基于Solidworks輔助中職機(jī)械制圖教學(xué)的研究

劉洋 隆昕 馬婧

中職機(jī)械類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的主要任務(wù)是讀懂零件圖，學(xué)生在學(xué)習(xí)中常常會遇到空間想象力不足與空間邏輯思維能力不強(qiáng)等問題。同時，這門課程也是學(xué)生反映比較難學(xué)的基礎(chǔ)專業(yè)課程之一，對學(xué)生空間想象能力要求也比較高。

一、傳統(tǒng)教學(xué)方式的缺陷

傳統(tǒng)教學(xué)媒體主要是指教科書、黑板、實(shí)物模型、掛圖等，教師主要依靠這些教學(xué)手段來完成教學(xué)。

根據(jù)現(xiàn)狀分析得知：

現(xiàn)實(shí)生活中零配件模型多種多樣。其價高、易損、不便攜帶、不能修改，已經(jīng)遠(yuǎn)不能適應(yīng)機(jī)械制圖課的教學(xué)，也不能滿足現(xiàn)代教學(xué)的需要。

教材不斷更新，實(shí)物模型跟不上教材更新的步伐，導(dǎo)致課堂容量小、課堂教學(xué)效果不佳，急需數(shù)據(jù)模型庫來彌補(bǔ)實(shí)物模型跟不上教材更新步伐的這一問題。

在教學(xué)中，教學(xué)設(shè)備常常配置不充分。這時就只能用現(xiàn)有的教學(xué)設(shè)備加教師“講”、學(xué)生“聽”的傳統(tǒng)教學(xué)模式。而現(xiàn)在職業(yè)中學(xué)所面臨的學(xué)生群體，大部分學(xué)習(xí)能力和數(shù)理知識基礎(chǔ)較差。機(jī)械制圖這門課程，要求學(xué)生具有豐富的空間想象能力，不少學(xué)生在學(xué)習(xí)中已經(jīng)感覺相當(dāng)吃力。而對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)精密的模具設(shè)備來說，學(xué)生通過抽象的語言理解具體復(fù)雜的模具相關(guān)知識會更為困難，學(xué)生對所學(xué)課程中的抽象知識沒有生動具體的了解，學(xué)習(xí)效果大打折扣。

因此，傳統(tǒng)的粉筆、三角板、黑板、掛圖加模型的教學(xué)模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我們當(dāng)前的教學(xué)需要，傳統(tǒng)模式的教學(xué)急需現(xiàn)代教育技術(shù)進(jìn)行教學(xué)改革。

二、Solidworks輔助教學(xué)的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代教育科技技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，尤其是計(jì)算機(jī)的普及和多媒體課件的應(yīng)用，在一定程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，但還不能夠完全滿足機(jī)械制圖的特殊教學(xué)需求。我們是不是可以利用學(xué)生對計(jì)算機(jī)的濃厚興趣，引入三維軟件Solidworks進(jìn)行輔助教學(xué)呢？

Solidworks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)零件的三維建模，是一款易學(xué)易用，集零件的實(shí)體造型、裝配和工程圖生成及動畫仿真于一體的三維軟件。主要有草圖繪制、零件設(shè)計(jì)、裝配模塊、工程圖模塊、鈑金設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、運(yùn)動仿真等模塊。其中零件模塊用于創(chuàng)建和編輯三維實(shí)體模型，能對零件進(jìn)行全方位視角展示，可對零件進(jìn)行透視和剖視。裝配模塊可以建立零件間的相對位置關(guān)系，形成復(fù)雜的裝配體，也可以繪制軸側(cè)圖和工程圖，直接出圖。

在教學(xué)中應(yīng)用如下：

1.建立三維立體模型

因中職學(xué)生空間感較差，所以對于學(xué)習(xí)主動性相對較差的學(xué)生來說，在機(jī)械制圖的學(xué)習(xí)過程中常常因想象困難而導(dǎo)致更加不愿去想，繼而失去學(xué)習(xí)興趣。比如，在三視圖中的組合體畫法的教學(xué)中，一般題型為補(bǔ)畫三視圖和補(bǔ)畫缺線，這樣的題型要求學(xué)生由三視圖想象出組合體的三維實(shí)體形狀。這時，我們的學(xué)生在理解和想象上就比較困難，加上教師使用傳統(tǒng)教學(xué)方式，講解也比較困難，導(dǎo)致學(xué)生很難畫出正確的三視圖。現(xiàn)在我們可以使用Solidworks軟件，繪制實(shí)體的三維模型，向?qū)W生演示組合體的形成過程，讓他們找到三維視圖和實(shí)物模型之間的規(guī)律，逐步培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。

