[內(nèi)容摘要]

　　根據(jù)中等職業(yè)教育學(xué)校教學(xué)的需要和機(jī)械制圖課程的特點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)手段、教學(xué)模式上對(duì)機(jī)械制圖課教學(xué)進(jìn)行了改革研究。打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)二維平面“圖”與三維空間的“物”相互轉(zhuǎn)化的思維模式，在切實(shí)傳授基礎(chǔ)理論的前提下，重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力和空間想象能力。

　　[關(guān)鍵詞]

　　機(jī)械制圖；教學(xué)改革；現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)；三維建模

　　引言：

　　《機(jī)械制圖》是一門理論與實(shí)踐性較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它實(shí)質(zhì)上是根據(jù)投影理論研究用二維平面的“圖”來表達(dá)三維空間的“物”的一門課程。主要培養(yǎng)學(xué)生制圖技能和空間想象力，為后續(xù)專業(yè)奠定基礎(chǔ)。針對(duì)目前中等職業(yè)教育學(xué)校的學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)不完善,空間想象力較差,這也是學(xué)習(xí)該課程的最大障礙。而技術(shù)基礎(chǔ)課教學(xué)時(shí)數(shù)又進(jìn)行了大幅度的壓縮，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi),如何合理、有效地優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力和空間想象力,這就需要在制圖課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)手段上進(jìn)行改革和創(chuàng)新,打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)模式，并將AutoCAD、CAXA三維建模等新技術(shù)與制圖課有機(jī)的結(jié)合。一方面可以提高教與學(xué)的效率；另一方面使學(xué)生能不斷地了解新技術(shù),激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)空間思維能力、創(chuàng)新能力,為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展打下良好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。本人結(jié)合制圖課的特點(diǎn)，對(duì)該課程的教學(xué)在以下幾方面進(jìn)行了改革研究與嘗試。

　　一、以實(shí)用、夠用為目的,合理調(diào)整制圖課的內(nèi)容。

　　在制圖課教學(xué)時(shí)數(shù)壓縮較多的情況下,要打破傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和授課順序,重新選擇課程內(nèi)容,設(shè)置有效的教學(xué)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),突出與其它學(xué)科的聯(lián)系,注重各學(xué)科的相互滲透，不斷引入新技術(shù),跟上技術(shù)發(fā)展的需要。

　　1、淡化畫法幾何的內(nèi)容。

　　畫法幾何的內(nèi)容理論性過強(qiáng)，題目抽象，尤其是立體表面取點(diǎn)的內(nèi)容，學(xué)生普遍感到困難，且應(yīng)用較少。根據(jù)夠用的原則，可以刪去不講或簡(jiǎn)講。重點(diǎn)講解正投影的基本原理和三視圖的投影規(guī)律，并加大組合體讀圖、機(jī)件的表達(dá)方法及機(jī)械圖樣閱讀的比重。

　　2、簡(jiǎn)化立體表面交線的教學(xué)。

　　立體表面的交線包括截交線和相貫線。這兩個(gè)內(nèi)容是整個(gè)制圖教學(xué)的難點(diǎn)，但在實(shí)際繪圖時(shí)碰到這類交線時(shí)，一般是采用近似的畫法，用圓孤曲線來代替各種復(fù)雜的交線。因此，這部分教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整：在講授截交線時(shí)，只介紹平面立體和圓柱體截交線的畫法，對(duì)于圓錐體截交線，可作簡(jiǎn)介或刪去不講。對(duì)于相貫線的內(nèi)容，在實(shí)際零件中出現(xiàn)較多的是兩圓柱正交和圓柱體與長(zhǎng)方體相交兩種情況。其它的相貫線：如柱與錐相交等出現(xiàn)的機(jī)率較少，在教學(xué)中可以只介紹前兩種相貫線的近似畫法，有利于提高實(shí)用性，便于學(xué)生學(xué)習(xí)掌握。

　　3、整合內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)

　　制圖教學(xué)通常是按章節(jié)進(jìn)行講授，學(xué)生所獲知識(shí)概念是臺(tái)階式堆砌在一起，不利于其綜合知識(shí)的全貌，因此在教學(xué)中應(yīng)淡化各知識(shí)的分界，強(qiáng)化整體功能。

