孫路

Abstract： Classroom is the front position for higher vocational schools to complete teaching tasks. Whether classroom teaching is efficient or not will directly affect the efficiency of talent cultivation. Therefore， the construction of effective classroom is of great value to cultivate high-quality technical ability professionals. Taking SolidWorks 3D modeling and design major as an example， the author explores students' learning needs and learning difficulties， establishes a project and theme centered， and reconstructs e-learning resources. Aiming at solving the key and difficult points of higher vocational students in learning SolidWorks 3D modeling and design course， in order to meet the learning needs of different kinds of students and improve their engineering practice skills and practical ability.

關(guān)鍵詞： 三維建模;SolidWorks教學(xué);實(shí)例分析

Key words： 3D modeling;SolidWorks teaching;case analysis

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2022）04-0251-03

1 ?有關(guān)定義解讀

1.1 混合式教學(xué)模式

混合式教學(xué)模式是傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)合信息科技的網(wǎng)絡(luò)離線教學(xué)方式。授課開(kāi)始前，學(xué)生登陸教程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)媒介，檢索教程任務(wù)，觀摩教學(xué)微視頻與教學(xué)實(shí)例，并分組探討并完成學(xué)習(xí)內(nèi)容。老師依照平臺(tái)統(tǒng)籌解讀參數(shù)，有目的性地預(yù)備。學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，而老師針對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的共性難題實(shí)施統(tǒng)一解惑并教授知識(shí)，是教學(xué)活動(dòng)的引導(dǎo)人，這可以激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

1.2 有效課堂涵義

有效課堂覆蓋了課前、課堂與課后的體系化教學(xué)系統(tǒng)，是說(shuō)老師透過(guò)仔細(xì)的教學(xué)設(shè)計(jì)，憑借信息化教學(xué)模式，透過(guò)任務(wù)單讓學(xué)生完成知識(shí)預(yù)習(xí)，觀摩微視頻，并把重點(diǎn)帶入教程，由老師進(jìn)行闡釋。有效課堂需要老師綜合運(yùn)用本身的專業(yè)特長(zhǎng)與教育教學(xué)技能，完成靈活的教程預(yù)設(shè)，讓學(xué)生成為教學(xué)的主體，讓課程更為生動(dòng)形象。

1.3 教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)是提升教程教學(xué)品質(zhì)的核心元素，是說(shuō)老師根據(jù)當(dāng)代教育教學(xué)觀念，在全面解讀學(xué)生專業(yè)能力與學(xué)習(xí)技能等特征的前提下，謹(jǐn)慎解讀教學(xué)中的難題，明確教學(xué)目標(biāo)，并科學(xué)組織與調(diào)度各類教學(xué)資源而訂立學(xué)習(xí)方案的體系化的規(guī)劃過(guò)程。

通過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)，老師能夠整體把握教學(xué)活動(dòng)的基本流程，參考學(xué)生的特征，透過(guò)預(yù)設(shè)適度的教學(xué)場(chǎng)景，明確科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，并通過(guò)考評(píng)方案來(lái)確保教學(xué)活動(dòng)的高效展開(kāi)，第一時(shí)間調(diào)整教學(xué)模式與教學(xué)方略，進(jìn)而為后續(xù)時(shí)段的教學(xué)進(jìn)行支持。

2 ?SolidWorks三維建模設(shè)計(jì)教學(xué)模式可行度解讀

混合式教學(xué)方式是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革，學(xué)生通過(guò)慕課與微課等信息化教學(xué)模式在網(wǎng)絡(luò)上完成學(xué)習(xí)任務(wù)，老師在理想狀態(tài)下完成教程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)。學(xué)生是教學(xué)的主體，老師則是推動(dòng)課程的引路人，混合式教學(xué)方式能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生額主觀能動(dòng)性，讓教學(xué)變得趣味盎然，大幅度提高學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí)的技能。網(wǎng)絡(luò)離線混合式教學(xué)是結(jié)合信息科技的一類全新的教學(xué)方法。SolidWorks三維建模設(shè)計(jì)混合式教學(xué)的價(jià)值也得以體現(xiàn)。

伴隨電腦網(wǎng)絡(luò)科技的日新月異，使用各類新科技的SolidWorks三維建模設(shè)計(jì)教程平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)是各具特色的。但是，普通學(xué)校被教學(xué)經(jīng)費(fèi)與技術(shù)所限，無(wú)法隨時(shí)更新教學(xué)平臺(tái)。并且，一般的職業(yè)學(xué)校設(shè)有?？啤⒈究频榷囝惪颇?，并為學(xué)生提供教學(xué)服務(wù)。

