陶東波 樊新波

【摘 要】《機(jī)械制圖》是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。針對(duì)該課程在高職院校中的教學(xué)現(xiàn)狀，本文從實(shí)際出發(fā)研究了SolidWorks軟件在教學(xué)過(guò)程中的運(yùn)用，具體包括在教學(xué)模型庫(kù)、視圖表達(dá)、形體分析等方面的應(yīng)用。采用該軟件輔助教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升了學(xué)生的空間想象力和識(shí)圖繪圖能力，提高了教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】SolidWorks 《機(jī)械制圖》 視圖表達(dá) 形體分析 模擬裝配

一、引言

《機(jī)械制圖》是高職院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，圖樣被稱(chēng)為“工程界的語(yǔ)言”， 對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)其他專(zhuān)業(yè)課程影響很大。然而，在許多高職院校里普遍存在著這樣的現(xiàn)象：教師教得辛苦，學(xué)生學(xué)得吃力，效果很差。究其原因有三：第一，部分教師沿用傳統(tǒng)授課方式，重理論，輕實(shí)踐，學(xué)生缺乏主動(dòng)性，學(xué)習(xí)興趣缺失；第二，大部分教師雖然采用多媒體（如播放圖片、動(dòng)畫(huà)）或?qū)嵨锬Ｐ徒虒W(xué)，幫助學(xué)生建立三維空間，但呈現(xiàn)的方式多是固定的，不便根據(jù)需要隨意改變；第三，大部分高職生因基礎(chǔ)薄弱，空間想象與空間思維能力較弱，難于在二維與三維間進(jìn)行切換，以致對(duì)“深?yuàn)W而枯燥”的制圖課喪失興趣 [1-3] 。如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)質(zhì)量，成為《機(jī)械制圖》教育工作者的一個(gè)難題。借助軟件制圖的優(yōu)勢(shì)，采用軟件輔助教學(xué)逐漸成了一種趨勢(shì)。比如SolidWorks軟件是基于Windows系統(tǒng)環(huán)境下的三維實(shí)體建模軟件，具有強(qiáng)大的實(shí)體建構(gòu)功能，而且方便快捷，形象直觀(guān)，易學(xué)易用。筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)凷olidWorks軟件在《機(jī)械制圖》教學(xué)中的具體應(yīng)用。

二、教學(xué)模型庫(kù)建立

根據(jù)《機(jī)械制圖》課程體系和授課特點(diǎn)，《機(jī)械制圖》模型庫(kù)[4]大致可分為三維模型庫(kù)、二維圖庫(kù)、運(yùn)動(dòng)仿真庫(kù)等。Solidworks具有強(qiáng)大的三維實(shí)體造型功能、三維轉(zhuǎn)二維功能，以及虛擬仿真運(yùn)動(dòng)、創(chuàng)建爆炸視圖等功能，可以快速方便地建立《機(jī)械制圖》模型庫(kù)。模型庫(kù)在教學(xué)中可以完全取代實(shí)物模型，克服實(shí)物模型因體積或重量造成的攜帶不便的缺點(diǎn)，并節(jié)省了成本；模型可以全方位展示在屏幕上，為授課提供方便；模型形象逼真，動(dòng)畫(huà)生動(dòng)形象，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將模型庫(kù)載入網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)學(xué)生課后遇到困難時(shí)，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在模型庫(kù)中找到所需的模型，輔助學(xué)生學(xué)習(xí)。

三、視圖表達(dá)

視圖是指根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，采用正投影繪制的圖形，其用于表達(dá)機(jī)件結(jié)構(gòu)形狀，通常有基本視圖、局部視圖、剖視圖等。調(diào)用上述《機(jī)械制圖》模型庫(kù)中三維模型庫(kù)，結(jié)合Solidworks視圖命令，可以直觀(guān)形象地展示視圖的形成過(guò)程。如圖1-a所示零件如果采用三視圖表達(dá)，則內(nèi)部結(jié)構(gòu)難以表達(dá)清楚，宜采用剖視處理，SolidWorks提供了全剖視圖、半剖視圖等多種剖視方式；圖1-b是采取全剖形成的剖視圖，形象直觀(guān)。

