项目化和三维软件在《机械制图》教学中的应用

2020-06-19葛成荣

时代农机 2020年3期

关键词：油泵视图机械制图

葛成荣

（常州铁道高等职业技术学校，江苏常州213011）

当今社会需求与教育结构正不断发生着变化，职业教育越来越受到重视，而受到重视的重要原因就是，职业教育是以培养企业一线专业操作人员，培养出符合社会需求、企业需要的专业人才为目标。

《机械制图》是中高职机电、轨道专业的必修专业基础课，它是一门实践性、应用性特别强的专业学科，是培养学生二维视图和三维物体相互转换的学科[1]，要求学生会画图，即由三维物体画出二维视图，会读图，即由二维视图想象出三维物体。

1 机械制图教学现状及方法研究

20 世纪六十年代，美国教育界著名学者本杰明·布鲁姆提出了“掌握学习”理论，在教育界引起了极大反响和共鸣，他认为，只要采用合适的教学手段，有充足的学习时间，95%以上的学生都能掌握这个世界上的他所需要掌握的一般知识。所以，教学方法很重要，需要找到一个能最大限度地吸引学生，帮助学生学习的方法[2]。

我们的学生都是从初中毕业后直接进入技术学校，没有上过高中的立体几何部分，故缺乏空间想象能力。而机械制图恰恰是学习各种平面立体、曲面立体、组合体等各种立体的投影和装配等内容，需要学生具有一定的三维及二维视图的理解能力。据调查，很多同学反映《机械制图》听不懂，看不懂，立体图形也想象不出来，这样就打击了这些学生的兴趣和刚刚培养起来的对专业课的热情，部分学生甚至失去了学习专业课的信心。

现在的教学方法大多是以传统的有层次的章节引导教学，或者贴近生产实际的实物教学为主，这两种教学方法均有其各自的局限性，传统的有层次的章节引导教学法过于教条，无法贴近生产实际，无法激发同学们的学习热情和兴趣[3]。而实物教学，由于模型的限制，很多典型零件无法讲解，并且无论装配与拆卸，都会浪费大量课时，很难真正完整地演示出装配件的内部各零件之间的相互关系和内部结构。所以，应该解决如何快速地培养学生的三维想象力，并且与企业实际相结合的问题。将生产中的零部件带入到课堂当中去，把“工厂”带入学校，紧盯市场，围绕就业开课，使该门学科更接近于生产实践，使学生毕业后，马上就可以投入到生产当中去，真正实现课堂和工厂的结合，使学生一毕业即具有实战经验，培养与企业对接的人才，而不是毕业后还需要经过长时间的培养。与此同时，真正实现把零部件讲解清楚，实现二维视图与三维物体的自由转换。

由具备一定实践经验的“双师型”教师将企业中常见的零部件以三维实体模型图的形式带入到课堂当中去，以师生合作完成项目的形式展开课程讲授，既能以贴近生产实际的项目为驱动，又可以通过三维软件的旋转、放大、透明度调节、动画演示等工具显示三维零部件的内外部结构和各零件之间的联接关系，解决了章节引导教学和实物教学局限性的问题，帮助学生快速提高三维空间想象能力，掌握三视图的投影规律，甚至达到看到三视图就可以想象出三维实体图的能力，充分调动学生的学习兴趣和积极性，活跃课堂气氛，有利于培养学生对该门学科，甚至该门专业的兴趣，最终达到能够读懂来自工程中的各种产品设计图纸。

2 项目化教学和三维软件相结合在机械制图教学中的应用实例

机械制图中的空间想象力尤其表现在装配图上，装配图也是其中综合性最强、难度最大的章节。可以根据各种要求，利用三维软件方便快捷地进行零件的隐藏、移动，甚至装配与拆卸仿真，非常直观逼真地反映出装配体的各个细节和各零件之间的装配过程，给学生很强的立体感和冲击力，便于他们观察和理解，进一步认识装配图，理解二维视图，使整个教学过程生动、形象，贴近于生产实际，最重要的是帮助学生在最短的时间内全面掌握装配图。

齿轮油泵是实际机械生产当中最常见的零部件之一，现在，以齿轮油泵作为项目主体，分析、讲解装配图。

项目目标：从分析齿轮油泵的结构和各零部件之间的连接装配关系，达到二维视图和三维实体图之间的相互转换，学会读懂装配图的方法和步骤，进一步了解齿轮油泵的工作原理。

项目过程：通过认真分析二维工程图（图1），识别装配图中的各个零件，并以提前准备好各零件的三维立体图形作为辅助，一一对照，详细分析，展开空间想象，通过学生与学生之间、老师与学生之间边讨论边装配的形式，由里及外，从不同视角对三维立体图进行讨论装配，发挥学生的主观能动性，教师以辅助操作的方式讲解各零件之间的连接和装配关系，最后完成整个三维实体图的装配（图2）。再以三维立体的视角，回到二维工程图中去，理解二维装配图的画法，最后，以小组讨论的方式，检验零件的拆卸顺序和零件之间的装配关系，指出识图及二维视图绘制的注意事项，进一步理解齿轮油泵的工作原理。