參考學(xué)生的學(xué)習(xí)特征與學(xué)習(xí)習(xí)慣，滿足職業(yè)學(xué)校學(xué)生的需要，將一部分開(kāi)放類網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)（《微知庫(kù)》）導(dǎo)入到教程中。訂立職業(yè)學(xué)校SolidWorks3D建模設(shè)計(jì)教程混合式教學(xué)預(yù)案，以項(xiàng)目化教授為主導(dǎo)，為各班學(xué)種類、各專業(yè)系的高職學(xué)生設(shè)計(jì)SolidWorks3D建模設(shè)計(jì)條件，以項(xiàng)目為縱向挑選網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的學(xué)習(xí)資源。完成多平臺(tái)合作，網(wǎng)絡(luò)離線融合學(xué)習(xí)、教程教學(xué)與第二課堂學(xué)習(xí)。訂立混合式SolidWorks3D建模設(shè)計(jì)的教學(xué)考評(píng)準(zhǔn)則，科學(xué)考評(píng)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)離線學(xué)習(xí)質(zhì)量，讓學(xué)生學(xué)以致用。

建立以多平臺(tái)建設(shè)合作為核心的高職SolidWorks三維模型，打造一個(gè)更為公開(kāi)、更為科學(xué)、更為合適的新式教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上自發(fā)學(xué)習(xí)并且與實(shí)體教程進(jìn)行銜接，對(duì)更有效地進(jìn)行教程的全學(xué)習(xí)周期活動(dòng)，針對(duì)教學(xué)目的提高教學(xué)的成效是有極大價(jià)值的。

3 ?SolidWorks三維建模設(shè)計(jì)混合類教學(xué)的策略

工業(yè)革命4.0年代，伴隨網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言移動(dòng)終端的投用，以往的教學(xué)與研習(xí)模式也開(kāi)始形成新局面。伴隨互聯(lián)網(wǎng)+在我國(guó)的誕生，信息科技與高職教學(xué)相結(jié)合，課堂不單純是大學(xué)生獲得學(xué)識(shí)與訊息的唯一渠道或方法，其更喜歡微課、慕課等網(wǎng)絡(luò)教程，以往的課堂教學(xué)被切割成“碎片”，學(xué)生能夠在任何時(shí)間任何地點(diǎn)完成學(xué)習(xí)任務(wù)，突破了時(shí)空的約束，提高了學(xué)習(xí)的成效，盡管網(wǎng)絡(luò)教程有著媒介資源充裕、便于學(xué)生學(xué)習(xí)等優(yōu)勢(shì)，然而其還并未完全替代傳統(tǒng)的教學(xué)方式。最關(guān)鍵的是教學(xué)平臺(tái)解析——當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)教程由于擁有大量的教育資源與便利性，受到學(xué)生的青睞，我國(guó)個(gè)高職學(xué)校極為看重網(wǎng)絡(luò)教程的構(gòu)建與運(yùn)用。并且，有關(guān)專業(yè)技術(shù)企業(yè)也增強(qiáng)了推介運(yùn)用的強(qiáng)度。例如，微知庫(kù)是高效并且有時(shí)間價(jià)值的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)APP。老師注冊(cè)后，就能夠免費(fèi)在媒介上創(chuàng)建課程表，并且能夠把微視頻、課件與有關(guān)的教學(xué)資源推介給學(xué)生。學(xué)生通過(guò)移動(dòng)設(shè)備能夠在任何時(shí)間任何空間完成自發(fā)學(xué)習(xí)，并且此教學(xué)媒介對(duì)師生都是免費(fèi)提供服務(wù)的。

微知庫(kù)不但能夠在移動(dòng)設(shè)備、平板登陸，還能夠在臺(tái)式機(jī)上登陸。此教學(xué)媒介包括班級(jí)設(shè)計(jì)、學(xué)生管控、教學(xué)組織、教學(xué)資源推介、問(wèn)卷票選等特色功能模塊。尤其是在教學(xué)活動(dòng)功能模塊內(nèi)，師生可以無(wú)限制的交流，還能夠部署任務(wù)完成小組探討與報(bào)告，并能夠完成單元訓(xùn)練與測(cè)試。微知庫(kù)網(wǎng)絡(luò)研習(xí)媒介最大的優(yōu)點(diǎn)是把網(wǎng)絡(luò)教學(xué)媒介與移動(dòng)社交媒體進(jìn)行雜糅，可以讓學(xué)生的學(xué)習(xí)流程變得高效并便于管控。師生能夠在任何時(shí)間任何地點(diǎn)完成交流，并且老師能夠參考此媒介所記載的學(xué)生的測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)與活動(dòng)表現(xiàn)，第一時(shí)間調(diào)試與優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)模式，能夠依照學(xué)生的綜合表現(xiàn)記載第一時(shí)間為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)。微知庫(kù)平臺(tái)提供了多元化的學(xué)習(xí)模式、趣味化的互動(dòng)版塊與更全方位與體系化的教育資源管控，可以完成過(guò)程性考評(píng)與個(gè)性化教學(xué)。

