機(jī)械制圖與CAD教學(xué)方法探討

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摘要：機(jī)械制圖與cad是中等職業(yè)學(xué)校一年級機(jī)電類專業(yè)學(xué)生的入門工程制圖課程。它不僅涵蓋了CAD和手工繪圖技巧，還涵蓋了如何解釋專業(yè)機(jī)械圖形。在這種性質(zhì)的繪畫課程中，由于缺乏實(shí)際經(jīng)驗和正確的解釋及可視化技能，學(xué)生可能會發(fā)現(xiàn)難以理解傳統(tǒng)上在二維圖紙中呈現(xiàn)的機(jī)械零件圖示例。此外，在講授CAD軟件時，雖然現(xiàn)場演示有實(shí)物、有模型數(shù)據(jù)庫呈現(xiàn)，但是一些領(lǐng)悟能力差的學(xué)生可能會在隨后的學(xué)習(xí)和討論中再次出錯。為了解決這些問題，在教學(xué)中使用一系列多媒體工具，讓學(xué)生更好地可視化學(xué)維及三維機(jī)械圖形示例，并通過錄屏軟件教學(xué)策略改變傳統(tǒng)的“筆記和現(xiàn)場演示”軟件教學(xué)方法，最終提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)圖形學(xué)；動畫；多媒體；屏幕捕獲軟件；機(jī)械制圖

長期以來，我們一直致力于機(jī)械制圖與CAD課程的教學(xué)和課程開發(fā)。課程包括手繪和CAD繪圖方法，在現(xiàn)階段，更加強(qiáng)調(diào)CAD應(yīng)用，因為它是當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)，極大地提高了工作效率。此外，理解復(fù)雜機(jī)械零件圖形的能力也是從這門課程中應(yīng)該獲得的一項重要技能，這種能力對于后續(xù)課程和職業(yè)生涯發(fā)展都很重要。根據(jù)以往教學(xué)效果，學(xué)生在這一課程學(xué)習(xí)中的典型困難有兩個：一是學(xué)習(xí)CAD軟件；二是解釋課堂上使用的機(jī)械圖形。

1學(xué)習(xí)CAD軟件時學(xué)習(xí)問題

教師在教授CAD軟件時，雖然現(xiàn)場軟件演示，老師緩慢而耐心地提供講解，但有的學(xué)生可能仍會錯過一兩步，然后無法完成后續(xù)所有其他工作，這是學(xué)習(xí)軟件過程常見問題。這時，就要為這些學(xué)生重復(fù)整個操作序列，代價是減慢與其他同學(xué)的講課速度。此外，當(dāng)學(xué)生因疾病等原因而無法上課時，則看不到軟件操作過程。課后，對圖紙和軟件有疑問需解釋的學(xué)生很難從課程材料中找到解決答案，因為繪圖是一個動態(tài)過程。使用軟件內(nèi)置的CAD教程來查找問題的答案效率很低，類似于通過閱讀字典來學(xué)習(xí)英語。雖然市場上有一些屏幕捕獲CAD教程包，但它們通常具有一般性和機(jī)械性，并沒有解決我們的機(jī)械復(fù)雜圖形所需的特定問題和技術(shù)[1]。

2學(xué)生對機(jī)械圖形的理解問題

當(dāng)談到圖紙的解釋時，由于學(xué)生不是經(jīng)驗豐富的工程師，他們發(fā)現(xiàn)很難理解課堂上給出的復(fù)雜機(jī)械圖形示例。為了充分理解圖紙的配置，在有些圖紙中的繪制圖例，必須依據(jù)機(jī)械行業(yè)專業(yè)術(shù)語才能透徹理解。如一些零件圖形中的簡化畫法，不同剖視圖的應(yīng)用技巧，一年級學(xué)生很難在短時間內(nèi)理解這些繪制的要求[2]。

3利用多媒體教學(xué)和識讀圖形

3.1使用屏幕捕獲軟件教授CAD

很明顯，在教授計算機(jī)軟件時，僅使用印刷材料和現(xiàn)場演示不會產(chǎn)生最有效的教學(xué)法。更好的教學(xué)方法包括屏幕捕獲電影、語音和屏幕提示，以解釋軟件操作。可以使用屏幕捕獲軟件，允許用戶記錄在用戶計算機(jī)屏幕上的任何特定窗口上發(fā)生的事件，而在記錄之后可以添加帶有附加評論的呼出，以提供對什么是附加說明。也可以在錄制期間或之后添加語音，并且可以生成電影，該格式可以在計算機(jī)、手機(jī)上播放[3]。屏幕捕捉提供許多優(yōu)點(diǎn)。一是學(xué)生可以按照自己的節(jié)奏觀看這些電影，并根據(jù)需要頻繁重復(fù)電影的任何部分。因此，快速學(xué)習(xí)者不會被課堂上效率較低的學(xué)習(xí)者放慢速度。二是即使在課后，學(xué)生也可以繼續(xù)使用電影來加強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)。如果有任何個人問題或意外事件阻止課堂出勤，這些電影也特別有用。這種新的學(xué)習(xí)方式可以減少學(xué)生學(xué)習(xí)焦慮，因為電影像教練一樣，能耐心地重復(fù)軟件操作中的任何步驟，而不會給學(xué)生帶來壓力。

3.2用三維動畫增強(qiáng)對圖形的理解

雖然屏幕軟件可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)軟件操作，但對圖形的識讀是另一回事。機(jī)械圖通常以二維方式呈現(xiàn)為平面圖、剖面圖等。而對于學(xué)生從二維轉(zhuǎn)為三維想象時會遇到困難。為了克服這個問題，在講解機(jī)械圖例時，可以使用三維動畫來補(bǔ)充這種二維材料。在教學(xué)中可以用CAD軟件構(gòu)建三維模型，如在講解泵閥等復(fù)雜零件時，通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、陣列構(gòu)建三維實(shí)體，通過實(shí)體剖切將零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)給學(xué)生，通過三維放大、縮小、旋轉(zhuǎn)多維角度感知，提高了學(xué)生三維建模能力[4]。三維動畫向剛接觸該課程的學(xué)生呈現(xiàn)復(fù)雜的機(jī)械圖是最有效手段。通過這樣的動畫，學(xué)生不再需要單獨(dú)依靠他們的想象來構(gòu)建所討論的零件結(jié)構(gòu)的立體畫面。

4結(jié)語

總之，用屏幕錄屏軟件不僅是教授CAD的有效選擇，也是教授涉及軟件使用的其他課程的有效選擇。在教學(xué)中，要充分發(fā)揮軟件三維建模功能，將先進(jìn)教學(xué)理念融合課堂，才能實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙潔.關(guān)于如何優(yōu)質(zhì)完成機(jī)械制圖課程的幾點(diǎn)探討[J].職業(yè)，2016(34)：60.

[2]徐學(xué)松.中職院校機(jī)械教學(xué)方法創(chuàng)新研究[J].科學(xué)大眾(科學(xué)教育)，2016(11)：101.

[3]周蕊，金玉陽，侯曉云，等.基于新工科思想的機(jī)械制圖課程改革與實(shí)踐[J].中國輕工教育，2018(3)：83-86.

[4]包小平.中職機(jī)械制圖課程教學(xué)探究[J].西部素質(zhì)教育，2018，4(11)：197-198.

作者：陳冬梅 單位：江蘇省啟東中等專業(yè)學(xué)校