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(shí)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(shí)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(duì)于剛接觸專業(yè)學(xué)習(xí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，僅靠有限的機(jī)械模型和簡(jiǎn)單的PPT課件來(lái)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(shí)體模型，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)抽象二維平面圖形與真實(shí)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(dòng)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(shí)也激發(fā)了學(xué)生對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)興趣和積極主動(dòng)性。

1.SolidWorks在三視圖教學(xué)時(shí)的應(yīng)用

1.1通過(guò)對(duì)“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(guò)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(gè)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(gè)固定的正等軸測(cè)圖，我們無(wú)法隨意地轉(zhuǎn)變圖形的方向，無(wú)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(gè)界面中同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)窗口進(jìn)行對(duì)比）。通過(guò)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(duì)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(duì)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(shí)，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(guò)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(guò)程及切割型組合體視圖的切割過(guò)程，使學(xué)生印象深刻，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的空間想象能力。在已知組合體兩個(gè)視圖求第三個(gè)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(duì)三維空間理解能力不夠而做錯(cuò)題目，若不能提供相應(yīng)的組合體實(shí)物，而是只泛泛講解答案，學(xué)生是難以理解的。這時(shí)若用SolidWorks軟件現(xiàn)場(chǎng)繪制立體模型展示，學(xué)生就會(huì)一目了然，疑難問題也會(huì)迎刃而解。例如在補(bǔ)畫組合體視圖時(shí)，根據(jù)這兩個(gè)視圖，學(xué)生很難想象這個(gè)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(duì)于這個(gè)典型問題在讀圖過(guò)程中出現(xiàn)了失誤，難以繪制出正確的第三視圖，而通過(guò)SolidWorks軟件的使用，演示零件的建模過(guò)程，加深學(xué)生對(duì)組合體形成過(guò)程的理解。零件模型繪制好后可通過(guò)軟件的多個(gè)視口功能，同時(shí)展示三視圖及軸測(cè)圖，各視口中的視圖間的點(diǎn)、線、面一一對(duì)應(yīng)、一目了然，也可以對(duì)零件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，使學(xué)生從各個(gè)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(lái)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(duì)機(jī)械零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的理解有較大困難，同時(shí)對(duì)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(shí)時(shí)觀察剖切效果，同時(shí)SolidWorks還可以在“工程圖”模式下完成各種形式的剖視圖，通過(guò)SolidWorks直觀的動(dòng)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(guò)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(guò)SolidWorks Animator功能制作動(dòng)畫，將零部件的裝配過(guò)程錄制成動(dòng)畫，學(xué)生可通過(guò)動(dòng)畫演示直觀的看到零件的裝配過(guò)程，進(jìn)一步理解各零件間的裝配關(guān)系，對(duì)裝配過(guò)程有了更加深入的理解。同樣可通過(guò)SolidWorks Animator功能制作爆炸動(dòng)畫，形象生動(dòng)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(duì)裝配過(guò)程的理解，提高閱讀裝配圖的能力。

5.結(jié)束語(yǔ)

科學(xué)合理的設(shè)計(jì)教學(xué)方法及教學(xué)模式，會(huì)達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。實(shí)踐證明，通過(guò)使用SolidWorks軟件，對(duì)《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(guò)它，極大地調(diào)動(dòng)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(guó)勞動(dòng)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.