陳李

【摘 要】《機(jī)械制圖》是機(jī)械類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它是用圖樣確切表示機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、工作原理和技術(shù)要求的學(xué)科。《機(jī)械制圖》課程的重要任務(wù)之一就是培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和形體認(rèn)知能力，從而提高識讀、繪圖能力。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，教師一般采用的方法是利用實物模型、掛圖或者多媒體課件進(jìn)行輔助教學(xué)，而這些方法都存在一定的不足，筆者嘗試在《機(jī)械制圖》教學(xué)中應(yīng)用SolidWorks軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，優(yōu)化了教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生空間想象與思維能力、創(chuàng)新能力，取得良好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】SolidWorks；機(jī)械制圖；教學(xué)

隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，使得傳統(tǒng)的教學(xué)模式在《機(jī)械制圖》課程中已經(jīng)不能滿足于現(xiàn)代教學(xué)的需求。對于剛接觸專業(yè)學(xué)習(xí)的學(xué)生來說，僅靠有限的機(jī)械模型和簡單的PPT課件來教學(xué)，很難培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和思維能力。運(yùn)用SolidWorks軟件建立三維實體模型，引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)抽象二維平面圖形與真實自然的三維空間物體的相互轉(zhuǎn)換，從而增強(qiáng)學(xué)生的空間想象能力，進(jìn)而提高學(xué)生用二維平面解決三維空間問題的空間思維能力。將SolidWorks中由二維草圖轉(zhuǎn)換為三維模型、從三維模型中自動產(chǎn)生工程圖、剖視圖等功能應(yīng)用到《機(jī)械制圖》課的相應(yīng)章節(jié)中，能夠較好地提高學(xué)生在課堂上獲取信息的效率。 這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的空間想象能力，同時也激發(fā)了學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)興趣和積極主動性。

1.SolidWorks在三視圖教學(xué)時的應(yīng)用

1.1通過對“平面草圖”進(jìn)行“拉伸”、“拉伸切除”、“旋轉(zhuǎn)”、“旋轉(zhuǎn)切除”、“掃描”等操作形成立體圖

教師先利用SolidWorks把題目中的三視圖畫成相應(yīng)的立體圖， 通過SolidWorks畫出的立體圖形有質(zhì)感，立體感好，相當(dāng)于給學(xué)生提供了一個完美的教學(xué)模型，幫助學(xué)生建構(gòu)立體圖形。

1.2可全方位觀察物體

形成三視圖需要學(xué)生從前往后、從上往下、從左往右地觀察立體圖，而在PPT中給定的立體圖是一個固定的正等軸測圖，我們無法隨意地轉(zhuǎn)變圖形的方向，無法多方位地了解圖形。SolidWorks帶有視圖定向功能，可以更改當(dāng)前視圖定向（從上下、左右、前后進(jìn)行視圖觀看）或窗口數(shù)（在一個界面中同時出現(xiàn)兩個窗口進(jìn)行對比）。通過該功能能夠幫助學(xué)生建構(gòu)空間圖形，從不同方向觀察圖形，加深對立體圖的理解，提高自身的空間想象能力，最終使學(xué)生能夠畫出準(zhǔn)確的三視圖。

2.SolidWorks在組合體視圖中的應(yīng)用

在機(jī)械制圖中要培養(yǎng)學(xué)生對三維空間的認(rèn)知能力，讀組合體視圖是重要的內(nèi)容。例如，在學(xué)習(xí)繪制切割型組合體視圖時，教師可使用軟件在課堂上一步步地切割建模，讓學(xué)生充分了解切割過程，特征樹中回放步驟功能更能使教師達(dá)到靈活講解的目的。課堂上這種演示疊加型組合體的形成過程及切割型組合體視圖的切割過程，使學(xué)生印象深刻，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的空間想象能力。在已知組合體兩個視圖求第三個視圖，或補(bǔ)齊視圖中缺線的練習(xí)中，學(xué)生經(jīng)常由于對三維空間理解能力不夠而做錯題目，若不能提供相應(yīng)的組合體實物，而是只泛泛講解答案，學(xué)生是難以理解的。這時若用SolidWorks軟件現(xiàn)場繪制立體模型展示，學(xué)生就會一目了然，疑難問題也會迎刃而解。例如在補(bǔ)畫組合體視圖時，根據(jù)這兩個視圖，學(xué)生很難想象這個零件的三維形態(tài)是怎樣的，因此很難畫出第三視圖，在筆者所教授的制圖課中，許多學(xué)生對于這個典型問題在讀圖過程中出現(xiàn)了失誤，難以繪制出正確的第三視圖，而通過SolidWorks軟件的使用，演示零件的建模過程，加深學(xué)生對組合體形成過程的理解。零件模型繪制好后可通過軟件的多個視口功能，同時展示三視圖及軸測圖，各視口中的視圖間的點(diǎn)、線、面一一對應(yīng)、一目了然，也可以對零件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，使學(xué)生從各個角度都可以直觀地觀察到該零件的三維模型，第三視圖也就很容易求解了，如圖1所示。

3.SolidWorks在剖視圖中的應(yīng)用

剖視圖是用來表達(dá)零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀的投影圖，在剖視圖教學(xué)中，學(xué)生對機(jī)械零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的理解有較大困難，同時對于剖切方式和剖切位置的選擇不好理解，在機(jī)械制圖的教學(xué)中，靈活運(yùn)用SolidWorks軟件提供的剖切功能，能使上述問題迎刃而解，為了直觀地講解剖視圖的概念，在SolidWorks三維造型模塊下，首先繪制出機(jī)械零件的模型，然后利用SolidWorks的截面工具（如圖2所示），完成剖切平面的選擇并按規(guī)定位置剖開零件并實時觀察剖切效果，同時SolidWorks還可以在“工程圖”模式下完成各種形式的剖視圖，通過SolidWorks直觀的動態(tài)形式展現(xiàn)剖切視圖，有助于學(xué)生深入理解剖切的概念，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，輕松掌握剖視圖的畫法。

4.SolidWorks在裝配圖中的應(yīng)用

在裝配圖的教學(xué)過程中，應(yīng)用SolidWorks軟件的裝配功能及爆炸視圖工具能取得很好的教學(xué)效果。在SolidWorks軟件環(huán)境中可應(yīng)用裝配功能進(jìn)行各零件間的配合，這樣使教師更易講解裝配圖中各零件間的相互位置關(guān)系及配合方式，并可以通過SolidWorks Animator功能制作動畫，將零部件的裝配過程錄制成動畫，學(xué)生可通過動畫演示直觀的看到零件的裝配過程，進(jìn)一步理解各零件間的裝配關(guān)系，對裝配過程有了更加深入的理解。同樣可通過SolidWorks Animator功能制作爆炸動畫，形象生動地展示爆炸及零部件之間的相互關(guān)系。如圖3所示，在SolidWorks軟件中生成了零部件的爆炸視圖，有助于學(xué)生對裝配過程的理解，提高閱讀裝配圖的能力。

5.結(jié)束語

科學(xué)合理的設(shè)計教學(xué)方法及教學(xué)模式，會達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。實踐證明，通過使用SolidWorks軟件，對《機(jī)械制圖》課程的教學(xué)中起著舉足輕重的作用，學(xué)生增強(qiáng)了直觀感受，通過它，極大地調(diào)動了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，使學(xué)生更容易理解和掌握該門課程。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]《機(jī)械制圖》第六版，中國勞動保障出版社.

[2]SolidWorks 2013中文版基礎(chǔ)教程，機(jī)械工業(yè)出版社.