機械制圖基本標準范文
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篇1
【中圖分類號】TH126-4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)08-0189-01
前言:隨著計算機技術的日益普及,許多高職院校已開設《AUTOCAD》及《機械制圖》這兩門課程,這對于機械課程的教學起到了極大的促進作用,徹底改變了傳統的教學方法,教學效果明顯提高,學生學習興趣,熱情高漲。但在實際教學中也存在一些問題,有待改進,下面就《機械制圖》與《AutoCAD》教學的幾點分析提出來與同行們商榷,以期改進。
一、《AutoCAD》與《機械制圖》的關系
《機械制圖》與《AutoCAD》都是實踐性很強的專業課,從本質上來說,《機械制圖》和《AutoCAD》都是講授繪圖和識圖知識的,它們之間存在許多相通之處。《機械制圖》主要利用繪圖工具,如三角板和圓規等,根據已有的制圖知識,依靠繪圖技巧和經驗逐線繪制,而《AutoCAD》是隨著計算機技術的不斷進步發展起來的現代制圖工具,具有甩圖板功能,可以通過交互式繪圖方式,繪制出高精度圖形。但《AutoCAD》技術的應用仍以《機械制圖》中投影理論和制圖標準知識作為基礎。可以說,《機械制圖》是《AutoCAD》的基礎,《AutoCAD》繪圖不能脫離而獨立進行,必須在掌握《機械制圖》的基本理論、投影規律、表達方法和國家制圖標準規定的基礎上才能應用《AutoCAD》畫出符合要求的機械制圖。《AutoCAD》是促進《機械制圖》教學的有效工具。因此這兩門課程關系緊密,是互相補充、互相滲透,相輔相成的。
二、對教師配置及課程安排的分析
目前,《機械制圖》、《AutoCAD》是兩門獨立的課程,分別安排教學時間。通常是先講《機械制圖》課程,然后再講《AutoCAD》,兩門課分開上,甚至一些學校將《機械制圖》、《AutoCAD》分別安排制圖教師與計算機教師講授,這種分段式、獨立式的開設課程方式導致了教學內容龐雜、重復與脫節,造成了學時浪費,教學效率也不高。
三、《機械制圖》與《AutoCAD》一體化教學的必要性
時下在《機械制圖》教學實踐中,教師普遍表示,很多高職學生都認為這門課程的內容抽象難學,難以掌握。但筆者認為,如果能充分利用《AutoCAD》形象、生動的特點,豐富教師的教學方法和手段,學生就能直觀、便捷地學習制圖理論,有利于將機械制圖與計算機制圖有效地銜接。這樣不僅可避免《機械制圖》的枯燥乏味,而且《AutoCAD》中的工具要比手工工具豐富得多,可大大縮短了以往手工作圖占用的大量時間,極大地提高了繪圖效率和繪圖質量,從而提高學生學習專業課的興趣,改善教學效果。為了滿足企業和市場對人才的需求,將《機械制圖》和《AutoCAD》這兩門課程融合進行一體化教學已成為必然。
四、《機械制圖》與《AutoCAD》一體化教學的探討
(一)整合課程
將兩門課程整合成一門課,以《機械制圖》基本理論為前提,以《AutoCAD》軟件作為繪圖平臺,以動手繪制圖紙能力為目標,以“實用為主,夠用為度”的原則,將《機械制圖》與《AutoCAD》兩門課程的教學內容進行優化整合。為此,可將教學內容整合為六大模塊:國家標準、畫法幾何、標準件、零件圖、裝配圖、三維軸測圖。同時教學大綱、教案等也要相應地做出調整。
(二)教學方法
1. 多媒體授課與實驗課相結合的教學模式
在實踐教學中盡可能采用圖文并茂的多媒體技術教學,生動形象講授《機械制圖》的一些基本原理和理論知識,而實踐主要在實驗室進行,講授《AutoCAD》軟件的使用和繪圖技巧。通過多媒體授課與實驗課相結合的教學模式,可以將理論教學和實踐教學有機地結合起來,不僅可以提高學生的學習興趣,而且可以加強學生的動手能力。
2. 手工繪圖與計算機繪圖雙重訓練
隨著計算機技術的不斷發展,計算機繪圖將取代手工繪圖。但是在學習過程中,并不能從一開始就使用計算機來繪圖。手工繪圖作為學生的一項基本技能是基礎,絕對不能拋棄,只有掌握了一定的手工繪圖技巧,才能打下計算機繪圖的基本功。在學生掌握一定的《機械制圖》理論知識和《AutoCAD》的繪圖功能后,遵循由淺入深、由簡單到復雜的原則,有針對性地加強訓練一些難度適當的練習題,開展“機械制圖計算機化”的一體化教學訓練,讓學生進行手工繪圖和計算機繪圖,是一種雙重實踐訓練,做到兩者訓練并重,大大增加了學生繪圖的實踐機會,這樣可以給教學帶來積極的影響,變被動學習為主動學習,讓學生真正學以致用,在潛移默化中提高自己的識圖和繪圖能力,成長為一個滿足實際生產需要的技術型人才。
3. 交錯融合教學
《機械制圖》與《AutoCAD》一體化融合教學要有主次之分,不可本末倒置,應以《機械制圖》模塊為基礎,將《AutoCAD》的各教學模塊有機融入其中,但這種融入不是簡單地穿插。在實踐一體化教學中,并不是說一定要講完《機械制圖》中某一模塊的內容后才能接講《AutoCAD》模塊中的內容,有時兩模塊可結合在一起講解。把《AutoCAD》作為一種繪圖工具來使用貫穿在整個《機械制圖》的教學過程中,教師可作如下處理:(1)《機械制圖》的繪圖基本知識與《AutoCAD》繪圖環境放在一起介紹;(2)《機械制圖》的投影原理結合《AutoCAD》的基本繪圖命令(含點、線、面、圓等)來介紹;(3)《機械制圖》的軸測圖畫法與《AutoCAD》的三維繪圖基礎相結合來講解;(4)《AutoCAD》尺寸標注的設置融入《機械制圖》尺寸注法中;(5)《機械制圖》的機件表達方法融入《AutoCAD》的圖案填充及視圖縮放與移動;(6)《機械制圖》的標準件和常用件與《AutoCAD》的模塊和屬性的操作相結合來講解。這樣可用較少的課時講解《機械制圖》,而留多一點的課時用在《AutoCAD》計算機繪圖的實踐性教學,這樣不僅節省了學生的學習時間,還加強了學生的空間想象力,讓學生更加熟練地掌握計算機繪圖的方法和技巧,從而改善教學效果,提高教學效率。
(三)學時分配與考核方式
《機械制圖》與《AutoCAD》的融合式教學,學時比例為2:3,也就是《機械制圖》課程為2,《AutoCAD》課程為3,學時大致可分為《機械制圖》為80學時,《AutoCAD》為120學時。《機械制圖》與《AutoCAD》一體化融合教學實施后,對學生的考核不能只是期中、期末考試來進行單純的知識考核,應建立起以識圖能力為核心,以實際操作為主,筆試為輔,通過手工繪圖作業,《AutoCAD》上機繪圖作業,平時的上機練習及筆試,綜合評定學生的最后成績。
總之,《機械制圖》與《AutoCAD》一體化融合教學后,盡管在一定程度上豐富了教學手段,也取得比較好的教學效果,但仍存在不少問題,仍需我們不斷去探索,以期為企業培養出更多的合格人才。
參考文獻:
篇2
關鍵詞:機械制圖 CAD 教學改革
《機械制圖》與《AutoCAD》是中職學校中開設的兩門重要的專業基礎課。在傳統的教學中,這兩門課程是相對獨立、分開授課的,這種傳統的教學方法存在不少弊端,前者注重講授制圖的原理和方法,后者則注重講授利用計算機軟件繪制圖形的技巧,熟練程度。兩門課程都以培養學生的空間想象、繪圖、識圖能力為目標。因此,如何將這兩門課程有機地結合起來,構建機械制圖與CAD課程新體系,改革教學方法,提高教學質量,成了當前教學改革中需要解決的問題。
一、《機械制圖》和《AutoCAD》的關系
作為“工程界的共同語言”,內容包括《機械制圖》的國家標準和基本規定,正投影法和三視圖的基本理論和基本方法,組合體、截交線、相貫線的畫法以及標準件、常用件的規定畫法,零件圖和裝配圖等。教學目的要求學生掌握閱讀和繪制機械圖樣的基本知識、基本方法和技能,能夠識讀和繪制中等復雜程度的機械零件圖和裝配圖。
AutoCAD是計算機輔助設計軟件之一。它具有強大的繪圖功能,廣泛應用于機械、建筑、電子、化工等行業,是精確地進行機械零件設計,繪制機械零件圖和裝配圖的最佳軟件。它能取代手工繪圖,利用其強大的繪圖功能和編輯修改功能,可以快速、準確、美觀地表達出所要畫的機械圖樣,極大的提高了繪圖效率和繪圖質量。
