孫晶
(遼寧省遼陽縣中等職業(yè)技術(shù)專業(yè)學(xué)校,遼寧 遼陽 111200)
眾所周知,《機械制圖》課程是中等職業(yè)學(xué)校機械及工程技術(shù)相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握一定的識圖和繪圖能力,為后續(xù)課程《Auto CAD》、《機械加工技術(shù)》、《機械基礎(chǔ)》等的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ);其次,機械制圖技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到機械制造業(yè)各個環(huán)節(jié)中,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、制造與維修中,圖紙被喻為工程界的技術(shù)語言,是技術(shù)交流的一種重要工具,凡是從事工程技術(shù)相關(guān)工作的人員都必須具備一定的識圖和繪圖能力。
《機械制圖》課程內(nèi)容較為抽象,而且需要學(xué)生具備一定的三維空間想象能力,為了在教學(xué)過程中做到有的放矢,我們連續(xù)多年對在校生開展一系列有針對性的問卷調(diào)查,通過分析問卷調(diào)查的數(shù)據(jù)得知,學(xué)生在《機械制圖》課程的學(xué)習(xí)過程中主要存在以下難點:
機械制圖不同于藝術(shù)繪圖,繪圖者需嚴(yán)格按照機械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定進行繪圖,尺寸標(biāo)注也不例外。機械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)對圖樣尺寸標(biāo)注的尺寸界線、尺寸線、文字、尺寸數(shù)字、單位、公差等方面作了統(tǒng)一的規(guī)定,由于標(biāo)準(zhǔn)眾多且枯燥乏味,學(xué)生不易理解和熟記,學(xué)習(xí)效果較為一般,因此在對機械圖樣進行尺寸標(biāo)注時,無法準(zhǔn)確、完整、清晰地完成尺寸標(biāo)注。
機件的形狀結(jié)構(gòu)常有平面與立體相交的情形,二者的交線就稱為截交線。在學(xué)習(xí)這部分知識過程中,學(xué)生最大的困難就在于不能準(zhǔn)確分析截平面與立體的相對位置,導(dǎo)致無法確定截交線的形狀及投影特性。
任何組合體都是由幾個基本形體通過疊加、切割或穿孔等方式組合而成。由于學(xué)生的空間想象能力較為薄弱,很難準(zhǔn)確分析組合體各部分的形狀和它們的相對位置,無法準(zhǔn)確繪制出組合體的三視圖。
當(dāng)物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜時,可以采用剖視圖進行表達。在繪制剖視圖時,由于剖視圖的種類繁多,且學(xué)生對物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺乏感性認(rèn)識,導(dǎo)致學(xué)生對物體被剖切的位置判斷不準(zhǔn)確,想象不出物體被剖切后的實際形狀,因此常常會把一些投影線漏掉,無法完整繪制出物體的剖視圖。
筆者扎根于《機械制圖》課程一線教學(xué)近8 年,在多年的教學(xué)過程中,針對不同的教材,不同的學(xué)生特點,不斷進行努力探索與大膽嘗試、創(chuàng)新,并將自身在企業(yè)從事機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的實踐經(jīng)驗融入到教學(xué)中,經(jīng)過多年的教學(xué)實踐積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗,針對上述的學(xué)習(xí)難點提出了幾點創(chuàng)新教法。
備課時,將尺寸標(biāo)注練習(xí)的圖形用Auto CAD 軟件繪制好并保存,授課時,打開事先繪制好的圖形,將尺寸標(biāo)注的各項國家標(biāo)準(zhǔn)通過Auto CAD 軟件的尺寸標(biāo)注樣式設(shè)置展示給學(xué)生,Auto CAD 軟件對尺寸標(biāo)注樣式進行有序歸類,共分為七個選項卡,如圖1 所示,講授時結(jié)合國標(biāo)對每個選項卡的參數(shù)逐一設(shè)置,參數(shù)設(shè)置完畢后可以立即調(diào)用尺寸標(biāo)注命令在圖形上進行標(biāo)注,這樣一來,學(xué)生可更直觀地認(rèn)識到各項國家標(biāo)準(zhǔn)的具體應(yīng)用,使這部分知識的學(xué)習(xí)不再枯燥,不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,且更有利于學(xué)生理解和熟記,顯著地提高教學(xué)效率。
在講授立體表面的截交線時,首先通過Pro/E 軟件三維實體造型繪制出立體形狀,再利用去除材料功能將立體被截切后的形狀繪制出來。如圖2 所示的圓錐體,將被截切后的交線用醒目的紅色線條進行標(biāo)識,將截平面填充成黃色以區(qū)別于其他立體表面,并分別作出其主視圖、左視圖、俯視圖及軸測圖,使學(xué)生能全方位、多角度地觀察截平面與立體表面的相對位置,再針對學(xué)生的學(xué)習(xí)難點,著重分析截平面和立體表面的各個特殊點的位置關(guān)系,進而確定截交線的形狀及投影特性,截交線的繪制難點也就迎刃而解,同時有利于培養(yǎng)學(xué)生的立體思維能力,為后續(xù)組合體三視圖的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。
在講授組合體三視圖時,傳統(tǒng)的教學(xué)方法是通過掛圖或者模型向?qū)W生展示立體的幾何形狀,但是實際的工程圖例千變?nèi)f化,顯然傳統(tǒng)的教學(xué)方法具有一定的局限性,而Pro/E 軟件的三維建模功能十分強大,可以造型任意的實體特征,為教學(xué)提供了豐富的模型素材。備課時,通過Pro/E 軟件的三維實體造型功能將組合體形狀造型出來,授課時可以360°翻轉(zhuǎn)組合體,讓學(xué)生能反復(fù)動態(tài)觀察組合體的幾何形狀及其結(jié)構(gòu)組成,弄清各部分的相對位置關(guān)系,以此幫助學(xué)生逐步構(gòu)建自身的三維空間想象能力,使學(xué)生的作圖思路更加清晰,進而較大程度提高學(xué)生的識圖和繪圖能力。
備課時,可事先將剖切前的實體通過Pro/E軟件繪制好并保存,授課時,利用Pro/E軟件的繪圖功能調(diào)用實體,并根據(jù)實際需要靈活選擇剖切位置,快速生成各種類型的剖視圖,還可在剖視圖中利用視圖管理器插入三維截面,如圖3 所示的圓柱體,將其二維截面視圖和三維截面視圖同時放在一起,學(xué)生不僅可以直觀清晰地觀察物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu),增強感性認(rèn)識,易于理解和掌握,同時有利于開拓學(xué)生的邏輯思維,總結(jié)出剖視圖的繪圖規(guī)律,從而將剖視圖表達得更加準(zhǔn)確清晰。
通過借助現(xiàn)代計算機科學(xué)技術(shù),利用Auto CAD、Pro/E軟件,將手工制圖、二維繪圖及三維造型有機結(jié)合在一起,突破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式,開創(chuàng)了新的教學(xué)思路,使得教與學(xué)這兩個環(huán)節(jié)都得到很好的促進,有效破解了《機械制圖》課程的各個學(xué)習(xí)難點,同時也顯著地提高了教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量。在今后的教學(xué)工作中,筆者將繼續(xù)努力探索并不斷創(chuàng)新,及時改進教學(xué)方法以適應(yīng)現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展需求。