4 ?SolidWorks三維建模設(shè)計(jì)教程教學(xué)設(shè)計(jì)

SolidWorks三維建模設(shè)計(jì)是高職機(jī)械類專業(yè)核心教程，通常探究工程圖紙的電腦3D建模。透過(guò)研習(xí)，讓學(xué)生熟稔地使用二維圖的繪畫、三維元件建模、曲面建模、鈑金建模與裝配體建模的設(shè)計(jì)模式，培養(yǎng)與提升了學(xué)生SolidWorks軟件的使用能力。例如，在機(jī)械零部件構(gòu)型與視圖的課程開(kāi)設(shè)以后，教程以經(jīng)典的元件為樞紐，鑒于教學(xué)流程引導(dǎo)，根據(jù)項(xiàng)目化的需要預(yù)設(shè)了五大模塊：基礎(chǔ)操控、元件建模、高端建模、裝配體設(shè)計(jì)、建筑圖設(shè)計(jì)，并且把曲面設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)等項(xiàng)目結(jié)合到有關(guān)模塊;運(yùn)用從簡(jiǎn)易到困難，從單獨(dú)到綜合，依照職業(yè)規(guī)劃與學(xué)生認(rèn)知的定律，精心安排，強(qiáng)化專業(yè)技能與創(chuàng)新技能的培育，讓學(xué)生的求知欲能夠得到滿足。

4.1 裝配體的建模教學(xué)模塊

以經(jīng)典元件為樞紐，使用由下往上的裝配體建模的模式，通常包含吊臂的裝配體建模、液壓缸的裝配建模、定滑輪的裝配建模、皮帶盤的裝配建模。項(xiàng)目案例載體見(jiàn)圖1。

4.2 自下而上的裝配體建模設(shè)計(jì)

這通常包含掌握使用標(biāo)準(zhǔn)配合建立由下而上的裝配體的模式;掌握局部坐標(biāo)軸的創(chuàng)建模式。

①教學(xué)任務(wù)。

首先，要熟悉簡(jiǎn)易元件、高端元件的建模流程;其次，要解讀圖紙并建立元件;再次，掌握拉伸基座、拉伸切割設(shè)備、圓角、鏡像、旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備、旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)/基座等的操控模式;其四，應(yīng)在裝配件內(nèi)找出首個(gè)固定元件;其五，使用重合、同軸、垂向、平行、切割、間距、視角、對(duì)齊、反方向等準(zhǔn)則，配套建設(shè)由下往上的裝配體;其六，可以使用徑向元件用具;其七，可以相對(duì)裝配體坐標(biāo)系，明確質(zhì)心的方位;其八，要建立局部坐標(biāo)軸，掌控明確相較于新建坐標(biāo)軸質(zhì)心方位的技巧;要運(yùn)算出建立的裝配的總重量與占地?cái)?shù)據(jù)。

②教學(xué)組織。

首先，學(xué)生分成小組每組三到四名學(xué)生，完成角色預(yù)設(shè);一位學(xué)生完成底臺(tái)等元件的建模、一位學(xué)生完成三孔連桿的建模、一位學(xué)生完成五孔連桿的建模，最后小組通力合作，對(duì)吊臂裝配體進(jìn)行建模，最終每個(gè)小組挑選一個(gè)代表進(jìn)行成果報(bào)告;其次，提供理實(shí)一站式訓(xùn)練室，并完成元件建模;再次，課前教師要進(jìn)行部署，學(xué)生復(fù)習(xí)簡(jiǎn)易元件建模特征操控的有關(guān)課程;課堂上，組織學(xué)生完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)，布置練習(xí)題，報(bào)告歸納，項(xiàng)目考評(píng);課后要觀摩吊臂裝配體視頻的制做。

4.3 教程學(xué)習(xí)與課余興趣小組活動(dòng)相融合

為高效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新理念與創(chuàng)新技能，模仿技術(shù)創(chuàng)新的活動(dòng)情景，老師誘導(dǎo)學(xué)生建立課余興趣小組。當(dāng)前能夠使用的三維軟件品種繁多，例如Pro/E、UG、Solidworks、CAXA等。因?yàn)檎n時(shí)所限，很多高職學(xué)校均只設(shè)立了其中一類。參考學(xué)生課余時(shí)間的情況，以設(shè)立選修教程與課余座談會(huì)的模式，增長(zhǎng)學(xué)生的見(jiàn)聞，并激發(fā)學(xué)生的潛能，縮短工作后與公司磨合的時(shí)間。例如，高職學(xué)校每年均會(huì)組織學(xué)生參加我國(guó)高職學(xué)校CAD/CAM競(jìng)賽，這既提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，磨煉了學(xué)生的實(shí)操能力，又為高職學(xué)校贏得了聲譽(yù)。