《機械制圖》與《AutoCAD》的關系。一方面,機械制圖是CAD的基礎。CAD繪圖不能脫離專業課程的學習而獨立進行,必須在全面掌握制圖的基本理論、投影規律、表達方法和國家制圖標準規定基礎上才能應用CAD畫出符合要求的機械圖。另一方面,CAD是促進制圖教學的有效工具。在制圖學科中引入CAD,并不是用計算機來代替人的思維,而是甩開圖板,利用計算機這一先進的現代工具來推動機械制圖的教學,大大縮短了以往手工作圖占用的大量時間,學生可以進行更多的理論探索,教師更可以利用軸測圖、三維圖形變換等功能展示空間形體及空間――平面的轉換過程,有利于突出機械制圖的重點,分解難點,幫助學生建立及提高空間想象和思維能力,同時讓學生更多地見識軟件的功能,培養學生對機械CAD的學習興趣和積極性。
二、《機械制圖與CAD》的教學改革
《機械制圖》課程:
目前大部分教材在內容順序上的安排幾乎相同,但在授課過程中,若按照書本上的章節順序介紹,有些內容不利于學生理解和掌握,教師可適當的調整。幾年來,我課程組還在這方面進行了課程教學改革,收到較好的效果。為了培養學生的立體感,幫助他們更好的掌握后續課程,我們先講軸測圖的相關知識,然后再介紹正投影、三視圖的知識,這樣可以使學生在學習三視圖時想象不清物體的形狀時,可以直觀的畫出軸測圖來輔助思考;三視圖介紹后進行簡單物體讀圖,我們稱為感性階段,有了一定的感性認識后,學生的積極性就逐步被調動起來,入門學習就成功了,為后續章節的內容打下了基礎。而對于第一章的制圖基本知識介紹穿插在后續課程當中。比如,在投影基礎知識介紹后,再介紹圖幅、圖框、標題欄等國家標準畫法;在畫三視圖時介紹各種線型的畫法及規定;學習基本幾何體及其尺寸標注時,再詳細講解如何進行尺寸標注,等等。這樣,把枯燥的常識性知識有針對性的具體化,可以使學生更好地理解和應用。
《CAD》課程:
不同教材安排章節內容也不一樣,其一:先介紹各種命令,再輔以實例;其二:每一章節舉一代表性的樣例,以實例引出命令的運用,因為一個圖形涉及到多個命令的綜合,這樣安排教學更有針對性些。
《機械制圖》與《CAD》課程的整合:
通過幾年的教學觀察和總結,《機械制圖》和《CAD》這兩門課程可以穿插教學,以應用為目的對原有的教材和教學計劃進行相應調整和優化,現將《機械制圖》與《CAD》相關章節的知識點作一對比:
這樣,他們的學習內容可以形成一一對應關系,學生在練習的過程中既掌握了計算機方面的知識,又熟悉了制圖方面的一些基本要求和國家標準。
此外,對我們中職生來說,零件圖的識讀是必需掌握的知識,以后工作中用得多的也是這方面內容,故零件圖需要強化。教學時從四方面來進行:(1)標題欄;(2)視圖;(3)尺寸;(4)技術要求。在《CAD》中,標題欄有樣板文件可以調用;視圖可以用《CAD》繪制;尺寸可以結合《CAD》中的尺寸標注樣式的設置和尺寸標注命令的使用進行講解;技術要求應結合表面粗糙度的塊的屬性設置和文字的輸入進行講授。這樣將它們有機地穿插在一起,增加了教學的直觀性和趣味性,徹底改變了傳統的教學模式,變要我學為我要學了,提高了教學效果。
三、《機械制圖與CAD》教學今后的發展
《CAD》極大地豐富了《機械制圖》的教學內容,改變了《機械制圖》的教學方法,讓《機械制圖》這門課程更具趣味性,是一場制圖教學的革命。比如,CAD中三維模型的設計就是制圖學中沒有的內容,而且,隨著計算機技術的不斷發展,三面正投影圖,由于直觀性不強的弱點,將逐漸被三維模型代替。CAD/CAM技術的進步與推廣,CAD制圖教學也將得到進一步的發展。在一些發達國家,U―G、Pro―E、Solidworks等先進的三維繪圖軟件的應用已經很普遍。只要設計出了三維零件圖,與繪圖軟件相連的加工設備就能直接生產出產品,極大地提高了生產效率。近幾年內,我國也必將得到普及。我們中職學生將會學到更多、更有用的先進技術與技能,提高他們的綜合素質,為他們今后進一步的發展打下堅實的基礎。
參考文獻:
篇3
“機械制圖”作為理工科的技術基礎課,對于學生后續課程開展和工作中有著重要意義,“機械制圖”課程的特點是:理論性、實踐性較強,且擔負著培養學生空間想象能力、手工或計算機繪制及閱讀機械工程圖樣的能力的重要任務[1-2]。但在教學上“機械制圖”課程目前也有很多不完善的地方,僅憑課堂上的知識很難保證學生學習的質量。因此,研究一種對教師和學生都更好的教學模式,來促進“機械制圖”課程的教學和學生學習效果提高有著現實的意義[3-4]。
2平臺建設的主要工作
利用VS技術開發建立的機械制圖教學資源庫基本結構如下,資源庫共分為四種:
2.1機械制圖國家標準資源庫;用來收集整理現行機械制圖相關最新國家標準,克服教材中出版前與出版后國家標準的滯后性以及在標準化過程中機械制圖新標準的推廣途徑單一性,使學生在走向社會時熟悉相關標準的新舊更替及修訂情況,更好的適應企業的需求。
2.2機械制圖教學圖樣資源庫;利用主流的三維制圖軟件,繪制豐富的教學相關制圖模型,建立與教學相關的三維教學圖樣庫,包括立體及實際零部件,使教學過程更生動形象,為學生課程設計、畢業設計和今后工作中熟悉和使用行業設計軟件做好鋪墊。
2.3機械制圖教學CAI課件資源庫;根據教材的實際內容,建立與教材一致的多媒體課件資源庫,課件庫的建設完全按照教材內容進行設計,使教師在教學過程中所講授的內容與學生課堂使用的教材一致,保證學生和教師的同步性。
2.4機械制圖習題學習資源庫;經過多年的教學積累,在充分把握課程教學重點的基礎上,根據歷年經驗搜集整理教學大綱的知識重點問題,設計出各種練習題和模擬試卷,用來檢測學生學習效果,滿足學生自我考查學習效果和練習的需要。利用VisualStudio開發出承載資源庫平臺軟件,該語言具有操作靈活,設計流程簡易的特點,并要求設計出的平臺軟件可視化好、操作性強、功能齊全[5]。下面對于機械制圖資源庫教學平臺進行介紹。機械制圖資源庫教學平臺(V1.0)登錄界面,登錄界面根據個性化和保密性的理念而設計,既滿足使用要求又能較好的方便操作者對個性化需求。使用者建立自己的個人用戶名和密碼,即可進入機械制圖資源庫教學平臺進行相關的教學或學習工作,機械制圖資源庫教學平臺設計過程中始終秉承人員操作方便、文件檢索快捷、資源顯示清晰的開發理念和要求,以期建設出一種滿足機械制圖教學和學習需求并實用的資源庫平臺。在機械制圖資源庫教學平臺設計時,充分考慮“機械制圖”課程教學和學習中所需求資源的種類,為更好的滿足使用需求而進行開發與建設。資源庫具有五大基本功能:文件資源瀏覽、文件資源檢索與查詢、文件資源上傳()與下載、文件資源統計、文件資源管理(增、刪、改)。機械制圖教學資源庫的主界面包括資源管理文件樹、文件資源信息顯示欄、文件資源管理信息欄和系統管理按紐區四大部分,可以儲存的機械制圖相關資源文件格式有.doc格式、xls格式、ppt格式、pdf格式、純文本及txt格式等,機械制圖資源庫教學平臺文件管理界面。對于資源庫中文件的檢索,平臺也提供了多種檢索方式,并提供了更快捷的模糊檢索功能,可根據文件類型、名稱、編號、重要性等方式進行查找,大大方便了使用者的文件查找,節省了資源檢索時間。其中,按名稱檢索和可以提供模糊查找,使用者不必完全記住文檔全名,輸入關鍵詞即可查找。
3機械制圖教學資源庫平臺的特點
機械制圖教學資源庫提供了教學中完善的資源,資源庫的教學素材豐富、新穎,各種教學素材可按需添加,使用方便;教學資源庫豐富了學生學習的多樣性,學生可以通過安裝資源庫軟件,自我進行課前預習,課后復習和相關自我知識的拓展;教學資源庫促進了“機械制圖”課程建設與發展,豐富了教學手段,并對于學校中其它課程的建設起到引導的作用。
4建設機械制圖資源庫教學平臺的實效性及意義
篇4
關鍵詞:CAXA實體設計;機械制圖;有效課堂;教學改革
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2013)08-0158-02
CAXA實體設計具有獨特的可視化造型模塊及二維工程圖模塊,非常適合機械制圖的教學。在《機械制圖》課程的教學中,可將CAXA實體設計應用到形體分析、零件裝配、二維工程圖等。CAXA實體設計可直接構建交互式教學平臺,改變了傳統的教學方式,使教學效果大大提高。
一、理論基礎
機械制圖是一門實踐性較強的專業基礎課,其任務是讓學生掌握機械制圖的基礎知識、正投影法、三視圖、軸測圖和有關國家標準等內容。該課程著重培養學生的識圖能力、空間想象能力和形象思維能力,培養耐心細致的工作作風和嚴謹認真的工作態度。
