本文根據(jù)筆者在機(jī)械制圖教學(xué)中應(yīng)用AutoCAD進(jìn)行輔助教學(xué)的實踐經(jīng)驗,闡述了利用AutoCAD的三維建模,模型轉(zhuǎn)換,直觀演示等功能在機(jī)械制圖教學(xué)過程所取得的良好效果,同時對利用AutoCAD進(jìn)行機(jī)械制圖的微課制作提供了一定的看法。
《機(jī)械制圖》是一門培養(yǎng)學(xué)生繪制和識讀工程圖樣,培養(yǎng)學(xué)生空間想象力、空間分析能力和對空間形體的表達(dá)能力的一門實踐性較強的學(xué)科。在中職機(jī)械制圖教學(xué)過程中,由于學(xué)生普遍基礎(chǔ)相對薄弱,因此在課堂教學(xué)中需要采用大量的模型來進(jìn)行輔助教學(xué),提高學(xué)生的空間想象力,而實際上可采用的模型卻是有限,尤其是習(xí)題中很多模型更是缺乏。同時,在課堂教學(xué)過程中,必須通過分步演示來幫助學(xué)生理解作圖過程,遇到比較復(fù)雜的圖形,已知圖形的繪制會花費大量的課堂時間,嚴(yán)重影響課堂效率。在機(jī)械制圖的課堂教學(xué)課程中,教師必須轉(zhuǎn)變觀念,探索新的教學(xué)模式和教學(xué)方法,尤其是在微課比較盛行的信息化教學(xué)時代,更需要去發(fā)掘適合課堂教學(xué)的有效手段。下面結(jié)合本人的課堂教學(xué)實踐,談?wù)勗跈C(jī)械制圖課堂教學(xué)中引入AutoCAD進(jìn)行教學(xué)的一些體會。
一、三維建模,便于學(xué)生理解形體構(gòu)成
對于很多學(xué)生來說,復(fù)雜的圖形需借助立體模型。而實際教學(xué)中,模型的缺乏給老師教學(xué)帶來的很大的不便。AutoCAD 2014的三維建模功能,則可以很方便的解決這一個問題。任何復(fù)雜的形體都是由棱柱、棱錐、圓柱、圓錐等基本體組合而成,AutoCAD的三維建模功能,可以在建立基本體的三維實體的基礎(chǔ)上通過布爾運算進(jìn)行疊加或挖切,得到最終的實體,有效快捷的創(chuàng)建各種復(fù)雜的三維實體,幫助我們解決習(xí)題模型不足的問題。此外,在AutoCAD軟件中,還可以對所創(chuàng)建的模型進(jìn)行縮放,逼真的三維動態(tài)顯示和自由動態(tài)觀察,以便更好的觀察形體的組成和細(xì)小部分的結(jié)構(gòu)。此外,還可以通過剖切操作,來更好的觀察立體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀,幫助學(xué)生更好的理解形體的構(gòu)成。
在組合體一節(jié)中,經(jīng)常要求學(xué)生根據(jù)兩視圖來完成第三視圖,或者補全視圖中所缺的圖線。對于一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的形體,僅靠老師分析物體的組成有時候?qū)W生很難理解。例如下圖1,已知俯、左視圖,求做主視圖。對照俯左視圖可以很快分析出這是一個圓柱上下各挖切掉一個圓柱后再中間開槽形成,而中間槽切割后與兩孔相交的內(nèi)部結(jié)構(gòu),對很多同學(xué)來說成了一個難點,會疑惑槽具體是如何切割才能形成這樣一個俯視圖的。此時借助AutoCAD的三維建模功能可不但可以把切割體的形成過程進(jìn)行演示,還可以通過切割功能直觀形象的給出形體內(nèi)部結(jié)構(gòu),如圖2所示,幫助學(xué)生理解形體構(gòu)成從而正確的完成主視圖的繪制。
圖1 圖2
二、模型轉(zhuǎn)換,更好培養(yǎng)空間思維能力
在機(jī)械制圖中,主要培養(yǎng)學(xué)生的讀圖和繪圖能力。繪圖是利用正投影法將物體繪制成視圖來表達(dá)物體形狀的過程;讀圖則要求根據(jù)已經(jīng)視圖,通過投影分析,想象出物體形狀的過程。讀圖和繪圖是兩個互逆過程,要求學(xué)生對所分析的對象進(jìn)行二維和三維的轉(zhuǎn)換,既要明確三維空間形狀,又要會完成某個視角的二維圖形。通過不斷的思維轉(zhuǎn)換,提高學(xué)生的空間思維能力。
