孫小燕，汪列隆

（池州學(xué)院機(jī)械與電子工程系，安徽池州247000）

1 機(jī)械制圖教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題

機(jī)械圖樣是傳遞設(shè)計(jì)思想的信息載體，是生產(chǎn)過程中加工和檢驗(yàn)的依據(jù)，也是工程界進(jìn)行交流的技術(shù)語言。目前的現(xiàn)狀是大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖時(shí)，認(rèn)為其抽象和難以理解，更缺乏創(chuàng)新性，其原因之一是習(xí)慣于在平面上思考問題，缺乏空間思維能力。而課堂教學(xué)有限，所以高效的教學(xué)方法顯得尤為重要，為提高課時(shí)效率，機(jī)械制圖教學(xué)大多以Au?tocad計(jì)算機(jī)繪圖輔助教學(xué)為主，如三視圖的形成、組合體的畫法、剖視圖的表示等內(nèi)容，我們可以使用Autocad軟件，利用其三維造型、兩維繪圖等進(jìn)行講解，會(huì)使內(nèi)容更加生動(dòng)形象，空間想象增強(qiáng)。袁振國在《教育新理念》中寫道：歷史是發(fā)展的，教育是變化的，思想是流動(dòng)的，一成不變的教育和不思變革的教育思想是缺乏生命力的，根據(jù)時(shí)代的特點(diǎn)不斷調(diào)整我們的思想、發(fā)展我們的觀點(diǎn)，我們才能成為教育變革的主動(dòng)者[1]。機(jī)械制圖是機(jī)械工程專業(yè)人們進(jìn)行技術(shù)革新、技術(shù)改造的工具，是對(duì)新設(shè)計(jì)、新構(gòu)思、新工藝的探索研究，大膽地在該課程教學(xué)中融進(jìn)新思想、新設(shè)計(jì)，是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代向我們提出的新課題、新挑戰(zhàn)。我們?cè)诮虒W(xué)全過程中要始終貫徹這一主導(dǎo)思想，勇于探索，敢于創(chuàng)新，逐步形成創(chuàng)新思想，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

2 三維虛擬模型庫的建立及有效性教學(xué)

為了達(dá)到直觀性和有效性的教學(xué)目的，三維虛擬模型庫的建立對(duì)機(jī)械制圖的學(xué)習(xí)顯得尤為必要。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）取代傳統(tǒng)的實(shí)物教學(xué)模型

利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)建立的機(jī)械制圖三維虛擬模型，可以使用便攜設(shè)備儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)資源共享。在現(xiàn)實(shí)使用中，虛擬模型庫可以完全替代教學(xué)使用的實(shí)物模型，實(shí)物模型因?yàn)槠渲亓亢腕w積而造成的不便于使用攜帶，且更新速度慢等問題，使用機(jī)械制圖虛擬模型庫則完全可以解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)建機(jī)械制圖三維虛擬模型不但精度好、質(zhì)感好、顏色多樣、形象跟實(shí)物非常相似，而且還能夠?qū)Ⅲw型復(fù)雜的零件的內(nèi)部與外部構(gòu)造以及相貫體中相貫線的變化的趨勢(shì)以及裝配體中各種零件之間連接的關(guān)系都能夠直觀充分地展現(xiàn)出來，再加上各種不同的動(dòng)畫效果，能夠使機(jī)械制圖各種知識(shí)點(diǎn)更加清晰、生動(dòng)、逼真地表現(xiàn)出來[2]。使用計(jì)算機(jī)軟件也可以更加方便對(duì)教學(xué)模型進(jìn)行修正、添加和新建，充分滿足教學(xué)中對(duì)模型種類和數(shù)量的需求，還能夠及時(shí)補(bǔ)充教學(xué)模型和調(diào)整教學(xué)模型，這樣不僅有效地降低了教學(xué)的成本，還提高了教學(xué)質(zhì)量。

（2）機(jī)械制圖三維虛擬模型庫的建立

機(jī)械制圖虛擬模型庫其本質(zhì)上是對(duì)實(shí)體模型通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬化處理，然后再利用各種仿真軟件，模擬各種形象逼真的實(shí)體模型，達(dá)到有效性教學(xué)目的。

Autocad及工程制圖課件中的素材主要包括音頻、動(dòng)畫、二維三維投影視圖，特別是課件制作中對(duì)圖像、動(dòng)畫等需求是特別大的，所以做好素材庫、課件素材的獲取途徑主要有以下幾點(diǎn)：

1）制作素材主要是利用solidworks完成的，solidworks制作的圖形要完全符合機(jī)械制圖要求的，也要完全滿足各個(gè)視圖的投視規(guī)律。在長期制圖的過程中形成了自己的素材庫，用這些素材庫掌握投影規(guī)律，制作課件素材，形成模型庫。

2）從現(xiàn)有課件中選取，利用抓圖工具從現(xiàn)有課件中抓取圖像，也可以通過攝影拍攝的方式獲取，減少制作過程的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3）直接從網(wǎng)上下載，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)和資源共享的今天，網(wǎng)上具有大量素材可供下載，但因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)資源的良莠不齊我們必須認(rèn)真從中篩選，從中選擇滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的素材。

（3）有效性教學(xué)的體現(xiàn)