機械制圖課程的教學,從借助實物模型輔助教學到利用CAI多媒體課件進行課堂教學是一個很大的進步。僅用圖片或課件演示,重復地播放看似直觀、明了,但學生總體反映這門課難學,教師認為這門課難教。因為用多媒體設備教學只是替代了原來的黑板,不能表達機械制圖的思想,并不能說明二維圖形與三維零件的關系,也不能說明機械圖樣中相關規定的由來,更無法引導學生的思路在三維空間與二維平面之間轉換,很難調動學生的學習興趣。這些都是機械制圖教學中長期存在的難題。筆者認為,如能直觀地表達二維圖形與三維實體的關聯關系,賦予三維實體模型以機械屬性,使數字三維模型成為實際機械零件,機械制圖的學習將變得相對簡單。通過對多種三維CAD軟件的研究發現,在機械制圖等課程的課堂教學中引入CAXA實體設計軟件的造型模塊和二維工程圖模塊,利用這種三維實體與二維圖形的關聯轉換關系,就能很好地幫助學生學習機械制圖。
在常規的機械制圖教學中,利用尺、規、粉筆在黑板上繪圖,用模型實物分解分析,作圖思維引入等方法進行,引領學生去找線、找面、找投影關系,這樣的教學效果不是很理想,不能激發學生的學習興趣,就好像手拿實物模型讓學生觀看,讓學生理解,并要求學生繪制出其他視圖。看似已經理實一體,實則局限性很大,教學中根本沒有如此之多的模型。因此,這樣的操作性不強,理實一體并非專業性較強的操作課固有,機械制圖也可有適合其特點的理實一體教學方法。筆者認為,理即需要學生掌握制圖的基本概念、繪圖要領、方法等需要講解和繪制的東西;實即借助于CAXA實體設計軟件中的造型模塊和二維工程圖模塊的操作繪制做到虛實結合、動靜結合、二維與三維結合,利用CAXA實體設計軟件獨特的可視化造型方法和三維球等工具來實現其二維工程圖與三維實體之間的互換。
CAXA實體設計是唯一集創新設計、工程設計、協同設計、二維CAD設計于一體的新一代三維CAD系統解決方案,具有先進性、易學易用、滿足國家制圖標準的特點。CAXA實體設計的二維工程圖模塊,不但更簡潔實用,而且切合國情和國家制圖標準的要求。默認的系統設置能滿足學生初學工程圖的基本需要,圖框、標題欄都可以隨時調用,它們符合國際標準且文字輸入非常方便。繪制等分點、平行線、多邊形、中心線、軸和孔、標注倒角、粗糙度和公差等功能很好用,繪制三視圖時具有導航功能,能解決學生繪制三視圖的難題,也給講授圖樣的原理和方法帶來了極大的方便,大大提高了教學效率。而CAXA實體設計軟件獨特的智能圖素功能、獨特的“拖放”操作和“三維球”技術,使教師或學生創建直觀的三維教學模型成為可能。因此,研究CAXA實體設計,將其作為機械制圖的輔助,就能達到教學目標。
二、具體措施
1.必須以多種版本的《機械制圖》教材為基礎,建立CAXA機械制圖三維實體模型庫。該實體模型庫應包含基本體、組合體、各種典型(常用)零件、各種裝配件、常用標準件等制圖教材和生產中的各種實體模型。這些數字模型應按制圖教學思路制作。在基本體的基礎上用切割或疊加方法生成組合體、零件、部裝件或裝配件。為了方便學生理解,按工作原理設計零件或整體裝配件的動作,利用CAXA的動畫功能播放動畫,展示部裝件或整體裝配件的工作原理、裝配過程。在CAXA實體設計軟件中,三維圖形與二維圖形是關聯的。三維模型庫創建好后,利用CAXA實體設計二、三維關聯性,與之對應的二維圖形庫同時建立。三維設計環境修改后,軟件會立即詢問二維圖紙是否需要更新,確認后,原有的二維圖形立即按三維設計環境的修改更新。同時,在二維繪圖環境中,可以進行各種標注、生成明細表。二維布局圖可以由一張圖紙,也可由多張圖紙構成;可以包含一個視圖,也可以包含多個視圖。
2.在機械制圖課中的二維繪圖教學中,以往都是輔助于實物模型、AutoCAD軟件進行教學,少學時的情況下很難教。AutoCAD軟件有許多參數需要設置,僅基本操作方法就要花不少時間。如果用AutoCAD給學生演示三視圖的繪制過程,稍復雜的三視圖就很麻煩了,只有少數學生看得懂畫圖過程。而用CAXA實體設計的造型模塊繪制軸測圖、用二維工程圖模塊繪制三視圖就可輕松解決。另外,國產的CAXA實體設計軟件具有易學易用、滿足國家制圖標準的特色,能滿足教改需要。筆者在2010~2011年度第二學期10機電班的教學中,開始應用CAXA實體設計軟件作為教學輔助。通過一學期的實踐教學,取得良好的教學效果,學生對機械制圖課和繪圖作業都很感興趣。在以往的教學中,只強調用傳統的尺子、圓規、鉛筆作為繪圖工具,有“繪圖不精確,不能放大顯示,復制、修改不方便”等缺點,加上有些例題和習題沒有配套的三維教學模型,因而學生在讀三視圖和畫三視圖時很費勁。由于AutoCAD比CAXA實體設計復雜得多,也沒有“導航功能”,生成的三維立體圖也比CAXA實體設計復雜得多,學生讀或補畫三視圖時,稍微復雜一些就困難重重,甚至失去信心。在教學中引入CAXA實體設計軟件的三維建模和二維工程圖模塊后,學生在短短的時間內不僅很快學會了基本操作,還學會了如何用CAXA二維工程圖模塊的導航功能繪制“立體及其表面點、線的三面投影”、“截交線的投影”、“相貫線的投影”、 繪制三視圖,也學會了用CAXA實體設計軟件生成相應的輔助三維教學模型,以及運用CAXA實體設計的特殊功能將生成的三維立體圖自動轉化成工程圖的三視圖。
參考文獻:
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關鍵詞: 機械專業 機械制圖 AutoCAD 一體化教學
1.引言
機械制圖是機械專業一門重要的基礎課程,它主要是使用手工繪圖的方法,采用平面二維圖形來表達目標物體的各種信息,如零件圖、裝配圖等,其目的在于培養學生繪制和識讀工程圖樣的能力。然而隨著計算機的不斷發展和科技的不斷進步,傳統的手工繪圖由于工作效率低下已不能滿足現代工業生產的需要。AutoCAD(Auto Computer Aided Design)是美國Autodesk公司開發的計算機輔助設計軟件,主要用于二維圖形、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計。由于它可以大大提高繪圖人員的工作效率,并且繪制的圖樣精度高、圖面整潔,因此在國際上得到了廣泛的應用。許多職業技術學校已把它作為機械專業學生一門必修課來教授。從本質上來說,機械制圖和AutoCAD都是講授繪圖和識圖,它們之間存在許多相通之處。但在目前的教學體制下,它們卻被當做兩門獨立的學科,分開授課。這種做法直接導致了教學內容重復、課時增加、學生學習負擔加重,效果反而不好。因此如何使用一體化教學方式,將兩者有機結合起來,在簡化教學內容的同時讓學生真正掌握到安身立命的本領,使他們以后走出校園能夠獨當一面,這是教學改革的目標,也是每個教育工作者都必須思考的問題。在本文中,作者根據自己的教學經驗,對一體化教學模式提出一些自己的看法和建議,以期拋磚引玉,使我們的教學改革能有更加深入的發展。
2.機械制圖與AutoCAD的關系
總體來說,機械制圖是閱讀和繪制圖樣的方法;而AutoCAD是繪制圖樣的工具。機械制圖主要利用繪圖工具和儀器,如三角板和圓規等,根據已有的制圖知識,同時依靠繪圖技巧和經驗,逐線繪制、逐字書寫。而AutoCAD是隨著計算機技術的不斷進步發展起來的,它適應了現代制圖的需要,并且具有甩圖板功能,可以通過交互式繪圖方式,繪制出高精度圖形。其精確程度不受個人繪圖經驗等因素的影響,圖樣質量容易得到保證,而且AutoCAD中的工具要比手工工具豐富得多,因此可以大大提高繪圖人員的工作效率。但AutoCAD技術的應用仍以機械制圖中投影理論和制圖標準知識作為基礎,它們是相輔相成的。
3.傳統教學模式存在的弊端
在傳統的教學模式下,機械制圖和AutoCAD被作為兩門單獨的課程教授。一般是在第一學期講授點、直線、平面的投影和體的投影,組合體、機件圖樣的畫法,軸測圖,螺紋緊固件和常用件、零件圖和裝配圖等,在第二學期講授《AutoCAD》基礎知識,包括基本功能、工作界面、輔助繪圖功能、坐標系統等。這種按部就班的授課方式看似合理,其實存在很大的弊端。主要體現在:(1)許多學校僅有一些簡單的實際模型,因此在學習《機械制圖》的過程中,學生的想象力得不到充分的發揮,導致其學習興趣下降,很難達到應有的教學效果;(2)由于機械制圖的基礎不夠扎實,學生在學習AutoCAD的過程中難以將其和機械制圖的知識聯系起來,而要從頭再學《機械制圖》又要花費大量的精力和時間,大多數同學會在這個過程中選擇放棄或者半途而廢。因此,這種分離式的教學方法導致的直接后果就是學生陷入一個學不會,另一個也不想學的惡性循環,其教學效果可想而知。
