）学生可自由掌握学习时间和进度。（4）培养自学能力，以适应CAD/CAM类软件快速升级发展的现状。（5）许多工程应用技巧和操作风格通过视频教程传授给学生要比通过文字说明容易的多。2.5 采用网络答疑辅助教学创建网络学习辅导与交流互动平台，充分发挥学生主体和教师主导作用。学生学习过程中遇到疑难点，可通过网络和教师对话，教师可通过电脑实时了解学生机的画面，并在学生机上操作示范。由此带来的优点是：（1）提高教师的工作效率，一个教师可同时给多个班级的学生答疑。（2）教师可根据学生常见的反馈问题，不断地完善课件内容并及时更新，减少以后的学生提出类似的问题。课件经过不断地补充完善，以后学生的疑难点会越来越少。（3）学生学习过程中遇到的疑难问题能得到及时的解决，会提高学习兴趣和学习效率。2.6 统一考核标准，提高考核难度，有助于提高教学效果。考核内容上，以“能力考核”为主、“知识考核”为辅。强调过程考核，注意学习引导，注重学生能力培养。统一考核标准，提高考核难度，会增加学生学习的压力和动力，显著提高学习效果。以下列出几种相关的考证，各项考证特点分别如下：（1）全国计算机CAD技能等级一级（计算机绘图师）考证，特点是：对工程制图读图能力要求较高；题量大，要求对软件操作熟练；对三维内容不要求。适用于机械类专业学生。（2）劳动部高新技术考试计算机辅助设计AutoCAD模块考证。特点是：考试题目全部从题库抽取；对三维设计内容有一定要求；但习题库容量偏少，通过题海战术比较容易通过；对工程制图知识要求不高。适用于非机械类专业。（3）Autodesk公司认证考试。特点是：考试的范围很广，难度较大，涉及较多的理论知识，费用较高。3 结束语通过实施以上教学内容和教学模式改革措施，取得了良好的教学效果，学生的学习兴趣高涨，学习效率大为提高，相关的CAD考证通过率高，对其他CAD/CAM类软件教学具有参考作用。参考文献1王玉琨，任卫红等编著.CAD二次开发技术及其工程应用M北京：清华大学出版社，2008.32马春生，程芳.基于AutoLISP的AutoCAD标准零件库的开发研究J.机械工程师，2009，（10）：72-74.3佟以丹.在AutoCAD中开发适合我国工程图样的线型文件J.吉林化工学院学报，2009，26（3）：60-62,884刘永强.高职CAD教学的改革J.泰州职业技术学院学报，2007，7（5）：102-104. 5祁新梅，王已荣等.高等院校机械CAD教学实践初探J.合肥工业大学学报（社会科学版），2000,14（1）：95-97.6郭岩.AutoCAD与专业课程有效整合的实践研究J.湖北广播电视大学学报，2009,29（8）：129-129.7张晓旭编著.AutoCAD 2007液压气动设计实例教程M. 北京：清华大学出版社，2007.98吕守祥，贺炜，高斌等.基于AutoCAD 2000 的液压与气动元件图符库的开发J.机床与液压，2003,（6）：256-257,2889王芳，李英俊等.论AutoCAD案例教学法及其应用J.辽宁教育行政学院学报，2005，（10）：103-104.AutoCAD Teaching Reform of the Mechanical Engineering SpecialityWEI Mao-Chun, HUANG Rong-Xi , CHEN Jia-Xing,YAN Guan-Xing （Xiamen Ocean College，Xiamen 361012）Abstract: Introduces the AutoCAD teaching reform measure of Mechanical Engineering speciality. Discusses the innovation of teaching content: coordinating the relationship between AutoCAD and the follow-up three-dimensional design software courses, deleting 3D teaching content, boosting up secondly exploitation content, enhancing the comprehensive application of AutoCAD software in the subsequent courses. Discusses the innovation of teaching methods, such as single command to AutoCAD software for teaching unit, single command matching the corresponding example, using examples, use of video tutorials, responding questions through network, uniforming the examination standards, improving the exam difficulty level. Through the above reform measures to improve the level of AutoCAD teaching.Key words : Teaching innovation; Assistant teaching; Examine standard作者简介：魏茂春（1974），男，福建古田县人，副教授，硕士，从事CAD/CAM教学、设备研发。工作单位：厦门海洋职业技术学院机电工程系，联系电话：0592-8647178，联系地址：厦门市湖滨东路420号101#，邮编：361012，电子信箱：weicam163.com。