4.4 傳統(tǒng)教學(xué)模式與多媒體教學(xué)模式相融合

要充分使用當(dāng)代化的多媒體教學(xué)模式，把教程形象、直接、有趣地推送給學(xué)生。例如，職業(yè)學(xué)校要引入電子教室這類高科技的教學(xué)模式講解專業(yè)課，完成教師機(jī)對(duì)學(xué)生機(jī)的廣播、監(jiān)督、熒屏攝錄、熒屏回播、語(yǔ)音授課等，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)一管控，協(xié)助學(xué)生完成電腦軟件的研習(xí)與運(yùn)用。使用先進(jìn)的教學(xué)模式，讓傳統(tǒng)教程中師生的溝通能夠?qū)崿F(xiàn)，又打破了傳統(tǒng)教舍對(duì)時(shí)空的約束，讓電腦課程變得有趣生動(dòng)，這也是教學(xué)模式的顛覆性改革。

4.5 使用SolidWorks軟件輔助截交線、相貫線的繪制

在機(jī)械項(xiàng)目中，元件的構(gòu)造外形是多元化的，這部分元件并不是完備的基礎(chǔ)體，一般是立體某局部被切割、打孔與開(kāi)槽，截平面與立體表層的匯集線是截交線，兩個(gè)立體交匯所形成的表層交線被叫做相貫線。截交線與相貫線的學(xué)習(xí)是機(jī)械繪圖課程中的難題。并且，這些內(nèi)容都極為晦澀，大部分學(xué)生很難解讀與把握。而透過(guò)SolidWorks軟件構(gòu)建3D實(shí)體模型，動(dòng)態(tài)地演繹截切與相貫的流程與改變，讓晦澀的內(nèi)容變得生動(dòng)，協(xié)助學(xué)生對(duì)截交線與相貫線外形與影響元素能夠感性認(rèn)知。比如，相貫線由于兩立體的曲面構(gòu)造、曲面尺寸與相對(duì)方位不同而導(dǎo)致空間外形有所差異。使用SolidWorks軟件數(shù)據(jù)化建模功能，變更轉(zhuǎn)變模型的數(shù)據(jù)，就能夠讓相貫線的改變能夠被動(dòng)態(tài)演繹。（見(jiàn)圖2）

如此，會(huì)讓晦澀的理論講解變得不再枯燥，能夠培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，提升了學(xué)生的思維能力，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)變得形象而具體。

4.6 使用SolidWorks軟件解讀組合體視圖

任何繁雜的機(jī)械元件都能夠被當(dāng)成是由一部分簡(jiǎn)易的基礎(chǔ)體通過(guò)重疊、分割等模式重組而成的實(shí)體。繪制實(shí)體視圖是機(jī)械制圖的關(guān)鍵版塊，讀圖是通過(guò)業(yè)已繪制而成的平面圖像，通過(guò)形狀的解析與線面的投影解讀，推導(dǎo)出實(shí)體的空間外形與構(gòu)造。讀組合體視圖模式包含形體分析法與線面分析法，對(duì)重疊性的實(shí)體，使用形體解讀法，想象出每個(gè)基礎(chǔ)體的外形，再依照各組成元件的相對(duì)方位、組合模式，綜合而成想象體。然而，對(duì)大部分初學(xué)者而言，其空間想象能力偏弱，極難想象出組合體完整的空間立體外形，因此使用Solidworks軟件能夠協(xié)助學(xué)生構(gòu)建其完備的空間立體外形。在教程中使用Solidworks軟件能夠?qū)A(chǔ)體實(shí)施重疊、割裂，構(gòu)成新的組合體，學(xué)生能夠直觀地觀看到組合體的形成流程，激發(fā)學(xué)生的研習(xí)區(qū)位。比如，使用已知的兩個(gè)視圖，繪制出第三個(gè)視圖。（見(jiàn)圖3）

此刻，使用軟件對(duì)立體圖像的各個(gè)特征上色，形成的多色、形象的實(shí)體模型會(huì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，學(xué)生更容易掌握到其中的要點(diǎn)。

5 ?結(jié)束語(yǔ)

綜上，使用三維SolidWorks造型技術(shù)作為教學(xué)模式，與教學(xué)內(nèi)容深度契合，客服了傳統(tǒng)教學(xué)模式的問(wèn)題，學(xué)生更能夠通透地解讀教學(xué)內(nèi)容，空間思維由此成型，并提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性，獲得了良好的教學(xué)成效。把三維造型設(shè)計(jì)導(dǎo)入機(jī)械制圖學(xué)習(xí)中，學(xué)生提早學(xué)習(xí)三維軟件，后期的專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

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