4.機械制圖與AutoCAD一體化的教學模式
4.1課程思路
以《機械制圖》基本理論為前提,以企業的實際需要為導向,以AutoCAD技能培養為主線,以動手繪制圖紙能力,實際識圖能力的提高為目標。打破課程的系統性、專業性,強調實用性和綜合性。通過課堂教學與實踐教學,將理論知識、繪圖技巧及實際應用等有機結合起來,遵循由淺入深、由簡單到復雜的原則,激發學生的學習興趣,變被動學習為主動學習,讓學生真正學以致用,在潛移默化中提高自己的識圖和繪圖能力,成為一個滿足實際生產需要的技術型人才。
4.2教學方法
4.2.1強調基礎理論,手工繪圖與計算機繪圖并重。學習《AutoCAD》,學生應該首先具備一定的機械制圖的基礎,能夠看得懂手中的機械圖紙。因此,一體化教學,應該以學生掌握《機械制圖》中的基礎理論為前提。而如果一味強調CAD繪圖,學生就會很難在頭腦中建立起三維立體圖形的概念,在實際繪圖時不容易找到圖形所對應的點、線、面,不利于工作以后的技術交流。因此,雖然現在計算機繪圖應用的越來越普遍,但手工繪圖作為學生的一項基本技能,也絕對不能拋棄。
在實際的教學過程中,應先講述《機械制圖》中國家標準的基本知識,包括圖紙幅面、圖框格式、標題欄、比例和字體等內容,然后講解《AutoCAD》的基礎知識,即用戶界面、繪圖環境、線形及標題欄等。通過對比講解,可以讓學生在上機練習中熟悉國家標準,加深對這部分知識的認識和理解。隨后講解投影的基礎知識,包括點、直線、平面的投影和體視投影等部分內容。在此過程中,要充分利用一些簡單的實體模型,引導學生按照國家標準畫出尺寸精確的三視圖,并在課堂上對學生繪圖過程中存在的問題進行統一的講解。
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機械制圖教學與AutoCAD課程教學的融合有助于實現理論教學與實踐教學的結合,讓學生更加直觀、清晰的理解、掌握機械制圖知識。傳統的教學模式,將機械制圖教學與計算機輔助設計教學內容分開,不利于學生思維想象能力的發揮,教學效果不夠理想。本文中,探索機械制圖與AutoCAD課程教學的融合,對于提高學生的機械繪圖技能具有一定的參考意義。
1.機械制圖與AutoCAD課程教學現狀分析
機械制圖是高等教育院校機械類專業一門重要的基礎性學科,通過學習這門學科知識,廣大的學生能夠具備基本的繪制機械零配件圖、裝配圖的能力。AutoCAD是計算機輔助設計的簡稱,是一種繪圖設計軟件,在機械制圖、建筑設計等領域得到了廣泛的應用。從機械制圖方面的應用來看,AutoCAD能夠提高機械零件的設計精度,在繪制機械平面圖形、裝配圖以及零部件圖方面具有明顯的優勢,大幅提升了機械制圖的繪圖質量與繪圖效率。傳統的教學模式下,機械制圖課程教學與AutoCAD課程教學是單獨存在的,這兩門課程往往是在不同的學期開設的,學生通常是先學習機械制圖知識,然后再學習AutoCAD,這種教學模式弊端比較明顯,一方面導致理論教學與實踐教學嚴重脫節,教學內容重復、重要內容銜接不夠緊密,對課堂教學效果造成了嚴重的影響;另一方面,在學習機械制圖課程內容時,往往是由教師多講、學生多聽,教學內容立體感不強,難以激發學生的思維想象力,久而久之學習者就會喪失學習的興趣,而AutoCAD課程教學過程中,學習者的空間思維想象能力缺少理論的支撐(由于機械制圖教學環節學生未能夠扎實掌握機械制圖的基本理論知識),很難真正地將AutoCAD技術應用到機械制圖的學習、實踐中去,影響了機械制圖、AutoCAD課程的教學質量、教學效率。從AutoCAD在機械制圖領域的應用發展趨勢來看,實現機械制圖與AutoCAD課程教學的融合對促進AutoCAD技術的應用與發展、提高機械制圖的質量與效率具有重要的意義。
2.機械制圖與AutoCAD課程教學的融合策略
將AutoCAD課程教學內容融合到機械制圖教學過程中,能夠充分發揮AutoCAD在制圖方面的優勢,提高課堂教學的效果,筆者認為,機械制圖與AutoCAD課程教學的融合應該重點圍繞以下幾個方面展開:
2.1.以實訓教學模塊為載體,促進機械制圖與AutoCAD的融合。機械制圖主要采取的是教師講授的授課方式,教師通過講授一定的理論知識,引導學生學會識圖、讀圖,學生難以發揮出學習的主觀能動性,而且這種授課方式也不夠形象,學生更多地是從課本上直觀地去觀察、分析機械圖樣,難以真正地得到“制圖”課程的教學目標要求。采取與實訓教學為載體的教學模式,將AutoCAD廣泛地應用到機械制圖課程教學中去,將機械制圖理論知識與AutoCAD軟件制圖融合在一起,對于提升學習者的三維空間想象力、提高學生的繪圖水平具有重要的促進作用。實訓教學過程中,首先進行實物的測繪,教師指導學生進行徒手畫圖,在此基礎上,引導學生再使用計算輔助軟件繪制圖樣,這樣通過采取“測繪實物一一徒手繪圖一一計算機軟件繪圖”的方式,讓學生由淺入深地掌握機械繪圖技能,這對于提升學習者的空間思維想象能力、水平具有顯著的作用。與傳統的分離教學模式相比,基于實訓基礎上的融合教學模式,能夠幫助學生盡快地掌握繪圖方法、作圖步驟,增強機械制圖標準意識。
2.2.深化課程改革。機械制圖與AutoCAD課程的融合教學,不僅僅體現在教學課程的設置上,更重要的是要進行內容、教學模式、考核以及教學體系的改革,否則,融合教學就極易流于形式。深化機械制圖與AutoCAD課程教學改革,要重點從以下幾個方面進行探索:
2.2.1.注重標準教學,減少幾何教學內容比例。運用AutoCAD技術進行機械繪圖、配圖,必須要熟練地掌握、運用國家標準規定的機械繪圖知識,這樣才能夠確保繪出的圖樣符合實際需求。傳統的《機械制圖》課程內容也要進行適當的刪減,比如,《機械制圖》課程中所講授的點、線、面等幾何知識點就可以進行適當的刪減,一是這些內容相對比較困難,二是這些內容應用也并不多。要結合機械制圖應用領域需求的發展趨勢,加大投影理論知識、投影規律的授課比例,理論教學部分仍然采取《機械制圖》課程中采用的講授模式,而板圖教學則重點放在AutoCAD軟件教學模塊,讓學習者有針對性地進行聯系,逐步掌握AutoCAD繪圖的技能。裝配圖的學習、繪制也要放在AutoCAD教學模塊,使用不同的顏色來標注不同的機械零部件,然后再使用AutoCAD繪圖技術將這些零部件進行“組裝”,讓學生更加直觀、清晰地了解機械繪圖知識,提高課堂教學質量、教學效果。
2.2.2.提高現代繪圖技術教學內容的比例。《機械制圖》主要是以識圖、讀圖為教學重點,傳統的教學模式下,識圖、讀圖的教學相對比較死板,缺乏立體感,學生只能通過自己的思維空間想象能力進行學習、理解。將AutoCAD等現代繪圖技術應用到機械制圖課程教學中去,能夠讓學生從不同的角度、不同的層面上,更加直觀地去學習、理解,機械制圖課程的學習由“二維”轉化為“三維”。
2.2.3.制定“雙證考核”的評價體系。機械制圖與AutoCAD課程的融合,不僅要體現在教學內容上,而且還要體現在教學評價、考核方式上,探索實施《機械制圖與AutoCAD》相結合“雙證考核”模式(即將AutoCAD證書的考核與機械制圖的課程學習評價結合在一起),將理論知識教學與AutoCAD技能教學、考證教學有機地融合在一起,同時進行學歷教育與職業教育,這樣在增加教學學時的條件下,既完成了“新課程”的教學,提升了學生的應用技能、職業素質,又完成了對學生AutoCAD進行技能培訓、技能鑒定工作,實現了“教與學”的“雙贏”。
2.3.注重培養學生的創新能力。《機械制圖》與AutoCAD課程教學的融合,對學生的知識學習能力要求也較高,因此,在教學過程中,教師要注重培養學生的創新能力、培養學生的學習方法,這樣才能夠引導學生盡快地適應這種“新的教學模式”。在完成基本內容的教學以后,教師可以讓學生以個人或者團隊的形式來設計一些簡單的機械產品,讓他們在設計中去學習、去發現疑問,激發他們學習的興趣,久而久之,學生的創新能力、思維想象能力就會大幅提升。創新能力的提高必須有科學、高效的學習方法作為保障,機械制圖與AutoCAD兩門課程都屬于實踐性比較強的課程科目,需要將理論學習與實踐應用結合在一起,因此,教師要注重培訓學生學會采用更為科學、合理的學習方法,逐步提升學習者的空間構型能力與空間思維想象能力。
