陳昌雄

（長江大學工程技術學院機械系，湖北荊州434019）

0 引言

目前，許多高校特別是獨立學院都將大學生實踐動手能力作為人才培養(yǎng)的重要目標。 而另一方面，在校的大學生絕大部分是直接從高中升入大學，基本上都缺乏工程機械背景知識，動手能力和創(chuàng)新能力較弱。 因此在高等教育中，通常采用通過基于機械零件認知的機械拆裝實訓，對典型機械的拆裝與分析，使學生增加對機械產(chǎn)品的認識，培養(yǎng)其工程實踐能力和解決實際問題的綜合能力。但有些學校該實踐課開課較早，學生三維空間想象能力以及對機械結(jié)構(gòu)的認知不足，造成實訓效果不夠理想。

1 遵循認知學習的規(guī)律，強化實訓效果

通常認知學習的規(guī)律是：感知——理解——鞏固——應用。 因此實訓中首先要求學生要人人動手，反復拆、裝，互相討論，細細體會，做到“眼到”、“口到”、“耳到”、“手到”、“心到”，多種感官并用來“感知”裝配體的結(jié)構(gòu)形狀、工作原理、各零件的相對位置和裝配關系等，并能從中提出一些問題，從而激發(fā)學生的學習興趣。

2 利用三維制圖加強直觀教學，培養(yǎng)學生的空間想象和思維能力

由于一些學校機械認知實訓開課較早， 學生的空間想象能力不足，不能理解整個設備結(jié)構(gòu)、甚至不能想象出對某些較復雜零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這樣對整個拆裝實訓效果有一定的影響。 因此，實訓前，指導教師可以利用三維制圖軟件(如SolidWorks、CATIA、Pro/E 等)對拆裝的各零部件進行建模， 再用其虛擬裝配設計功能進行相應的裝配流程、爆炸圖和模擬運行過程進行動畫演示制作。教學中，對較復雜的零件，采用三維制圖進行教學，可以使學生看到整個切割、疊加的過程以及切割、疊加形體的形狀特征，并從不同的角度觀察形體的投影；對整個設備，則可通過相應的裝配流程以及爆炸圖，讓學生對零件與零件的相互位置、配合關系有更清晰的認識，從而有利于學生正確思維方式、方法的形成，提高學習效率。

另外， 利用三維制圖進行直觀教學， 教師講解過程中能方便、快捷、靈活地調(diào)用三維模型，使教學內(nèi)容變得形象逼真，色彩豐富，加上動畫效果，更是生動有趣，這十分有利于學生進行觀察、分析和比較，從而培養(yǎng)學生空間想象及思維能力。

3 利用三維制圖講解設備的工作原理

在拆裝實訓中，利用虛擬三維模型和多媒體等輔助教學設備， 把機器的模擬裝配過程、模擬拆卸過程和模擬運行過程投影到屏幕上進行演示。 爆炸圖和動畫要比原來的黑板講解和掛圖更加直觀，并且更容易理解，軟件生成的三維模型形象逼真，立體感強。學生通過零部件和模型的旋轉(zhuǎn)、爆炸圖的生成和解除、模擬動畫，可以比較全面地了解零部件的結(jié)構(gòu)和工作原理。特別是對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復雜的設備還可以把其中的某些零件生成透明體，便于觀察構(gòu)件的裝配關系以及運動關系。

授課中，可通過反復觀看模擬動畫，指導教師輔以適當?shù)闹v解，學生對設備的運動狀態(tài)以及工作原理則更容易理解。 實訓中，學生能更容易掌握機器的初步裝配和調(diào)試方法等實踐知識，掌握更熟練的操作技能，也能解決動手拆裝過程遇到的一般性問題，使拆裝的效率大大提高，實訓效果可以得到進一步的提升。

4 激發(fā)學生的學習興趣及創(chuàng)新意識

拆裝實訓中， 通過對典型機械三維模型展示以及相應的動畫演示，學生可以對照設備實物與投影中的虛擬設備進行對比學習。 使學生感受到所學的知識更貼近現(xiàn)實，激發(fā)學生的學習興趣及積極性。 著名心理學家皮亞杰說過 “一切有效的工作必需以某種興趣為先決條件”。 也就是說， 興趣是人們力求認識某種事物或愛好某種活動的傾向，它能推動人們?nèi)プ非竽撤N知識或從事某種活動。 興趣的養(yǎng)成為后續(xù)的機械知識的學習打下了良好的基礎。

另外，可以引導學生課后自己動手學習三維制圖，利用軟件對零部件進行參數(shù)化建模、裝配、運動仿真等學習，甚至參與制作教學用的各種機器的三維模型以及模擬動畫。 一方面，可以培養(yǎng)學生三維空間想象能力和繪圖能力，激發(fā)學習熱情。另一方面，培養(yǎng)了學生的一定動手能力，還增加了團隊合作意識。

從教學的角度來講，引導學生積極地參與到教學活動中來，變被動地教為主動地學，充分發(fā)揮其主觀能動性，激發(fā)創(chuàng)新意識，使其知識、能力、素質(zhì)綜合協(xié)調(diào)。通過這些教學方式來提高學生的創(chuàng)新能力和實踐應用能力，使每個學生都能得到充分發(fā)展。

5 結(jié)論

現(xiàn)階段，在機械制造業(yè)中，許多大型企業(yè)和跨國公司已經(jīng)把三維制圖軟件的操作作為必備的基本技能。在機械認知實踐中適時的引入三維制圖輔助教學，不僅能夠大大增強學習的直觀性，提高教學的效率，激發(fā)學生的學習興趣，從而取得良好的教學效果，還使學生能較早的接觸到三維制圖軟件，學生的空間想象能力、空間分析能力有較大的提高，為后續(xù)課程《機械設計》、《機械制造工藝學》等的學習打下堅實的基礎。

［1］周凌華，歐陽全會.基于任務導向的《機械拆裝與測繪》課程開發(fā)研究[J].武漢交通職業(yè)學院學報，2011，13（4）：71-74.

［2］陳鳳騰.三維軟件UG 教學實踐應用與探索[J].科技創(chuàng)新導報. 2012，28：172-174.