浅谈结合3D打印及CAD三维建模技术构建《机械制图》兴趣教学模式

郭守超

摘要：众所周知，在各个职业院校中，工科类的学生都要学习《机械制图》这门基础学科，而机械专业的学生是必学的一门重要课程，学生的本专业知识学的好坏跟机械制图这门课程學的怎么样有很大的联系。本文就传统教学在《机械制图》这门课中存在的一些问题，提出了引入3D打印及CAD三维建模技术，以提高学生学习兴趣。

关键词：3D打印;CAD三维建模;《机械制图》兴趣教学

众所周知，《机械制图》是各大院校机械专业课程中安排授课顺序最靠前，授课时间最长的专业基础课程，是机械专业学生必须熟练掌握的一门重要的专业基础课程。为什么这么课对学生这么重要呢，主要是让学生能够读懂图，能够熟练画图。尤其是对中职学校的学生来说，学会读懂图就是不容易的一件事，但是如果没有一定的绘图基础知识，想要读好图也是非常不容易的。

在所有中职学校的课程安排中，几乎《机械制图》这门课程教学安排时间一般要2学期或者3学期左右，基本是第一学年2个学期，和第二学年的第1学期，学生基本上一入学就开始被教授这门课程。因为中职学生刚入学的时候，基础知识比较薄弱，学习能力比较差，再加上之前从没有接触过空间想象方面的内容知识，所以授课的任务对于任课老师来说还是比较艰巨的，难度系数很大。如果采用传统的教学模式，则绝对达不到好的教学效果，怎样吸引学生注意力，让学生对机械制图这门课感兴趣，让教学内容相对于学生来说不再变得那么抽象，消除在上课过程中，学生玩手机，打瞌睡的现象，这是我们任课老师当前所要克服的问题。所以在实际上课当中，我通过在长期教学中，摸索了一些快速有效的教学方法，以解决学生学习过程中兴趣低、主动性差等问题，让学生的学习效果大大增强。大家都知道，在传统教学中有两个困难问题难以得到解决，分别是学生的空间想象能力问题和教学模型问题。那么怎么解决呢？接下来我把自己总结的经验和大家一起探讨。

一、解决学生的空间想象能力问题

运用计算机辅助教学手段。计算机技术现在发展迅速，把计算机的技术运用到《机械制图》这一学科当中来是非常不错的选择，引入计算机辅助教学，是各个学校机械制图教学大势所趋的方向。另一方面，计算机的广泛应用和普及，运用计算机进行制图会达到意想不到，事半功倍的效果。上课的信息化教学手段让制图课的教学更加离不开计算机辅助教学。三维绘图软件的应用在国家层面上已经大力推广，在各个职业院校普及广泛，很多中职学校也模仿相继都开设了此类的课程，都很重视这一领域的比赛。其中《零部件测绘与CAD成图技术》赛项就是世界技能大赛中典型比赛工作任务，比赛选手在比赛设置的时间内完成给定某机械部件或装置的装配实物的测绘，自己绘制比赛零件草图，同时使用三维建模软件绘制该部件或装置的装配图和各零件的机械加工图，并完成各零件的造型及其三维装配等比赛任务。主要目的是考核学生对零部件测绘《手工绘图》CAD成图《三维建模》装配专业知识与技能。

二、解决教学模型问题

很多中职学校都建立了机械模型教室，方便老师和学生上课使用，但里面配套的模型比较单一，小部分课本的模型完全不能满足上课需求，而发的练习册里的大多数模型，模型教室里面都没有。而如果采用新型3D打印机来进行教学示范，教学效果就不一样了。所以如果学校购买一批小型的3D打印机，让同学们运用CAD三维建模软件，可以自己动手，小组合作，把练习册中的零件绘制成三维实体。老师上课的时候就可以运用这些同学们绘制的三维实体来教学，学生可以在电脑上进行自由的旋转，缩放，完全解决配套模型型号单一，数量少，还不适用的情况，还解决了距离远看不清的问题。实体库和3D打印机的完美配合使用，可以让同学们现场观察3D打印成型模型，在观察打印过程中，教师还可以同时讲解3D打印机打印工艺分析以及编程思路，让同学们学习机械制图这门课时能够通过结合3D打印及CAD三维建模技术来提高学习兴趣，让机械制图课的内容从抽象到直观，由浅入深，让同学们更容易接受，从而更加有效的提高学生学习能力，激发同学的学习兴趣，还有效的提高了授课的课堂效率！

在讲授“画组合体视图的方法与步骤”时，采用“板书、板图模型、挂图”的教学手段已经过时了，根本不能把“形体分析法”的重点、难点给同学们讲清楚，学生上课时如果无法理解板图授课，那么因为上课时间短的原因，任课老师几乎不可能再重新画一遍，如果把“CAD三维建模”运用到教学中来，那么效果将变得完全不一样，举例拆分画“支座”，依次分解空心圆柱，凸台，底板，耳板和肋板，上课形式形象而生动。既让学生的的空间思维得到提高，又提高了课堂的效果。

另外我们教师也应该提高对自己的要求，要不断的加强自己对本学科及相关学科的最新知识的学习，要熟练掌握3D打印、VR技术、三维建模、FLASH动画等先进知识。把这些先进的知识和技术运用到自己的教学中去，培养出更高规格的机械专业高级技能人才

参考文献：

[1]人力资源和社会保障部教材办公室组织编写.计算机制图-AutoCAD2012[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2013.

[2]人力资源和社会保障部教材办公室组织编写.《机械制图》第六版[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2011.