2.4.運用立體化的教學模式。立體化教學模式是對傳統教學模式的革新,立體化教學的“立體化”體現在教學資源的選擇、教學內容設計、教學方法的運用等諸多方面。從機械制圖、AutoCAD課程的融合教學要求來看,關鍵的是要學會運用立體化的教學方法,比如,采用多媒體教學模式、網絡教學模式等等,讓學生圖文并茂、更加直觀地進行學習。立體化教學方法使得枯燥的機械制圖教學內容形象化、立體化,開拓了學生的視野,激發學習者的學習興趣。與其它學科課程教學不同,機械制圖學科教學內容相對比較抽象,如果仍然采取傳統的教學方式,學生就很難建立起“立體感”,久而久之,學生就會喪失學習這門課程的興趣。除了在課堂教學中運用立體化的教學方法之外,立體化教學還要延伸到實踐中去,組織學生到工廠中實地參觀、實習,這樣通過運用圖樣、實物相結合的教學模式,讓學生在頭腦中建立三維的立體圖形,這對于提升學生的設計能力、分析能力具有重要的意義。
2.5.“穿插融合”教學。《機械制圖》與AutoCAD課程的融合教學并不是簡單地將兩門課程放在一個學期進行教授,而是要將兩門課程知識融合在一起進行“穿插教學”。穿插教學就要求教師將機械制圖與AutoCAD內容教學互相穿插,并貫穿到整個教學過程中去,建立以AutoCAD教學為主、機械制圖教學內容為輔的授課模式,將融合教學策略落到實處。以三維視圖教學為例,要繪制三維零件視圖,首先教會學生三維視圖的繪制知識(原機械制圖教學內容),然后教會學生如何運用AutoCAD軟件來繪畫三視圖,這樣采取循序漸進的教學方式,讓學生逐步地掌握機械繪圖的知識、提高他們的機械繪圖水平。
3.結論。機械制圖教學與AutoCAD課程教學的融合有助于實現課程教學內容銜接的目標,豐富教學的方法與模式,而且在培養學生的讀圖、識圖、繪圖的能力方面也具有重要的促進作用。機械制圖與AutoCAD課程教學內容的融合是一個動態的、持續的、循環上升和逐步完善的過程,隨著現代繪圖技術的不斷發展,AutoCAD課程教學內容也需要進行不斷的更新,以實現提高學生實際應用能力、水平的戰略發展目標。
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關鍵詞:機械制圖 AutoCAD 課改 整合
中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)01(b)-0-01
機械制圖、AutoCAD機械制圖是高等職業教育機電、數控類專業必須開設的兩門專業基礎課程,然而機械制圖、AutoCAD兩門課程最初是分別開設的,以致把這兩門關系密切的課程割裂開來,經過多年的教學實踐,發現學生分別學習這兩門課程的效果不佳,筆者學院進行了課程設置改革,將兩門課整合為《機械制圖與CAD》一門,課改堅持理論知識實用、夠用的原則,突出技能應用;使學生在學習機械制圖的同時掌握如何進行計算機繪圖,既提高了繪制圖形的效率質量,又為學習三維軟件打好基礎。筆者結合自己學院課改之后的教學實踐談幾點體會。
1 正確認識機械制圖與AutoCAD的關系
進行課改首先需要正確認識兩門課程之間的關聯。機械制圖就是研究機械圖樣的繪制(畫圖)和識讀(看圖)規律的一門專業基礎課。主要講授正投影的基本理論,識讀、繪制圖樣的基本知識、方法和技能,重點培養學生的空間想像能力及看圖、畫圖能力。學生通過學習,能夠識讀和繪制中等復雜程度的零件圖及裝配圖。傳統的機械制圖都是用圖板手工繪制完成的,傳統的教學模式、手段都已不能適應當前高等職業教育的發展。AutoCAD是當前流行的計算機輔助設計軟件之一,高職學生主要研究如何利用其各種指令繪制圖樣,代替手工作圖,掌握各指令的使用技巧,提高繪圖效率和質量,能夠方便的完成復雜圖形的繪制;大大提高了技術人員工作效率。雖然CAD取代了手工制圖方法,但制圖的基本理論、標準、規范并沒有因此改變。所以說機械制圖是根本,AutoCAD軟件是工具;二者相互補充,相輔相成。
2 合理的刪減教材、確定教學內容
課程改革后的機械制圖與CAD,總的課時量為180學時,分兩學期完成;采用組合式教學模式,上學期90學時主要講授制圖知識,下學期約60學時主講CAD內容,再用一周30學時完成測繪大作業。這樣不但使學生對制圖課程的學習符合認知規律,而且突出了計算機繪圖的重要性和完整性,避免了學生學完本課程后只能抄圖,處于應用的低層面上。目前該課程選用《機械制圖》和《AutoCAD2005機械制圖》兩本教材。在使用時對兩本教材的相關的內容進行刪減、調整講授的先后順序,使之更加實用,更加符合知識學習的循序漸進,有利于學生對知識掌握的系統性與連貫性。上學期制圖課程的教學主要完成制圖的基本知識,正投影及三視圖、基本體、組合體,機械圖樣的表達方法,標準件和常用件等內容。教學重點考察學生對國家標準的掌握,學生如何運用制圖的基本原理、方法來解決實際的問題的能力。手工繪制完成組合體三視圖、機件表達等圖板圖;并階段性的鍛煉學生徒手繪圖的能力,使學生能夠更好的應對今后的工作崗位。整個過程理論知識與實踐相結合,相互交叉,反復進行,著力培養學生的空間想象能力,繪圖與看圖的能力。
下學期的CAD教學可以分為兩個階段,遞進進行,逐步提高。第一階段打基礎約占30學時,主要學習CAD的基本知識,繪圖命令、圖形編輯與修改命令,編輯文字、尺寸標注等基本內容。在講授的過程中結合平面幾何作圖、繪制三視圖、繪制軸測圖、繪制剖視圖等實例來完成CAD繪圖練習;把基礎打牢夯實。第二階段鞏固提高約占30學時,結合制圖講授零件圖的表達方法、畫法、技術要求等相關知識,學習使用圖塊、表格等命令創建塊及標題欄、明細欄等;然后應用前一階段的基礎來繪制軸類、盤類、叉架類、箱體類典型零件的零件圖,畫圖的過程中著重掌握各個命令的使用技巧,提高繪圖效率,最終學會應用CAD來完整正確快速的繪制出典型零件的零件圖。在此基礎上學會用零件圖拼畫裝配圖以及AutoCAD設計中心組合裝配圖。
3 改進教學模式方法,構建“雙證課程”體系
課程改革后總體采取項目式、任務驅動法實施教學,改變了原有章節式的教學模式,提高學生解決實際問題的能力。對制圖部分的講授采用多媒體與傳統講授相結合,充分發揮直觀教學與動畫演示的作用,堅持精講多練,講練結合。在教師的指導下,以一個具體項目為切入,緊緊圍繞任務中心,進行分析細化給出解決任務的方法、步驟。指導學生邊學邊練,達到學生真正掌握知識與技能之目的。AutoCAD是一門技術和軟件應用結合的課程,非常適合使用“任務驅動”教學法。任務驅動教學法改變了CAD講解命令、學生操做、教師總結、再練習的原有教學方法。這使得課堂氣氛活躍,調動了學生的積極性、創造性,激發了學生的興趣,學生由被動接受知識變成了主動學習。教師在課堂上由傳統的“主導”地位轉變成“引導”作用,既培養了學生分析問題和解決問題的能力,提高學生的綜合運用能力,也充分體現高職高專學生掌握高技能的特點。
將兩門課程整合后,在課程的定位上把考證納入教學大綱中。實施“雙證課程”,即將CAD 技能考證與教學結合起來,把CAD 技能考核標準和課程知識緊密聯系起來,使技能教育融入學歷教育中,在《機械制圖與CAD》課程結束的同時,完成繪圖員技能鑒定的培訓、考試。這樣不僅強化了學生的職業素質和應用技能,而且縮短了學生與社會的差距,為學生就業上崗創造良好的
條件。
4 開發校本教材
結合整合課改后實踐發現,要想更好的發揮課改后綜合課程的優勢,只有開發符合自己學校實際情況的校本教材。校本教材總的思路以學生“會用、實用、夠用” 為根本,以機械制圖為主線,以CAD繪圖為輔助工具。對內容進行刪減,調整了順序與結構,使制圖與CAD更加的融合,更加的實用,更有利于學生認知掌握知識。教材整體采用組合式教學保持知識的整體性連貫性。教材將制圖中的畫法幾何部分刪除。重點講解正投影的基本原理和基本體的投影;加大機件的表達方法及機械圖樣的畫法與閱讀的比重,加強徒手繪圖的內容。教材重點對制圖部分國家標準做介紹,讓學生建立較強的標準意識.養成自覺遵守標準的習慣。
綜上所述,AutoCAD技術的出現改變豐富了《制圖》課的教學內容、教學方法。機械制圖與CAD 課程的教學改革緩解了課時減少而課程更新的矛盾,學生在學習機械制圖的同時掌握了CAD 繪圖技術。這將有效促進學生的繪圖和識圖技能。也為實踐性教學鋪設了一條可行之路。伴隨計算機技術的發展,Pro/E、UG等三維軟件的應用,制圖課程體系也將越來越完善。
參考文獻
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【論文關鍵詞】機械制圖;教改;實踐;探索