　　⑴、將正投影法、基本體的視圖、軸測(cè)圖、組合體、圖樣的基本表示法等內(nèi)容進(jìn)行整合。以體為中心，加強(qiáng)體與視圖，體與各章節(jié)的聯(lián)系。其中組合體是基本體與零件的橋梁，在這一節(jié)內(nèi)容中要精講組合體的形體分析法及其應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生由視圖構(gòu)畫軸測(cè)圖的能力，使學(xué)生在圖、物轉(zhuǎn)化的表達(dá)過程中逐步提高空間想象力和分析能力。各知識(shí)點(diǎn)應(yīng)互相穿插，融會(huì)貫通，有利于提高學(xué)生的綜合讀圖能力。

　?、?、整合標(biāo)準(zhǔn)件、常用件、零件圖、裝配圖等內(nèi)容。可以通過實(shí)用裝配體模型來展開對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件、常用件、零件圖、裝配圖的討論，培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題的能力。比如：以銑刀頭模型為例，可以觀察到螺紋連接情況，引出螺栓，螺釘?shù)冗B接畫法；引出軸與輪的鍵連接畫法；軸的支承導(dǎo)出軸承等，這樣從整體裝配結(jié)構(gòu)導(dǎo)入，有利于學(xué)生系統(tǒng)掌握標(biāo)準(zhǔn)件常用件的作用及裝配連接畫法以及裝配圖與零件圖的關(guān)系。在講授中要考慮互相穿插、互相滲透、綜合概括，這樣有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與性，也有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、讀圖能力和拆畫零件圖的能力。

　?、恰⒖蛇m時(shí)的加入AutoCAD課程

　　在進(jìn)行到機(jī)械圖樣表達(dá)內(nèi)容時(shí),可以加入AutoCAD計(jì)算機(jī)繪圖知識(shí)介紹,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)手工繪圖時(shí),就逐步掌握CAD二維及三維實(shí)體建模的新技術(shù)。介紹零件圖的內(nèi)容時(shí),可將尺寸公差、形位公差、表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注用AutoCAD完成,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效率。

　　二、改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生從三維到二維，再從二維到三維的思維模式，實(shí)現(xiàn)從空間到平面的思維轉(zhuǎn)變。

　　制圖課作為技術(shù)基礎(chǔ)課,一般都在中等職業(yè)教育學(xué)校的一年級(jí)開設(shè)，學(xué)生剛初中畢業(yè),沒有經(jīng)過實(shí)踐的鍛煉,頭腦中的立體概念較少，因而在投影理論的學(xué)習(xí)中感到吃力,往往想不出立體的形狀。針對(duì)學(xué)生的特點(diǎn),介紹投影作圖的知識(shí)時(shí),采用“先從三維到二維，再從二維到三維的思維模式”來解決傳統(tǒng)圖學(xué)教學(xué)中憑空想象問題的方式,具體分三個(gè)過程。

　　1.學(xué)生建立三維空間“體”的過程。

　　讓學(xué)生用橡皮泥等工具照著一些簡(jiǎn)單的立體模型,捏制各種幾何實(shí)體,使學(xué)生充分了解基本體的形式,感受到型體的虛、實(shí)之分和方向之別,明白了體與尺寸的關(guān)系,頭腦中不斷積累了立體的表象,表象積累多了,空間感性知識(shí)就增加了,容易想象出空間形體的形狀。

　　2.由三維空間”體”轉(zhuǎn)二維平面”圖”的過程

　　由教師啟發(fā),引導(dǎo)學(xué)生將橡皮泥構(gòu)制的物體通過推壓由厚變薄直至成面,從而形成了平面圖形，學(xué)生可以照著壓成的平面畫出圖形,并按三個(gè)觀察物體的垂直方面壓畫平面圖形。這樣制圖的理論概念“投影”用“壓平” 、“視圖”用“壓平圖”來替代更為直觀，為抽象的正投影和三視圖的形成奠定了基礎(chǔ)。學(xué)生在壓和畫中體會(huì)了三視圖的關(guān)系，深刻理解了投影規(guī)律的內(nèi)涵。

