基于AutoCAD三維建模的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)方法研究

張坤

摘要：近些年隨著教育部門對(duì)職業(yè)教育改革的不斷推進(jìn)，教學(xué)目標(biāo)力求提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，因此在教學(xué)中教師需改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)模式，大膽嘗試新的教學(xué)方法。機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課程一《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》的教學(xué)方法也隨之發(fā)展和創(chuàng)新。本文以AutoCAD三維建模為載體，在教學(xué)上采用邊設(shè)計(jì)零件邊做零件三維模型的方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以提升學(xué)生的設(shè)計(jì)能力及實(shí)踐應(yīng)用能力，從而提高機(jī)械設(shè)計(jì)的專業(yè)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：AutoCAD；三維建模；機(jī)械設(shè)計(jì)；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：TH12 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）004-000438-01

一、前言

由于教育部門對(duì)職業(yè)教育的不斷改革，對(duì)教學(xué)方法、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)模式提出了新的目標(biāo)和要求。這對(duì)原來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程內(nèi)容固定、計(jì)算復(fù)雜的教學(xué)模式提出了新方法、新思路，所以我們教育工作者應(yīng)該大膽嘗試新的教學(xué)方法。本文以提高學(xué)生的知識(shí)水平、實(shí)踐能力和興趣愛好為目的，根據(jù)多次從事機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)的感受，在教學(xué)方法上做一些初步研究。

二、提高學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)興趣的教學(xué)方法

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程具有內(nèi)容繁雜、理論復(fù)雜、設(shè)計(jì)公式多、應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。如今的高職學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊，采用原來(lái)傳統(tǒng)的教學(xué)方法極易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)甚至棄學(xué)的情緒。如以學(xué)生的為主體，采用“項(xiàng)目教學(xué)法加邊設(shè)計(jì)零件邊對(duì)零件進(jìn)行AutoCAD三維建?！钡慕虒W(xué)方法，讓每一位學(xué)生參與到教學(xué)中去。這樣不僅不會(huì)影響教學(xué)進(jìn)度，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和動(dòng)手欲望，而且可以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，提高其學(xué)習(xí)能力，更重要是可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)帶有探索性。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用

如在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中把“斜齒輪的設(shè)計(jì)”作為該課程的項(xiàng)目課題，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式讓學(xué)生為了完成該任務(wù)去學(xué)習(xí)本課程。在采用項(xiàng)目教學(xué)法的同時(shí)，把傳統(tǒng)的教學(xué)法也緊密結(jié)合、靈活運(yùn)用起來(lái)，使整個(gè)課程的教學(xué)活動(dòng)和諧統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)合理。

教師講授部分采用：提出斜齒輪的設(shè)計(jì)實(shí)例、對(duì)斜齒輪的設(shè)計(jì)進(jìn)行任務(wù)分析、教師提出本設(shè)計(jì)涉及到的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)、對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)入、有針對(duì)性地講解知識(shí)點(diǎn)等環(huán)節(jié)進(jìn)行。

教師指導(dǎo)部分采用：小組討論交流的方式，將學(xué)生分成幾個(gè)小組，讓學(xué)生圍繞“斜齒輪的設(shè)計(jì)”問題進(jìn)行討論，研究確定本項(xiàng)目設(shè)計(jì)方法，這樣既有利于學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)和人際交往能力的培養(yǎng)，也能充分調(diào)動(dòng)大多數(shù)學(xué)生，尤其是學(xué)習(xí)成績(jī)較差的學(xué)生的積極性。學(xué)生分組進(jìn)行“斜齒輪的設(shè)計(jì)”討論、計(jì)算，教師進(jìn)行巡回指導(dǎo)，指出其中的不足。設(shè)計(jì)計(jì)算完成后每一組選派一名學(xué)生匯報(bào)設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)，最后教師對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)議。

四、根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行AutoCAD三維建模

以教師和學(xué)生平時(shí)熟悉的AutoCAD軟件為載體，教師在計(jì)算機(jī)房教學(xué)生一步步根據(jù)“斜齒輪的設(shè)計(jì)”計(jì)算的尺寸數(shù)據(jù)，采用AutoCAD對(duì)斜齒輪進(jìn)行三維建模，做出三維模型，如圖1。通此方法，可把“斜齒輪”的各種具體尺寸含義等參數(shù)真實(shí)的展現(xiàn)出來(lái)，使教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)形象，加深學(xué)生的印象，提高學(xué)生對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)還可讓學(xué)習(xí)充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的自主性，提高學(xué)生的創(chuàng)造思維能力。

五、對(duì)AutoCAD三維建模與機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)聯(lián)系的思考

在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中如把“減速器的設(shè)計(jì)”作為該課程的設(shè)計(jì)課題，先按設(shè)計(jì)步驟對(duì)減速器的主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，然后根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的數(shù)據(jù)畫出零件圖等二維工程圖。這樣做即使設(shè)計(jì)計(jì)算的數(shù)據(jù)正確，但通常學(xué)生不理解設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是零部件圖的那個(gè)部分的參數(shù)，不能形象思維。如設(shè)計(jì)減速器箱體時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)的箱體各部分尺寸，很多學(xué)生不完全知道每一個(gè)設(shè)計(jì)尺寸表示箱體那個(gè)部分的尺寸。我們?cè)诮虒W(xué)中如能引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)的箱體各部分尺寸數(shù)據(jù)用AutoCAD對(duì)減速器箱體進(jìn)行三維建模（如圖2），根據(jù)所建的三維模型再修改設(shè)計(jì)時(shí)選定的不合理參數(shù)，最后再根據(jù)三維模型用AutoCAD轉(zhuǎn)換或手工繪制形成二維工程圖。這樣做不僅可提高學(xué)生的形象思維能力，還可以使學(xué)生提高零部件設(shè)計(jì)能力，并養(yǎng)成科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，也對(duì)學(xué)習(xí)其它專業(yè)繪圖軟件打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

六、對(duì)AutoCAD三維建模與機(jī)械設(shè)計(jì)中零部件裝配關(guān)系的思考

在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中通常對(duì)裝配體的設(shè)計(jì)需考慮零部件間的裝配關(guān)系。如千斤頂設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生根據(jù)所設(shè)計(jì)的裝配體零件參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)裝配體，并畫出相應(yīng)的二維裝配圖。學(xué)生如能根據(jù)所設(shè)計(jì)的裝配體零件參數(shù)以AutoCAD為載體，對(duì)設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行三維建模，并對(duì)零件進(jìn)行模擬裝配一遍，如圖3。這樣學(xué)生不但可以了解每個(gè)零件在裝配體重的關(guān)系與作用，還可使學(xué)生探索、研究并修改設(shè)計(jì)時(shí)選定的不合理參數(shù)。通過這一過程，學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、探索能力、實(shí)踐能力都會(huì)有所提高，最終此能力將轉(zhuǎn)換成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、終身學(xué)習(xí)的精神和可持續(xù)發(fā)展的能力。

但上述思考存在著設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)學(xué)生要求高，設(shè)計(jì)耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)等不足之處。

七、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程在教學(xué)中，通過采用“項(xiàng)目教學(xué)法加邊設(shè)計(jì)零件邊對(duì)零件進(jìn)行AutoCAD三維建?！狈ㄊ谡n，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)水平、實(shí)踐能力和興趣愛好等都起到重要的作用。此方法將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)緊密地聯(lián)系起來(lái)，不僅有利于學(xué)生加深理解和掌握書本上的理論知識(shí)，而且使學(xué)生懂得怎樣靈活應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)去設(shè)計(jì)、制作實(shí)際零部件。