昭通農業學校農機類專業采用的《機械制圖》課程,是2010年8月由胡建生主編、人民郵電出版社出版的全國中等職業教育教材審定委員會審定的工科類專業必修教材,是一門理論性、實踐性、技術性很強的基礎課程。但《機械制圖》課程在農業中專農機類專業教育中,究竟應起什么作用,其理論體系如何構建,應重點研究和講授哪些內容,應采用何種教學方法最為有效提高教學效率,全國各地中等農業學校農機類的授課教師看法不盡一致,因而在教學中既形成了各自的教學特色和教學模式,又積累了不少有益經驗。本文就筆者對這些問題的理解和教學實踐作些介紹,以期拋磚引玉。
1.明確課程教學目的,切實轉變教學指導思想
1.1有助于學生機械制圖素養的培養。《機械制圖》課程以機械生產運行為主線,綜合介紹了制圖的基本知識和技能、投影基礎、組合體、軸測圖、物體的表達方法、齒輪及常用的標準件、零件圖和裝配圖等機械制圖方面的內容,具有一定的工程技術屬性,屬于生產機械零部件范疇。它按照工程技術的發展變化,依據現代工程技術體制建立的最新研究成果,以理論聯系實際為指導,借助相關學科提供的原理和方法,去揭示機械制圖的規律性和工程對制圖技術的基本方法,以此尋求正確解決機械制圖問題的途徑和措施,為培養學生正確分析和解決我國工程制圖問題的能力,提高學生的工程制圖技能,推動機械制圖的全面發展具有重要的意義。農業中專農機類專業學生學習《機械制圖》課程可彌補其在工程制圖方面的制圖素養的不足,有助于學生分析機械制圖運行過程中的現實問題,提高把握機械制圖規律的能力與水平,從而更好地為現代工程制圖建設服務。
1.2有助于學生形象思維能力的培養。《機械制圖》課程是中等職業學校機械類及工程技術類相關專業的一門基礎課程,其主要任務是使學生掌握機械制圖的基本知識,獲得讀圖和繪圖能力,培養學生分析問題和解決問題的能力,使其形成良好的學習習慣,具備繼續學習專業技術的能力,對學生進行形象意識培養和制圖的規范性,使其形成嚴謹、敬業的工作作風,為今后解決生產實際問題和職業生涯的發展奠定基礎。促使學生更多地從知識性思考轉向方法性思考,有利于學生形象思維能力的培養,增強規律性、系統性、可判性和邏輯性,從而更好地促進專業的學習和研究,掌握主動學習的鑰匙。
1.3有助于學生“雙證”需求的培養,突出職業教育特色。為了拓寬中等職業教育的服務方向,實行學歷教育與職業資格證書培訓并舉,并與國家實行的就業準入制度相配套,《機械制圖》將“工業產品類CAD技能一級”職業資格認證對制圖基礎理論的要求融入進來。通過《機械制圖》的學習,既能使中等職業學校在校學生達到教育部最新頒布大綱的教學要求,又能基本掌握“工業產品類CAD技能一級”考試應具備的制圖理論知識,滿足學生獲得“雙證”的需求,提升學生的職業能力。在工程建設和經營中,工程技術人員為達到一定的先進工程技術目的,對工程生產過程和生產要素進行組織、加工、生產、修理等。這就要求工程生產技術工作者,不僅要懂得識圖、而且更應懂得并能按照施工圖的技術規范辦事。一個工程技術工作者,除掌握一定的現代工程制圖技術外,還應掌握一定的基本操作技能,從而對工程制圖及工業生產起到極大的促進作用。
1.4有助于學生形成良好的綜合職業素質。《機械制圖》課程涵界了機器設備的設計、制造、維修,還是機電、冶金、化工、土木建筑、電氣等工程的設計與施工,都必須依賴《機械制圖》的圖樣才能完成,各門學科既相獨立成體系,又互相滲透、相互交叉、高度整合、構成了《機械制圖》課程的知識結構體系,學生學習《機械制圖》課程后,有助于掌握本門課程所具有的科學性、系統性、規范性、實踐性和技術性等諸多特點的認識,為今后在實際工作中,正確處理好技術與加工的關系,力求達到以生產上可行,技術上先進、生產上合理、質量上有保證的有機統一,從而培養懂技術、善操作、會生產,具有良好的綜合職業素質的新一代熟練技能者和生產第一線的建設者。《機械制圖》課程必須改革傳統注入式的教學指導思想,樹立終身學習的教學觀,在啟發式教學思想的指導下,按照學生的認知規律,按理論探索的順序多法并用開展教學,教會學生會學習,激活學生創新思維,不斷提高空間思維能力和繪圖技能。
2.深化完善教學內容,突出教學目標
為適應《機械制圖》學科發展和社會經濟發展的需要,筆者在教學實踐中,不斷深化和完善教學內容,立足于理論與實踐的有機統一,這一《機械制圖》課程研究的主題,確立了與原有塊(制圖基本知識和技能、投影基礎、組合體、軸測圖、物體的表達方法、齒輪及常用的標準件、零件圖和裝配圖)不盡相同的新塊內容,并注意在課堂教學中突出重點和難點。
第一章,繪圖的基本知識,即國標的基本規定:線條、圖紙、字體、繪圖工具、尺寸標注、比例等等;幾何作圖包括等分圓周及作正多邊形、圓弧連接、斜度和錐度、橢圓的畫法等;平面圖形分析及作圖包括尺寸分析、線段分析、平面圖形的繪圖方法和步驟等。該部分作為基本知識,必須熟悉國標《技術制圖》與《機械制圖》的一些基本規定;教會學生按規范從事,使學生知道國家標準《技術制圖》是一項基礎技術標準,在內容上具有統一性和通用性,在制圖標準體系中處于最高層次;國家標準《機械制圖》是機械專業制圖標準,他們是圖樣繪制與使用的準繩,因此,學生必須嚴格遵守這些有關規定。幾何作圖是方法,形象直觀,通過引導提高學生的興趣和愛好,讓學生自主練習。
第二章,投影基礎:本篇首先介紹了投影法和視圖的基本概念、三視圖的形成及其對應關系,點、直線、平面的投影、基本體的投影和基本體的尺寸標注。本章是教學的關鍵,要求學生理解投影法的概念,熟悉正投影的性質;讓學生初步掌握三視圖的形成及其對應關系,能繪制和識讀簡單形體的三視圖;掌握點的投影規律,熟悉直線和平面的三面投影,掌握特殊位置直線和平面的投影特性;熟悉基本體的視圖畫法及表面上取點、線的作圖方法及尺寸注法;掌握用特殊位置平面截切基本體的畫法和尺寸注法。
第三章,組合體。本篇著重介紹組合體的形體分析、組合體三視圖的畫法、組合體尺寸標注、看組合體視圖的方法。課堂講授主要理解組合體的組合形式和畫法,熟悉形體分析法;掌握組合體三視圖的畫法和識讀組合體三視圖的方法;掌握看組合體視圖的基本要領,能根據視圖想象出組合體的空間形狀;能識讀和標注簡單組合體的尺寸;掌握兩異徑圓柱正貫和同軸回轉體相貫的相貫線畫法。
第四章,軸測圖。本篇介紹軸測圖的基本知識、正等軸測圖、斜二等軸測圖簡介。課堂講授主要了解軸測圖投影的基本概念、特性和常用軸測圖的種類;了解正等軸測圖的畫法,能畫出簡單形體的正等軸測圖;了解圓平面在同一方向上斜二軸測圖的畫法。
第五章,物體的表達方法。本篇首先介紹了視圖,然后分析了剖視圖、斷面圖,最后介紹了局部放大圖和簡化畫法。課堂講授主要要求學生熟悉基本視圖、向視圖、局部視圖和斜視圖的形成、畫法及配置關系;理解剖視的概念,掌握與基本投影面平行、用單一剖切面獲得的全部視圖、半剖視圖和局部剖視圖的畫法與標注,掌握識讀剖視圖的方法;了解用單一斜剖切面、幾個相互平行的剖切面、幾個相交的剖切平面獲得的剖視圖的畫法與標注;能識讀移出斷面、重合斷面和局部放大圖的畫法,以及常用的簡化畫法。
第六章,螺紋、齒輪及常用的標準件。本篇介紹了螺紋、螺紋緊固件、齒輪、鍵連接和銷連接、滾動軸承、彈簧。課堂講授主要了解螺紋的形成、種類和用途,熟悉螺紋要素;掌握螺紋規定畫法和標注方法;熟悉常用螺紋緊固件的種類、標記與查表方法,能識讀螺栓連接、螺柱連接和螺釘連接的畫法;了解直齒圓柱齒輪輪齒部分的名稱與尺寸關系,能識讀和繪制單件和齒合的直齒圓柱齒輪圖;了解鍵、銷的標記,平鍵連接與銷連接的規定畫法;了解常用滾動軸承的類型、代號及其規定畫法的簡化畫法;能識讀圓柱螺旋壓縮彈簧的規定畫法。
第七章,零件圖。本章介紹了零件圖的作用和內容、典型零件的表達方法、零件圖的尺寸標注、零件圖上技術要求的注寫、零件上常見的工藝結構、讀零件圖、零件測繪。課堂講授主要理解零件圖的作用和內容,熟悉典型零件的表示法;了解尺寸基準的概念、零件上常見工藝結構的畫法和尺寸注法,熟悉典型零件圖的尺寸注法;了解表面粗糙度的概念,掌握表面粗糙度代號的標注和識讀;了解極限與配合的概念,掌握尺寸公差的標注和識讀;能讀中等復雜程度的零件圖;掌握零件測繪的方法,能繪制簡單的零件圖。
