摘要：隨着科技的發展，設計與設計的表達也在變化；三維CAD是智能製造的基礎，而目前大多職業院校的圖學教育停留在二維階段，與企業需求嚴重脫軌。本文以三維爲重點重構課程體系,在教學內容方面，從體開始，優化教學內容，重整教學計劃；用三維構型任務驅動法進行教學改革，提高教學效率。
關鍵詞：三維CAD；機械製圖；教學改革
《機械製圖》是工科類學生的專業基礎課，大多數職業學校的圖學教育卻停留在2D階段，重視工具和投影的教學，忽略實踐與創新能力的培養，教學內容滯後於技術的發展，學生的技能與社會嚴重脫軌，所以基於主流的3D設計工具對《機械製圖》課程的教學內容和教學方法進行改革變得非常迫切。
一、基於3D的《機械製圖》教學計劃
隨着全球“經濟一體化”步伐的推進，面向產品的設計和製造模式成爲工程界的主流[1]。在教學計劃中，基於3D的機械製圖教學安排按照3個學期進行，每個學期計劃60學時，學期教學進度與課時安排如表1所示。《CAD技術》88課時的教學計劃如表2所示。課程教學安排的目的是讓學生對《機械製圖》的知識點有更加全面的瞭解，同時掌握三維CAD軟件的基本操作，強化訓練3D設計表達的能力，加強機械製圖國際標準和國家標準教學。
二、基於三維CAD的《機械製圖》教學內容改革
（一）改變傳統教學順序
爲符合人的認知規律，調整先三維後二維教學順序。引入三維CAD的課程教學內容體系，從體開始先三維再投影，強調三維造型能力與二維繪圖能力並重，重視學生空間思維訓練，增加三維建模，加強徒手草圖訓練，補充工程圖的標註與註釋。以此提高教學效率。
（二）優化傳統教學內容
1.刪減沒有價值的知識隨着三維CAD軟件的普及，設計數據用三維形式進行儲存，使用二維圖樣的機會將會慢慢變少[2]。教學中刪去應用性較低的圖解圖示內容、刪減基本體和組合體手工尺規尺寸標註、刪減標準件和常用件尺規作圖。截交線和相貫線在企業中常簡化表示，要降低難度，只介紹常用截交線和相貫線的走向即可。2.保留與工具無關的知識爲使設計更加標準化，方便設計表達與交流，應保留製圖的基本規定、圖樣的基本表示方法、標準件和常用件的識讀、零件圖和裝配圖的測繪等與工具無關的教學內容；需增強介紹相關學科最新發展動態、先進CAD技術、國家標準規定等。徒手繪製草圖和徒手繪製軸測圖，是工程製圖課程的基本技能[3]。3.補充新知識隨着製造業對三維設計的需求，補充三維實例分析和構型內容，透過三維CAD的介入有效地培養學生的“圖形意識”。要遵循以職業能力爲本位的`思想，增加產品設計、工藝等知識，培養三維分析和表達能力；增加圖學相關技能考證，讓“學、證”掛鉤。
（三）整合教學計劃
基於三維CAD的機械製圖教學內容改革思路是重視空間思維、構型、創新能力的培養。如圖1所示教學內容調整，以“體”爲單元透過部件拆畫零件，零件裝配部件進行三維、二維表達，培養創新設計能力。
三、基於三維CAD的《機械製圖》教學方法改革
（一）以體爲切入點，從認知模型入手
建構主義認爲，直觀和啓發式教育可調動學生對知識的興趣。“體”在生活中很常見，教學中以體爲切入點，從認知模型入手，瞭解構型過程加深對設計表達的理解。對於相同圖形經過不同構型方法可構型不同模型，如圖2，長方形經拉伸構型成長方體，經旋轉構型成圓柱體；對於相同的模型，可由不同形狀構型，如圓柱體，既可由圓拉伸構型，也可由長方形旋轉構型。構型要注意，需遵循先草圖後立體，減少構型步驟的原則。如圖3a耳板，若採用切割成型，需五次才能完成，如3b圖；若採用拉伸構型，則一次即，如圖3c。所以，以體爲切入點，利用構型方法從認知模型開始，可以更加清晰機械零件的成型過程，培養設計與表達的能力。
（二）從認識圖紙開始
在認識圖紙當中，關鍵是對視圖和尺寸關係的正確認識。如圖4所示的底座，結構特點是前後對稱，底部沿左到右方向挖槽，右邊俯視圖方向挖槽。主視圖反映底座的外形輪廓，把主視圖輪廓拉伸可以完成底座主體建模；然後由左視圖定形尺寸R20，完成左邊半圓凸臺建模；再根據俯視圖右邊定形尺寸R10和定位尺寸40、15完成底座右邊凸臺建模；最後是上下方向挖槽，左右方向挖槽。具體建模步驟如圖5。實踐證明，將三維CAD造型設計引入機械製圖課程，作爲一種教學工具輔助製圖教學，採用三維CAD造型設計授課的學生在構型、視圖表達等方面優於其他學生。
四、結束語
教學有法，但無定法。面對日益發展的製造業，作爲老師要不斷學習，調整、刪減、優化教學內容；利用構型任務驅動法，培養學生三維設計與表達的能力。
【參考文獻】
[1]童秉樞，易素君，徐曉慧.工程圖學中引入三維建模的情況綜述與思考[J].工程圖學學報,2015.26(4)：130-135.
[2]張良.三維CAD時代的圖形教育[J].教育教學論壇,2014,(48):196-197.
[3]李月琴,何培英.機械零部件測繪教學環節的改革與實踐[J].中國輕工教育,2007,(1):67-68.