在AutoCAD軟件中,通過視圖功能,可以對創(chuàng)建的模型進(jìn)行主視、俯視、左視等單一視圖的觀察,也可以進(jìn)行不同角度的軸測圖的觀察。此外,通過AutoCAD軟件中的多視口管理,可以根據(jù)需要把屏幕分割成幾個視口,可以分別控制各視口的顯示方式。通過將三維實體和二維視圖放置在不同的視口,通過不同的模型轉(zhuǎn)換,可以很方便的觀察二維視圖和三維實體間的關(guān)系,有效提高學(xué)生的空間思維能力。
三、直觀演示,簡化課件制作,提高課堂效率
在機(jī)械制圖課堂教學(xué)中,困擾老師的一個主要問題就是板圖時繪制已知圖形會花費較多時間,嚴(yán)重影響課堂教學(xué)時間的有效應(yīng)用。但是機(jī)械制圖教學(xué)和其他學(xué)科的不同處在于所有圖形都存在著對應(yīng)關(guān)系,不能進(jìn)行簡化。遇到復(fù)雜圖形這個問題就更加明顯。因此,很多老師借助多媒體課件來進(jìn)行輔助教學(xué)。
在教學(xué)過程中的多媒體課件大部分是PPT,要想在PPT中將繪圖過程很好的闡述出來,并不是件容易的事情。經(jīng)常會出現(xiàn)花費很多時間制作的PPT在實際教學(xué)過程中卻不能達(dá)到預(yù)期的效果。鑒于此類情況,當(dāng)課堂教學(xué)過程中需要進(jìn)行繪圖演示時,本人采用直接利用AutoCAD軟件來進(jìn)行直觀繪圖演示。課前將所有需要的已知圖樣繪制好,并準(zhǔn)備好相應(yīng)的學(xué)案,課堂教學(xué)時直接利AutoCAD軟件來進(jìn)行輔助教學(xué),配合講解分步演示作圖過程,學(xué)生則在相應(yīng)的學(xué)案上完成所需的圖形。這樣,不僅節(jié)省了繪制已知圖形的時間,還可以利用軟件的復(fù)制,擦除等功能將學(xué)生在繪圖中出現(xiàn)的一些問題直觀反映出來并及時進(jìn)行糾正,同時還可以很方便的對圖形進(jìn)行一些細(xì)小方面的修改,便于學(xué)生拓展提高,從而有效提高課堂教學(xué)效果。
四、制作微課,便于學(xué)生在課后進(jìn)行自主學(xué)習(xí)
微課是一種非常有效的課外學(xué)習(xí)資源,畢竟每個學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率,學(xué)習(xí)效果不盡相同,課堂沒聽懂,作業(yè)不會做,會使學(xué)生之間的差距越來越大,而微課則成了課堂知識復(fù)習(xí)鞏固,課外練習(xí)拓展提高的最佳方式。
借助于AutoCAD 2014強大的二維繪圖和三維建模的功能,在制作微課的時候可以不需要采用其他的三維軟件來進(jìn)行實體建模。在制作的微課中,可以利用三維建模功能先創(chuàng)建出實體,利用自由動態(tài)觀察功能從各個角度動態(tài)進(jìn)行三維顯示,然后利用視圖功能顯示各個不同視角所得到的視圖,通過二維和三維之間的轉(zhuǎn)換進(jìn)一步讓學(xué)生去理解形體的構(gòu)成及視圖,最后再利用投影關(guān)系分步完成圖形的繪制,并對繪圖過程中的一些需要注意的地方及容易出錯的地方進(jìn)行強調(diào)。制成的微課既可以作為一種共享資源發(fā)布給學(xué)生,便于學(xué)生課后自主學(xué)習(xí),也可以在課堂教學(xué)過程中結(jié)合需要進(jìn)行引入,進(jìn)行輔助教學(xué)。
利用AutoCAD軟件制作微課,不僅可以使學(xué)生掌握機(jī)械制圖的知識,還可以潛移默化的幫助學(xué)生熟悉軟件,為后面AutoCAD課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),同時通過軟件強大的功能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
從教學(xué)實踐可知,在機(jī)械制圖課堂教學(xué)中利用AutoCAD軟件來進(jìn)行輔助教學(xué),不僅可以將教學(xué)的重點、難點內(nèi)容直觀形象的展示出來,有利于學(xué)生空間思維能力和空間想象能力的培養(yǎng),提高教學(xué)質(zhì)量,還可以使課堂時間得到更充分的利用,建立立體化的教學(xué)資源庫和各種便于學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的教學(xué)資源。
(作者單位:江蘇省江陰市華姿中等專業(yè)學(xué)校)