第八章,裝配圖。本章介紹了裝配圖的表達方法、裝配圖的尺寸標注、技術要求及零件編號、裝配結構簡介、讀裝配圖。課堂講授主要了解裝配圖的作用和內容,熟悉裝配圖的基本畫法和簡化畫法;理解裝配圖的尺寸標注;熟悉裝配圖上零件序號的編排和明細欄的使用方法;熟悉識讀裝配圖的方法和步驟,能識讀簡單的裝配圖。
3.改革教學計劃,啟迪學生理性思考
《機械制圖》課程信息量大,知識點多,涵界面廣,為了激發學生的學習興趣,激勵并發揮學生的空間想象力和思維能力力,培養學生獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力,采取了以下做法:
3.1合理組織課堂教學內容,有效實施課堂調控。《機械制圖》課程理論性強,教學課時有限。要在有限的教學時間內完成授課內容,教師要花相當精力消化內容,并根據教學目的和要求決定內容的取舍,注意吸收工程技術的新技能、新理論、新經驗,為教材注入新的活力,使學生開闊視野,獲取新知,激發創新意識,做到研究新情況,解決新問題。確定本課程的重點章節和各章節的重點、難點、疑點和關鍵,處理好點面關系,有效分配教學授課時間,力求教學中突出重點、突破難點、分析疑點、講透關鍵。同時,教師授課時要注意收集學生的各種信息反饋,掌握學生消化教學內容的程度,并及時微調教學計劃的進度及內容,充分發揮“教為主導,學為主體”的作用,使教學“雙邊”活動相輔相成,增強教育的吸引力,達到“聽之有趣、學之有識、思之有理。”
3.2貫徹理論聯系實際教學原則,密切注視生產實踐。理論聯系實際,加強實踐教學環節的教學,加大現場教學的力度;使課程教學內容與學生技能培訓考證結合起來。嘗試把課程建設成雙證課程,把素質能力培養貫穿于課程教學之中,體現了農業中專實用性人才培養的特色。在教學中既要講清機械制圖的概念、原理,又要分析學生的思想、學習、生活及其社會中所遇到的實際問題,以技術應用能力為主線優化整合課程。按照“以必需、夠用為度”和“強化應用,培養技能”的原則和課程體現“實用性、適用性、先進性”的原則,重新組合適合農業學校特色的農機類教學內容。把以信息技術為主體的現代教育技術應用于《機械制圖與CAD》課程教學的全過程。同時,讓學生寒暑假期到工廠參加生產實踐,開展調查研究,這種從理論到實踐,從實踐到理論,既可將工廠生產零部件實際引入教學,豐富教學內容,又能增強學生感性認識,引發學生進行深層次的理性思考,增強學習的自覺性,提高學生調查研究問題、科學分析問題和解決問題的能力。
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關鍵詞:Solidworks 機械制圖 模型信息庫
中圖分類號:TH126 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)04(a)-0023-02
機械制圖是職業院校機械類專業一門重要的專業基礎課,它是用圖樣確切表示機械產品的結構形狀、尺寸大小、工作原理和技術要求的學科。然而,大多數職業院校學生由于自身背景知識及個人素質的事實,空間想象力較差,讀圖能力差,普遍情況是學生學的痛苦,老師教的辛苦[1]。另外,在機械制圖教學和信息交流中需要大量的教具模型,教具模型作為教學手段的重要組成部分,在幫助學生形象地理解教學內容的過程中發揮著非常重要的作用,但是實體模型不僅模型種類與數量有限而且有制造較難、需要大量資金、上課不易攜帶、受損后修復較難甚至不可修復等缺點。如何改變上述情況,是機械制圖課堂教學面臨的問題。目前,三維軟件Solidwork以它完善的功能、簡單的操作、良好的二次開發接口在機械制圖的教學中得到了普遍的應用。本文基于Solidworks軟件在機械制圖教學中的實踐,提出了機械制圖模型信息庫的創建思想及建模技術、內容,建立了機械制圖教學模型信息庫,增加了課堂信息量,提高了教學質量,使師生從繁重的傳統機械制圖教學模式中解放出來,達到了課堂教學改革的目的。
1 模型庫總體內容
基于SolidWorks的機械制圖模型信息庫的建立采用模塊化的建模方法,按照教學內容進行歸納、分類,所選模型的建立既考慮到模型的典型性,方便教學,又兼顧模型之間的相互聯系以及模型復雜程度的遞進性,開發出滿足實際教學需要的模型其主要結構如圖1所示。
根據機械制圖課程體系和授課內容,機械制圖模型庫的主要內容包括:基本體、組合體、切割體、剖視、典型零件、標準件、裝配體、國標模板,并通過模板的調用形成滿足國標的二維圖庫、三維模型庫、動畫等[2]。對于裝配體,可以制作虛擬樣機、工作原理和爆炸圖、零部件的二維視圖和三維模型等。
2 SolidWorks軟件在教學中的實踐
2.1 三維模型庫的建立
模型的建模是利用計算機軟件及多媒體技術,對實物模型進行計算機虛擬化處理,制作形象逼真的虛擬實體模型,取代傳統實物模型的創作、管理、使用[3]。機械制圖網絡模型庫的建立包括基本體、切割體、相貫體、組合體、典型零件、裝配體等三維模型庫、二維視圖庫、模型動態仿真庫、裝配體虛擬裝配等虛擬樣機的建立。
Solidworks軟件強大的基于特征的實體建模功能符合學生的認知過程,它首先采用繪制二維草圖,再通過拉伸、旋轉、薄壁特征、高級抽殼、特征陣列以及打孔等操作來實現三維零件模型,再由零件模型生成裝配體和工程圖,整個過程與實際生產中零件的設計、制造過程很相似。Solidworks中的特征主要有:基體特征(拉伸、旋轉、掃描等),設計特征(抽殼、筋、孔、倒角和倒圓等),鏡像特征(陣列、鏡像等)。通過草圖中的幾何約束及智能尺寸功能創建出3D草圖,若草圖中尺寸修改,相應模型大小也會實時修改。通過模型庫的建立讓學生認識大量的立體模型,在潛移默化中培養學生的空間想象力,為提高學生的識圖能力打下堅實的基礎。
2.2 國標圖庫的建立
在現實生產中二維工程圖紙是用來直接指導生產,它是設計工作的最終體現。利用SolidWorks中三維模型和二維視圖的關聯性,可由三維模型自動生成二維工程圖樣,包括基本視圖、斜視圖、剖視圖等并在二維視圖中顯示尺寸和技術要求,在設計過程中若更改三維模型或其二維視圖的尺寸,三維模型和對應的二維視圖會自動關聯更新[4]。但SolidWorks自身提供的工程圖和材料明細表是不符合我國國家標準的,教師需要在教學過程中始終貫徹國標并要求學生在學習的過程中嚴格執行,一張符合國標標準的工程圖紙,不僅包含有圖形元素,而且還應該有標準的圖框、標題欄、零件編號和明細表元素,在機械制圖教學中,利用SolidWorks工程圖模塊具有的幅面設置、圖框設置、標題欄設置、零件序號設置和明細表設置等功能邊演示,邊講解,可強化學生的標準意識。在SolidWorks模塊中,可以利用已有的三維模型自動生成工程圖紙,而且在工程圖紙的BOM表中,零件的編號和明細表可以自動生成,并能根據實際情況來任意調整,當裝配圖中的零件數目發生變化時,明細表可與之聯系自動增減。我們可以根據國標或企標要求自定義二者的標準模板并保存起來在需要使用時直接調用即可,圖2就是自定義的符合企標的標題欄。通過三維模型及工程圖的組合反復學習,讓學生牢固掌握相關標準的貫徹,在整個過程中積累更多讀圖、繪圖的經驗,提高分析形體的能力以及空間思維力。
2.3 動畫庫的創建
利用Solidworks的Animator插件,可以模擬和捕獲Solidworks裝配體的運動,生成基于Windows的.avi動畫文件,直觀地展示模型多角度觀察效果、裝配體的工作原理、裝配體中零部件的裝配關系,還可通過錄像功能錄制操作過程。同時,還可以在零件文件中為零件模型添加點光源、聚光源、材質和紋理等其他效果,來制作出生動、逼真的動畫效果。我們可以將建好的模型信息,比如組合體、切割體相應的制作過程錄制下來以及裝配體的爆炸圖建成動畫庫,方便學生學習,幫助學生更好的建立三維空間思維。值得注意的是,在模型的輸出格式上一般圖片文件應存為.tif格式,動畫文件存為.avi格式保存,這樣在所有基于Windows操作系統的計算機上都可以播放。
3 結語
機械制圖的教學強調培養學生實際繪圖和讀圖能力,在教學過程中充分發揮Solidworks三維軟件直觀性強、使用靈活的優點,提高學生學習的積極性和主動性。機械制圖模型信息庫的建立,取代了傳統的實物模型,大大減輕了教師的工作量,促進了機械制圖課程教學手段的現代化,加深了學生對理論知識的理解和新技術的認識,同時也能激發學生學習三維軟件的興趣,提高教學質量、為促進教學改革和技術交流提供了技術支持。
參考文獻
[1] 張穎,徐少華.《機械制圖》教改新思路[J].2012(29).