近幾年來，隨著機(jī)械制圖上課課時(shí)的減少，以及學(xué)生理解能力的差異，特別是學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)和意志力較差的學(xué)生，若老師不能及時(shí)有效地輔導(dǎo)，就容易失去學(xué)習(xí)信心和興趣。如果機(jī)械制圖課能夠通過虛擬模型清晰、生動(dòng)地將實(shí)物效果呈現(xiàn)在學(xué)生面前，這樣不僅能提高學(xué)習(xí)效果，更能增長學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，開闊了視野，在學(xué)生對(duì)比、分析圖形方面能力提高也是非常明顯的。機(jī)械制圖模型庫可以讓學(xué)生在課余時(shí)間內(nèi)自主學(xué)習(xí)，提升了自主學(xué)習(xí)的能力，充分體現(xiàn)了學(xué)生是學(xué)校教育的主體。

我們還可以將三維模型虛擬模型庫上傳至學(xué)校教學(xué)網(wǎng)絡(luò)，方便學(xué)生下載使用網(wǎng)絡(luò)資源提高模型庫的利用率。一旦學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時(shí)遇到困難就可進(jìn)入學(xué)校網(wǎng)站的模型庫下載各種模型，通過直觀地觀察，增強(qiáng)對(duì)實(shí)物的感官認(rèn)識(shí)，更好地完成習(xí)題。且計(jì)算機(jī)模型庫中也儲(chǔ)存了大量的典型零部件的二三維視圖，各種視圖通過不同的方式表達(dá)出來[3]，這樣學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的同時(shí)可以將自己的模型與數(shù)據(jù)庫的模型進(jìn)行對(duì)比及時(shí)檢查糾正錯(cuò)誤，提高了自己對(duì)圖形的觀察能力，使學(xué)習(xí)從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，學(xué)習(xí)的有效性大大提高。

3 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

機(jī)械制圖通過課堂教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、Autocad繪圖、機(jī)械制圖競賽等多樣化的表現(xiàn)形式，提高學(xué)生綜合制圖能力；以課程設(shè)計(jì)為框架，讓學(xué)生通過實(shí)踐，按照課程設(shè)計(jì)過程的需要來選擇繪圖知識(shí)，整合理論與實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)任務(wù)的創(chuàng)新完成，以職業(yè)實(shí)踐為主線，盡早地讓學(xué)生進(jìn)入工作過程，促進(jìn)他們從學(xué)習(xí)者到工作者角色的轉(zhuǎn)換，并通過在工作實(shí)踐的基礎(chǔ)上建構(gòu)理論知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。構(gòu)建科學(xué)、實(shí)用，理論與實(shí)踐結(jié)合，與職業(yè)崗位要求“零距離”，與職業(yè)資格考核要求相融合，與學(xué)生未來發(fā)展相適應(yīng)的項(xiàng)目課程為主體的模塊化專業(yè)創(chuàng)新課程體系。

學(xué)習(xí)機(jī)械制圖時(shí)，教師要有針對(duì)性地借助各種教學(xué)條件（多媒體教學(xué)、教學(xué)模型、參觀實(shí)習(xí)基地等），直觀、形象地引導(dǎo)學(xué)生建立起空間概念，由平面思維轉(zhuǎn)換到空間思維[4]。把物體的投影與實(shí)際零件結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)系，不斷地“由物畫圖”和“由圖畫物”，明確提高學(xué)生空間想象能力是學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的核心內(nèi)容，使得學(xué)生既要有想象物體形狀，又要有思考圖形間的投影規(guī)律，真正提高空間想象和思維能力。教師在教學(xué)過程中，要始終貫穿創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，并在學(xué)生平時(shí)訓(xùn)練中加以鍛煉，注重實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生只有掌握這種技能，才能順利完成零件加工、機(jī)器裝配、機(jī)械設(shè)計(jì)等機(jī)械專業(yè)方面的技術(shù)工作，使學(xué)生順利完成由學(xué)習(xí)者到工作者角色的轉(zhuǎn)換。

4 結(jié)束語

實(shí)踐證明，設(shè)計(jì)機(jī)械制圖虛擬模型庫是有效的，借助于三維虛擬模型庫的幫助，機(jī)械制圖中的重難點(diǎn)如：截交體、相貫體、剖視圖等都可以形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前，使得學(xué)生對(duì)機(jī)械制圖中的難點(diǎn)理解變得容易，提高了學(xué)習(xí)的信心。另一方面，建立三維虛擬模型庫減輕了老師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，提高了教學(xué)效率，學(xué)生還可以將自己不能理解的，根據(jù)需要，在網(wǎng)上反復(fù)學(xué)習(xí)、觀看這些內(nèi)容直到理解為止。

雖然現(xiàn)在建立的虛擬模型庫還存在很多缺陷和不足，如模型不理想、模型庫太小、模型數(shù)量有限等，但建立三維虛擬模型庫是有廣泛前景的，它豐富現(xiàn)有的教學(xué)資源，帶來更加快捷、高效的教學(xué)方法。如果將來更多的學(xué)校和模型開發(fā)者參與其中，就可以帶來更加豐富的模型資源，為現(xiàn)代教學(xué)提供更多服務(wù)。

[1]賈志欣，張美琴，陳俊華.面向CAD／CAM／CAE的機(jī)械制圖教學(xué)研究與實(shí)踐[J].現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)，2005，34（2）：107-109.

[2]黃康.機(jī)械cad與solidworks三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[M].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2005.

[3]李啟炎.三維CAD設(shè)計(jì)及制圖教程[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2000.

[4]吳曉慶.《機(jī)械制圖》與機(jī)械軟件課程一體教學(xué)法探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014（3）：145.