四、相貫線(xiàn)展示

相貫線(xiàn)是兩立體表面的交線(xiàn)，隨著產(chǎn)生它的立體的形狀、大小和相對(duì)軸線(xiàn)位置的不同，相貫線(xiàn)表現(xiàn)出不同的形狀。正由于相貫線(xiàn)種類(lèi)繁多，抽象復(fù)雜，一直是教學(xué)中的難點(diǎn)，學(xué)生不易掌握。傳統(tǒng)教學(xué)手段難以表達(dá)清楚這種抽象的投影關(guān)系。SolidWorks建模基于參數(shù)驅(qū)動(dòng)，只要輸入需改動(dòng)的尺寸，就能重新建模，利用該功能，課堂上能方便地對(duì)相貫線(xiàn)的形成、變化規(guī)律及投影特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)演示[5]。

此外，利用 SolidWorks能方便地創(chuàng)建各種形式的立體模型相貫，如圓柱和圓柱相貫、圓柱和圓錐相貫（圖2-a）、圓柱和圓球相貫（圖2-b）等，將抽象復(fù)雜的相貫線(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w化的過(guò)程，使學(xué)生頭腦中積累一定的立體素材，大大縮短了認(rèn)知周期，糾正了抽象認(rèn)知過(guò)程中的投影錯(cuò)誤。

五、形體分析

大多數(shù)機(jī)器零件都可以看作是由一些基本形體通過(guò)疊加、切割等方式組合而成的組合體。面對(duì)復(fù)雜的組合體，學(xué)生不容易分清各基本形體對(duì)應(yīng)的三視圖。如圖3-a所示是某組合體的三視圖，學(xué)生在識(shí)讀該視圖時(shí)，面對(duì)線(xiàn)線(xiàn)框框，不知道從何下手，思維混亂。如果教師采用Solidworks進(jìn)行形體分析，即把組合體分割成一個(gè)個(gè)基本形體，如圖3-b所示，展示出基本形體與組合體之間的組合方式，再把各基本形體與其三視圖對(duì)應(yīng)起來(lái)，如圖3-c所示，這樣講解層次清楚，形象直觀(guān)，學(xué)生容易掌握形體分析的步驟和方法，對(duì)提高讀圖能力有極大的幫助。

六、模擬裝配

在裝配體教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生反饋對(duì)裝配體的連接關(guān)系及工作原理難以理解，因?yàn)闊o(wú)法看清裝配體內(nèi)部結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)過(guò)程。若教師們借助Solidworks軟件的裝配功能和爆炸視圖功能，模擬裝配過(guò)程，可以一步步展示各零部件的配合關(guān)系；運(yùn)用剖視、更改透明度等功能，裝配體內(nèi)部結(jié)構(gòu)將得以清楚地表達(dá)；通過(guò)模擬仿真，學(xué)生可以直觀(guān)形象地看到運(yùn)動(dòng)過(guò)程，從而提升教學(xué)質(zhì)量。

七、結(jié)束語(yǔ)

《機(jī)械制圖》著重培養(yǎng)學(xué)生的識(shí)圖繪圖能力。面對(duì)水平參差不齊的學(xué)生，教師應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)地更新教學(xué)方法，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，比如在教學(xué)過(guò)程中充分發(fā)揮Solidworks三維軟件的直觀(guān)性、靈活性等優(yōu)點(diǎn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。事實(shí)證明，采用該軟件輔助教學(xué)，教師將教得輕松，學(xué)生將學(xué)得輕松，教學(xué)效果也有顯著提高，同時(shí)使學(xué)生較早了解并熟悉了三維軟件，為今后的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]符莎.基于SolidWorks的《機(jī)械制圖》教學(xué)改革與探索[J].職業(yè)，2011（12）：151-152.

[3]黃雪云.Solidworks軟件與機(jī)械制圖課程深度融合的實(shí)踐教學(xué)模式改革探索[J].中小企業(yè)管理與科技，2015（11）：292-293.

[4]周思遠(yuǎn)，馬金山，張波，等.基于Solidworks的機(jī)械制圖網(wǎng)絡(luò)模型庫(kù)創(chuàng)建方法研究[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2011（05）：55-56.

[5]崔麗艷.SolidWorks在工程圖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息，2008（03）：238-239.