　　3.由二維平面”圖”轉(zhuǎn)向三維空間”體”的過程

　　引導(dǎo)學(xué)生對(duì)照簡(jiǎn)單的平面圖樣,想象構(gòu)造物體,再用橡皮泥捏制出想象的立體。經(jīng)過反復(fù)的構(gòu)體訓(xùn)練,學(xué)生逐步掌握了“二維平面的圖”與“三維空間的體”之間相互轉(zhuǎn)換關(guān)系和規(guī)律。由圖構(gòu)體時(shí),學(xué)生將意識(shí)中的立體信息用橡皮泥捏制的實(shí)物表達(dá)出來，這比抽象的憑空想象要深刻的多,也是提高空間想象力的最佳方式，并為后續(xù)內(nèi)容”補(bǔ)缺線”、”二求三”等讀圖能力打下良好基礎(chǔ)。

　　在以上的這種“先從三維到二維，再從二維到三維”的思維模式的教學(xué)方法,能夠起到二維、三維相互滲透、相互融合的作用。由于學(xué)生動(dòng)手參與了“三維體═>二維面═>三維體”的制作轉(zhuǎn)換過程,充分發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。學(xué)生通過反復(fù)的練習(xí)，形成了空間思維能力。如果教師能將“三維體═>二維面═>三維體”的轉(zhuǎn)換過程，用三維CAD實(shí)體建模技術(shù)進(jìn)行配合演示總結(jié)，效果會(huì)更好，有利于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力。

　　三、探索現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),提高教學(xué)效率

　　現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)是將課堂教學(xué)搬到生產(chǎn)實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)的一種教學(xué)方法。通過仿真或?qū)嶋H的生產(chǎn)實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施教學(xué)過程，使學(xué)生能將理論和實(shí)際聯(lián)系起來，提高學(xué)生的讀圖能力和教學(xué)效率，鞏固教學(xué)成果，較好地解決了制圖課學(xué)完后學(xué)生看不懂機(jī)械圖樣的問題。

　　現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)應(yīng)安排制圖內(nèi)容進(jìn)入零件圖部分，采用制圖技能實(shí)訓(xùn)形式。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目可選擇在車床上根據(jù)圖樣加工軸類零件。在該項(xiàng)目訓(xùn)練中,學(xué)生觀察了軸的裝夾、定位、加工外園、內(nèi)孔、螺紋、退刀槽、倒角的全過程,從而理解了什么是零件的加工位置、軸類零件主視圖為何軸線水平放；理解了抽象的概念如：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、定位尺寸、定形尺寸；理解了軸類零件圖上尺寸按加工順序標(biāo)注等合理標(biāo)尺寸的原則和技術(shù)要求的概念。這與傳統(tǒng)教學(xué)有著本質(zhì)的區(qū)別，如果只在課堂上講這些內(nèi)容,學(xué)生看不到實(shí)際加工過程,老師講的再好,也是對(duì)牛彈琴。

　　采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)時(shí),除了教師演示和講解零件的加工過程,條件具備時(shí),教師可以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行加工,效果會(huì)更好。

　　 四.將AutoCAD,三維CAD實(shí)體建模等新技術(shù)與制圖課有機(jī)結(jié)合,提高教學(xué)效率

　　如果按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式,老師必須使用大量的實(shí)物模型或掛圖來輔助教學(xué),以培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力，在教學(xué)時(shí)數(shù)減少的情況下顯然是很困難的。2004年8月在呼和浩特召開的第十四屆全國(guó)圖學(xué)教育研討會(huì)中專家們一致認(rèn)可“三維的引入”是解決傳統(tǒng)圖學(xué)教學(xué)中憑空想象問題的最好方式。在常用的教學(xué)手段（掛圖、實(shí)物模型、多媒體課件）的基礎(chǔ)上引入三維CAD實(shí)體建模新技術(shù)是解決教學(xué)困難的一種重要手段，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)有很大促進(jìn)作用。

　　1、三維CAD實(shí)體建模新技術(shù)可以滿足課堂教學(xué)演示需求.