[2] 崔麗艷.SolidWorks在工程圖學教學中的應用[J].科技教育創新,2008.
篇10
關鍵詞:職教鉗工;機械制圖;教學質量方法
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)05-0126-02
鉗工在成為好的技術工人的過程中,機械制圖非常重要。因此,培養職教生擁有好的機械制圖的能力是非常重要的。這就需要職教老師能夠在提高職教鉗工機械制圖的教學質量上下工夫。
一、在機械制圖的課堂上,教師要講究教學方法
1.在教學中,要恰當采用語言直觀教學。在鉗工的機械制圖課中,教師采用語言直觀教學可以給學生帶來更為感性的知識表象,讓學生在對直觀語言的接受中對機械制圖方法能很好地領會運用,記憶也會更牢靠。
2.在鉗工機械制圖課,教師可以巧妙通過提問和討論創設情境,激發學生的創新思維。在機械制圖課,學生直接向學生灌輸知識,也許并不能激發學生的內動力。如果在傳授知識的過程中,根據課堂進行的程度向學生提出適當的問題,巧設問題情境,那么可以讓學生盡快進入問題探索者的角色,從而達到掌握機械制圖方法的能力。機械制圖的動手性和理論性都較強,學生在教師問題的誘導下,進入學習情境,培養了創新思維,提高了學習的積極性和主動性。通過問題的討論,學生可以更加明確機械制圖的特點和用處。
3.可以對學生進行立體化教學。鉗工專業的工人,會看圖維修以及看圖做工件才能真正成為技術工人。好的教學方法可以引導學生學習,讓學生有效解決學習障礙,維持學生學習的興趣以及注意力。在機械制圖課上,教師可以加強演示,對學生進行立體化教學。
機械制圖是要求學生具有一定的空間想象能力的學科。但是,一些學生在剛接觸機械制圖的時候并不具備這種能力,那么,根據學生的基礎,在教學中教師不但要利用生活中常見的一些事物進行各種教學,而且還要讓學生了解到物體在空間內的不同方位的形態變化。在上課的時候,教師可以采用一些簡單的材料,例如橡皮泥、泡沫塑料等讓教師要在課上講的抽象的概念具體化以及簡單化。這樣學生在學習鉗工機械制圖的時候就可以和實際生活聯系起來,容易打開思路,也便于掌握機械制圖的技能。如果手邊沒有合適的教具,教師可以制作相應的多媒體課件進行立體化教學,這樣不但可以使學生擁有立體感知,還可以采用多媒體課件向學生講解機械制圖的全過程。
4.在教學中,可以采用計算機進行教學。計算機的圖形處理技術為機械制圖教學的改革和發展提供了非常良好的機遇,在教學中,教師恰當地使用計算機進行多媒體教學可以在很大程度上提高教學效果。
制圖課的獨立性和實踐性使教師在一堂課上要付出很大的精力,常規教學可能會使教學節奏比較亂,如果采用多媒體進行教學,枯燥乏味的內容變得趣味盎然,而且掛面、模型等靜物都可以運動起來,在極大的程度上激發了學生的學習熱情。在利用多媒體進行教學的時候,學生不但可以利用多媒體制作3D動畫圖像,還可以利用計算機繪圖軟件來進行繪圖。
結合國家推行的“甩圖板”工程,淡化尺規作圖,強化學生計算機繪圖能力的培養勢在必行。雖然在短期內,計算機繪圖還不能完全取代尺規制圖,但是計算機繪圖作為一種繪圖手段,可以讓學生擺脫尺規作圖的枯燥。教師可以在計算機繪圖的教學過程中,加大學生快速制圖的能力。
同時,教師可以恰當播放參照機械制圖進行生產的錄像讓學生觀看,那么學生對機械制圖的認識會加深,會取得較好的教學效果。
5.在鉗工機械制圖的教學過程中,要進行規范化教學。機械制圖要確保按照制圖的基本規則進行教學,選擇恰當的視圖配置,圖樣投影要正確,尺寸標注要準確清晰,符合國際標準,只有在教學中培養學生制圖的嚴謹性,才能保證學生真正走上工作崗位的時候提高學生的工作技能。
二、鉗工的機械制圖課要雜糅其他學科的教學
機械制圖與其他學科關系密切。機械制圖是綜合性學科,它與幾何學、物理學關系都非常密切。如圖樣中的投影的形成過程是與光學密不可分的,這時教師就要引導學生復習物理學中相應的光學投影的知識。而在基礎作圖的時候,由簡單的基本形體通過切割、鉆孔等操作制成的小的零部件在進行機械制圖的時候,幾何知識的講解就顯得尤為重要。幾何知識可以幫助學生順利完成機械制圖中的點線面的作圖,可以順利完成圖樣中的圓弧鏈接,可以應對較為復雜的圖形。
三、加強學生的實際操作,可以更加有效地提高鉗工學生機械制圖的教學質量
1.深入生產實踐,讓學生充分認識到機械制圖的重要性。職教生由于基礎差,如果僅依靠課堂上的教授可能會產生厭學情緒。那么,在適當的時候,教師可以帶學生深入到車間進行實習。學生到工廠參觀鉗工工人、鉗工技師的工作后,他們會更加深刻地認識到機械制圖的重要性。同時,學生在實習的時候,可以掌握豐富的實際工件,這些實際操作可以反過來加深學生對機械制圖的了解,更有利于學生的繪圖制作。
在車間實習的時候,教師可以拿出前幾屆鉗工學生制作出的優秀工件向學生講解,進行實戰制圖訓練,另外,學生還可以根據自己畫的圖樣在車間進行零件加工,對自己畫的圖像進行加工,這樣學生就會在制作的過程中更深刻地理解機械制圖的含義以及制圖的方法。
2.教會學生讀圖、識圖。在學生進行車間實習的時候,鉗工專業的學生會發現會畫圖只是初步地掌握了機械制圖,能夠讀圖、識圖才是機械制圖最終要做的。教師可以嘗試多讓學生接觸一些工件以及工件的圖紙,讓學生進行識圖、讀圖,讓學生在讀圖、識圖的過程中,由易到難、由淺入深,形成自己獨特的清晰思路,提高制圖、識圖、讀圖的能力。
總之,鉗工學生的機械制圖課要想提高教學質量,采用較好的教學方法以及增強學生的實踐能力達到良好的教學效果是一方面,更主要的是我們作為教師,要從培養鉗工學生的學習興趣入手,發揮學生的主觀能動性,才能真正達到提高教學質量的目的。
參考文獻:
[1]高衛紅.淺談機械制圖課程教學的創新與實踐[J].職業,2010,(3).
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