又比如交線、相貫線的繪制教學(xué)是機(jī)械制圖的重難點(diǎn)，我們也可以在教學(xué)中引入Solidworks，直觀地將立體表面的交線修改成其他顏色來著重表示，使學(xué)生對形狀有直觀的認(rèn)識。

2.直觀展示各種剖視圖

剖視圖主要用于表達(dá)機(jī)件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形狀，它是假想用一剖切面剖開機(jī)件，將處在觀察者和剖切面之間的部分移去，而將其余部分向投影面上投射所得到的圖形。學(xué)生在學(xué)習(xí)剖視圖時，往往弄不明白哪些部分被平面剖切，哪些地方需要畫剖面線。這時，我們使用Solidworks先繪制幾何體實(shí)體，然后在不同方位對幾何體進(jìn)行剖切，并生成零件圖，幫助學(xué)生分析剖切位置，畫出正確的剖視圖，從而加深其對剖視圖的理解掌握。

3.直觀展示在零件圖教學(xué)中應(yīng)用

剛?cè)雽W(xué)學(xué)習(xí)機(jī)械制圖課程的中職學(xué)生對機(jī)械專業(yè)知識了解比較匱乏，因此他們既不了解零件的加工過程，也沒聽說過零件的工藝性結(jié)構(gòu)，所以，零件圖的學(xué)習(xí)對他們來說也是比較難的一部分內(nèi)容，使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行學(xué)習(xí)顯然也是效果不理想的。

4.直觀展示在裝配圖教學(xué)中應(yīng)用

裝配圖也是機(jī)械制圖這門課程的重難點(diǎn)之一，裝配體由許多零件組成，且其中有的零件很復(fù)雜，學(xué)生對機(jī)械零件的認(rèn)識也相當(dāng)有限，所以，識讀裝配圖就成為學(xué)生最難掌握的內(nèi)容。如果我們依然使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，就更不易讓學(xué)生清楚地認(rèn)識裝配的過程。

例如，中職學(xué)生在學(xué)習(xí)繪制一套移動輪裝配圖的時候，需要先繪制零件圖，再繪制裝配圖。引入Solidworks輔助教學(xué)，先繪制各零件圖實(shí)體，再裝配成實(shí)體裝配圖，讓學(xué)生體會整個裝配過程，認(rèn)識各個零件，達(dá)到理解裝配圖的結(jié)果。

三、Solidworks輔助教學(xué)的優(yōu)勢

通過教學(xué)實(shí)踐，采用三維制圖軟件輔助機(jī)械制圖教學(xué)，可以得到事半功倍的效果：

通過Solidworks軟件，利用其豐富的功能、交互式的教學(xué)方式，把平面的零件圖繪制成三維的實(shí)體圖，能更好地幫助學(xué)生理解圖形。

教師教學(xué)時，Solidworks提供了便捷的操作界面，一個個立體圖形可組合成我們所需的組合體，還能轉(zhuǎn)換生成所需的三維圖和零件圖，使教師可以形象地展示模型的外形、內(nèi)腔結(jié)構(gòu)及其交線形成的過程，更好地幫助學(xué)生認(rèn)識立體圖形。這不僅充分地調(diào)動學(xué)生“學(xué)”的積極性，達(dá)到了以“教”來引導(dǎo)“學(xué)”的目的，而且達(dá)到了以“學(xué)”促“教”、教學(xué)相長的效果，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的積極性。

Solidworks不僅可以轉(zhuǎn)為三視圖，還可形成剖視圖、剖面圖、裝配圖等。教師利用該軟件，可以降低該門課程的學(xué)習(xí)難度，使學(xué)生空間想象能力得到有效的提高。

總之，三維建?？梢灾庇^明了地對零件進(jìn)行展示，能夠輔助機(jī)械制圖進(jìn)行圖像的繪制，特別是在繪制三視圖、剖視圖、軸測圖的時候能夠替代傳統(tǒng)模型教具對零件進(jìn)行分析，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜零件的輔助識圖繪圖。

將SolidWorks軟件三維建模應(yīng)用于教學(xué)中，輔助學(xué)生把難于想象的空間形狀用立體圖的形式展現(xiàn)出來，代替實(shí)物模型，可以使學(xué)生直觀立體地理解圖形。因此，通過三維Solidworks與機(jī)械制圖的有機(jī)融合可以提高學(xué)生讀圖和繪圖的能力，并大大提高教學(xué)的效率和效果。

參考文獻(xiàn)：

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