　　實(shí)踐證明三維CAD實(shí)體建模是組合體構(gòu)形設(shè)計(jì)的一種先進(jìn)工具,有助于提高學(xué)生的空間想象力。例如相貫線的畫法是制圖課程的難點(diǎn),講授常見的圓柱與圓柱相貫線的畫法時(shí),學(xué)生總是難以理解相貫線的內(nèi)容,如果采用三維CAD實(shí)體建模中的拉伸、旋轉(zhuǎn)、布爾運(yùn)算及三維剖視圖等方法,就可以把外圓柱面與外圓柱面相貫,孔與孔相貫,圓柱面挖孔相貫的情況直觀形象地展現(xiàn)給學(xué)生。同時(shí)，改變相應(yīng)的半徑值,將兩圓柱等徑相貫與不等徑相貫的相貫線的變化趨勢(shì)直觀地表達(dá)出來,學(xué)生可以很輕松接受知識(shí),提高了教學(xué)質(zhì)量和效率，突破了教學(xué)的難點(diǎn)。

　　2.根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,建立和運(yùn)用三維CAD實(shí)體模型庫和圖庫

　　由于機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容的空間性和抽象性,教學(xué)過程中需要配套的掛圖、模型,采用直觀的形象教學(xué)法。由于長(zhǎng)期使用的教學(xué)模型和掛圖已不能滿足教學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)步的需要,為此教師可以利用三維CAD實(shí)體建模的技術(shù)建立模型庫和圖庫。

　　結(jié)合<<機(jī)械制圖>>教材和習(xí)題冊(cè)中習(xí)題,利用三維CAD實(shí)體建模設(shè)計(jì)軟件建造虛擬的模型庫。三維模型庫分為基本體、組合體、零件和裝配體組成。建立了虛擬的模型庫不但減輕了教師輔導(dǎo)的工作量，克服了實(shí)物模型教學(xué)的諸多不足，大幅度擴(kuò)大了課堂的知識(shí)容量，提高了教學(xué)效率。主要包括以下方面，(1).三維立體模型庫；(2)二維平面圖樣;(3)動(dòng)畫仿真庫。利用三維模型可自動(dòng)生成精確的二維工程圖，在二維視圖中可以顯示尺寸和技術(shù)要求注釋,二維圖樣和三維模型之間存在著相互關(guān)聯(lián)功能。這樣講解中不斷充實(shí)學(xué)生的二維和三維之間轉(zhuǎn)換的思維訓(xùn)練,學(xué)生的空間想象能力有明顯提高。另外利用三維CAD實(shí)體建模設(shè)計(jì)軟件提供的工具可以構(gòu)造零件上的工藝特征,如倒角、倒圓、拔模斜度等,還可以進(jìn)行材質(zhì)的渲染.完成零件的建模。講解過程清晰直觀,便于學(xué)生接受，收到事半功倍的效果。

　　三維CAD實(shí)體建模技術(shù)引入到傳統(tǒng)的教學(xué)中不僅是教學(xué)手段現(xiàn)代化的體現(xiàn),而且給較為傳統(tǒng)的制圖教學(xué)注入了新的內(nèi)涵,對(duì)學(xué)生空間思維的培養(yǎng)有極大的促進(jìn)作用。但是要求教師要及時(shí)更新知識(shí),掌握實(shí)體設(shè)計(jì)技術(shù),才能在教學(xué)中熟練運(yùn)用。

　　結(jié)語:

　　為培養(yǎng)學(xué)生的讀圖、繪圖能力及空間想象力和技術(shù)應(yīng)用能力，以適應(yīng)現(xiàn)代科技社會(huì)對(duì)人才的要求。筆者根據(jù)中職學(xué)生的特點(diǎn)，從制圖課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)模式等環(huán)節(jié)上進(jìn)行了改革、探索和研究，特別強(qiáng)調(diào)二維平面“圖”與三維空間的“物”相互轉(zhuǎn)化的思維模式，采用“三維的引入”。實(shí)踐證明，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有效地提高了機(jī)械制圖課的教學(xué)質(zhì)量和效率。

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