信息化工具在機械制圖教學中的應用

本文格式為Word版，下載可任意編輯——信息化工具在機械制圖教學中的應用張慶宇

信息化技術的發(fā)展為機械制圖教學提供了多元化發(fā)展途徑，針對機械制圖課程學習中實訓程度要求高、學生空間想象能力弱等難題，將雨課堂與三維構型軟件融入課堂教學中。論文針對信息化工具在教學中應用進行了實踐摸索，基于雨課堂的教學模式有效提升了學生學習積極主動性，為構建以“學〞為中心奠定堅實基礎，基于三維構型軟件及其他教學輔助軟件有力提升了學生形體分析能力，充實了課堂教學內容。

機械制圖;雨課堂;Solidworks;教學應用

前言

機械制圖是應用型本科院校機械類專業(yè)重要的技術基礎課，是研究機械圖樣的繪制和識讀規(guī)律的一門學科。通過機械制圖的學習，有效培養(yǎng)了學生空間思維能力和繪圖技巧，為其在工程專業(yè)發(fā)展打下重要基礎。在教學過程中，教師需要建立以學為中心的教學模式，幫助學生建立起二維平面圖形與三維空間立體之間的聯系。而由于教學手段的缺少，教室在施教過程中往往會陷于“教〞授知識，且無法讓學生擁有直觀印象。通過一些教學工具，可以有效提高與學生之間的互動，增加學員認知能力，現將其闡述如下：

一、基于雨課堂的機械制圖教學應用

雨課堂是一種線上教學平臺，這種基于微信和PPT的教學手段使線上線下教學有機結合，為師生提供了廣闊的其次空間。受實際教學條件限制，傳統(tǒng)教學模式下教師需要為眾多學生“教〞課。在這種以“教〞為中心的教學模式下，學生被動接收知識，難以真正理解把握，像制圖課程這種以“練〞為主導的課程所受局限更為突出[1]。通過雨課堂進行授課，課堂上一對多與平臺中一對一同時建立起來，使因才施教成為可能。

學生在學習過程中會遇到大量問題，基于雨課堂的教學可以有效對學生相關信息進行搜集，使教師信息觸角前伸，師生交流渠道暢通。課前預習階段，教師上傳MOOC、微課視頻及前測習題，通過雨課堂了解學生預習程度、把握學生學習困難[2]。課后作業(yè)階段，雨課堂將批改后的成績實時反饋，學生把握程度、學習困難群體清楚直觀[3]。通過雨課堂及時發(fā)現存在的普遍共性問題并進行著重講解，引導學生自主發(fā)現問題并解決錯誤，發(fā)揮學生主體作用。

此外，授課過程中，利用雨課堂可以對學員學習狀態(tài)實時統(tǒng)計，降低教師工作負擔，提升工作效率。機械制圖的授課模式以講練結合為主，通過將雨課堂應用于課堂，教師可以對課堂全局有更加清楚的把握，了解學生是否有開小差等情形。在主觀題中，學生將自身思考后想法提交，教師可直觀快速了解學員心理活動;在客觀題中，雨課堂實時統(tǒng)計學生正確狀況，及時發(fā)現的學員的錯誤，有針對性進行講解，課程終止后，通過雨課堂可以及時統(tǒng)計整理學生課堂反饋看法，幫助教師揚長避短，不斷調整授課策略。對某專業(yè)教學1班57名學生的機械制圖課程應用雨課堂教學狀況進行問卷調查，大部分學生對基于雨課堂的機械制圖課程教學呈積極確定態(tài)度;有84.2%的學生喜歡這種在教學模式，75.4%的學生表示能夠適應基于雨課堂的教學模式，82.5%的學生認為通過雨課堂課前預習課件與自身學習有所幫助，89.2%的學生認為自身學習興趣有所提高。

二、基于三維建模軟件的機械制圖教學應用

機械制圖教學需要鍛煉學生的形體分析和空間想象能力，但好多學生的空間想象能力較為欠缺，通過Solidworks等三維設計軟件進行輔助教學，可以幫助學生建立三維與二維的聯系。Solidworks軟件具有強大的設計功能，其操作簡便，有助于教師輔導授課，也易于學生上手把握[4]。

機械制圖的知識好多都是抽象的，學生在實際學習過程中會遇到大量難題。從點線面的投影到立體表面取點到截交線、相貫線，再到組合體的形體分析和視圖表達，最終是零件與裝配體的認知。這些假如沒有見到真實物體，僅憑傳統(tǒng)教學方法，依靠學生想象是很難幫助學生總體提高的。

利用Solidworks軟件可以輔助教師進行教學，通過三維設計軟件實現三維模型與形體分析法的有機結合，型幫助學生了解把握形體特征[5]。如圖3所示，利用軟件制作相應形體，學生可以直觀感受形體成型過程，建立起三維模型與二維圖形之間的對應橋梁。

機械制圖的教學目標是讓學生能夠分析繪制裝配圖，其裝配圖的學習需要應用大量的專業(yè)知識，且需要學生對具備一定的實訓能力。但實際教學中受課時、教學條件限制難以滿足學生相關學習要求[6]。如圖4所示，通過Solidworks軟件可將其裝配體的內部構造、工作原理，零件間協同關系直觀進行展示，有助于學生理解分析工程圖樣。

通過相關技能學習之后，還可以勉勵學生加入相應的學科競賽，例如先進成圖與產品信息建模、機械創(chuàng)新設計比賽等。我校代表隊加入江西省第三屆先進成圖與產品信息建模、第十三屆“高教杯〞全國大學生先進成圖技術與產品信息建模大賽，均取得團體一等獎及單項一等獎的好成績。

三、基于教學輔助軟件在機械制圖教學應用

除了Solidworks等形體制作軟件外，國產化的三維軟件也正在興起，在滿足三維制作需求的基礎上，好多國產軟件對功能進行了摸索，將一些實用功能應用于課堂之中可以提升課堂互動效果，加深學生對形體的理解把握。以中望CAD軟件為例，其中中望CADbro軟件和3DOneplus軟件對于機械制圖教學具有很大幫助。

中望的CADbro具備很強的具備智的2D/3D查看和先進云服務功能。將3維模型導入至CADbro中后，可通過其上傳至云服務平臺，其模型生成網址鏈接，通過掃描二維碼即可直觀觀測到具體的三維模型，并對模型進行分解、結合、剖視等操作。如圖5所示，其強大的可視化功能，簡易的操作使用，使學生自己動手觀測模型，充分參與到課堂的互動中來。

中望3DOneplus在具備三維模型制作基礎上，增加了投影系統(tǒng)功能，將三視圖、剖視圖功能進行了優(yōu)化。如圖6所示，在三視圖功能中，通過展示三維投影視圖可以幫助教師講授視圖投影理論和形體結構投影特點，使學生加深空間投影概念。在剖視圖功能中，通過進入剖視界面可以實現形體的剖視及斷面操作，如圖7所示。在剖視功能中可以實現對零件的單一剖切面、多個剖切面的剖切。較之傳統(tǒng)的solidworks軟件，其功能更加簡便快捷，可以便利教師課堂授課。此外增加的斷面功能可以使學生直觀感受到剖視與斷面的不同，加深視圖表達方法的認知。