基于Solidworks辅助中职机械制图教学的研究

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中职机械类专业学生学习机械制图的主要任务是读懂零件图，学生在学习中常常会遇到空间想象力不足与空间逻辑思维能力不强等问题。同时，这门课程也是学生反映比较难学的基础专业课程之一，对学生空间想象能力要求也比较高。
一、传统教学方式的缺陷
传统教学媒体主要是指教科书、黑板、实物模型、挂图等，教师主要依靠这些教学手段来完成教学。
根据现状分析得知：
现实生活中零配件模型多种多样。其价高、易损、不便携带、不能修改，已经远不能适应机械制图课的教学，也不能满足现代教学的需要。
教材不断更新，实物模型跟不上教材更新的步伐，导致课堂容量小、课堂教学效果不佳，急需数据模型库来弥补实物模型跟不上教材更新步伐的这一问题。
在教学中，教学设备常常配置不充分。这时就只能用现有的教学设备加教师“讲”、学生“听”的传统教学模式。而现在职业中学所面临的学生群体，大部分学习能力和数理知识基础较差。机械制图这门课程，要求学生具有丰富的空间想象能力，不少学生在学习中已经感觉相当吃力。而对于结构复杂，设计精密的模具设备来说，学生通过抽象的语言理解具体复杂的模具相关知识会更为困难，学生对所学课程中的抽象知识没有生动具体的了解，学习效果大打折扣。
因此，传统的粉笔、三角板、黑板、挂图加模型的教学模式已经远远不能满足我们当前的教学需要，传统模式的教学急需现代教育技术进行教学改革。
二、Solidworks辅助教学的应用
随着现代教育科技技术的发展和应用，尤其是计算机的普及和多媒体课件的应用，在一定程度上提高了学生的学习主动性和积极性，但还不能够完全满足机械制图的特殊教学需求。我们是不是可以利用学生对计算机的浓厚兴趣，引入三維软件Solidworks进行辅助教学呢？
Solidworks三维机械设计软件能够实现零件的三维建模，是一款易学易用，集零件的实体造型、装配和工程图生成及动画仿真于一体的三维软件。主要有草图绘制、零件设计、装配模块、工程图模块、钣金设计、模具设计、运动仿真等模块。其中零件模块用于创建和编辑三维实体模型，能对零件进行全方位视角展示，可对零件进行透视和剖视。装配模块可以建立零件间的相对位置关系，形成复杂的装配体，也可以绘制轴侧图和工程图，直接出图。
在教学中应用如下：
1.建立三维立体模型
因中职学生空间感较差，所以对于学习主动性相对较差的学生来说，在机械制图的学习过程中常常因想象困难而导致更加不愿去想，继而失去学习兴趣。比如，在三视图中的组合体画法的教学中，一般题型为补画三视图和补画缺线，这样的题型要求学生由三视图想象出组合体的三维实体形状。这时，我们的学生在理解和想象上就比较困难，加上教师使用传统教学方式，讲解也比较困难，导致学生很难画出正确的三视图。现在我们可以使用Solidworks软件，绘制实体的三维模型，向学生演示组合体的形成过程，让他们找到三维视图和实物模型之间的规律，逐步培养学生的空间想象能力。
又比如交线、相贯线的绘制教学是机械制图的重难点，我们也可以在教学中引入Solidworks，直观地将立体表面的交线修改成其他颜色来着重表示，使学生对形状有直观的认识。
2.直观展示各种剖视图
剖视图主要用于表达机件内部的结构形状，它是假想用一剖切面剖开机件，将处在观察者和剖切面之间的部分移去，而将其余部分向投影面上投射所得到的图形。学生在学习剖视图时，往往弄不明白哪些部分被平面剖切，哪些地方需要画剖面线。这时，我们使用Solidworks先绘制几何体实体，然后在不同方位对几何体进行剖切，并生成零件图，帮助学生分析剖切位置，画出正确的剖视图，从而加深其对剖视图的理解掌握。
3.直观展示在零件图教学中应用
刚入学学习机械制图课程的中职学生对机械专业知识了解比较匮乏，因此他们既不了解零件的加工过程，也没听说过零件的工艺性结构，所以，零件图的学习对他们来说也是比较难的一部分内容，使用传统的教学方法进行学习显然也是效果不理想的。
4.直观展示在装配图教学中应用
装配图也是机械制图这门课程的重难点之一，装配体由许多零件组成，且其中有的零件很复杂，学生对机械零件的认识也相当有限，所以，识读装配图就成为学生最难掌握的内容。如果我们依然使用传统的教学方法，就更不易让学生清楚地认识装配的过程。
例如，中职学生在学习绘制一套移动轮装配图的时候，需要先绘制零件图，再绘制装配图。引入Solidworks辅助教学，先绘制各零件图实体，再装配成实体装配图，让学生体会整个装配过程，认识各个零件，达到理解装配图的结果。
三、Solidworks辅助教学的优势
通过教学实践，采用三维制图软件辅助机械制图教学，可以得到事半功倍的效果：
通过Solidworks软件，利用其丰富的功能、交互式的教学方式，把平面的零件图绘制成三维的实体图，能更好地帮助学生理解图形。
教师教学时，Solidworks提供了便捷的操作界面，一个个立体图形可组合成我们所需的组合体，还能转换生成所需的三维图和零件图，使教师可以形象地展示模型的外形、内腔结构及其交线形成的过程，更好地帮助学生认识立体图形。这不仅充分地调动学生“学”的积极性，达到了以“教”来引导“学”的目的，而且达到了以“学”促“教”、教学相长的效果，大大提高了学生学习机械制图的积极性。
Solidworks不仅可以转为三视图，还可形成剖视图、剖面图、装配图等。教师利用该软件，可以降低该门课程的学习难度，使学生空间想象能力得到有效的提高。
总之，三维建模可以直观明了地对零件进行展示，能够辅助机械制图进行图像的绘制，特别是在绘制三视图、剖视图、轴测图的时候能够替代传统模型教具对零件进行分析，能够实现复杂零件的辅助识图绘图。
将SolidWorks软件三维建模应用于教学中，辅助学生把难于想象的空间形状用立体图的形式展现出来，代替实物模型，可以使学生直观立体地理解图形。因此，通过三维Solidworks与机械制图的有机融合可以提高学生读图和绘图的能力，并大大提高教学的效率和效果。
参考文献：
[1]严辉容.三维建模在高职汽车专业《机械制图》教学中的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2014（6）.
[2]王秀冰.汽车机械制图与CAD[M].上海：上海交通大学出版社，2014.