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应用型本科机械制图教学模式改革的研究

时间:2016-05-03来源: 作者: 点击: 301次

李东亚,范莉,刘和剑,吴一帆

(苏州大学应用技术学院,苏州215000

 

摘要:机械制图及CAD技术课程是一门重要的技术基础课,对培养学生绘制和阅读工程图样、设计表达能力、工程实践能力等起着关键的作用。基于顶层设计理念,使各个教学内容衔接为一个整体。以计算机多媒体为载体,借助模块化项目式的教学方法对机械制图及CAD技术传统教学模式进行改革。本文阐述了模型实验室、三维零件库、AutoCAD软件、习题库和基本理论知识之间的关系及具体实施方法;教学模式的改革不仅可以使学生机械制图的能力渗透到机械设计的理念之中,而且培养学生的工程设计意识和团队合作意识。

关键词:机械制图;顶层设计;模块化项目式教学;

中图分类号:TH126 文献标志码:A

The Study OfAppliedUniversityMechanical Drawing Teaching Model Reform

Applied Technology College of Soochow UniversitySuzhou 215000

Abstract: Mechanical drawing and CAD technology course is an important technical basic course which plays an key role in drawing and reading engineering drawings,design skills and ability of engineering practicefor students. Based on top-level design concept, all kinds of teaching contents become a group.While the computer multimedia teaching methods has turned into a carrier, mechanical drawing and CAD technology traditional teaching mode is implementing reformby a modular project-basedteaching method.The paper describes the model laboratory, three-dimensional parts library, the relationships between the exercise base and basic theoretical knowledge and concrete implementation method.The reform of teaching mode can make the mechanical drawing ability of the students infiltrate the concept of mechanical design. What’s more,the students cultivatethe consciousness of the engineering and team cooperation.

Keywords: Mechanical drawing; Top-level design; Modular project-based teaching;

机械制图是应用型本科院校培养具有工程师初步训练的高级工程技术应用型人才的一门既有理论又有实践的必修的技术基础课;图样用于设计者表达设计意图、制造者了解制造对象并制造、使用者依此使用和维修设备;该课程可以培养工程师绘制工程图样和阅读工程图样的能力。为了建设应用型大学的需要,对传统机械制图教学模式改革势在必行,以计算机为载体对其教学内容进行顶层设计,使其该课的基本模块形成一个整体,教学内容主要通过各类机构的模型库体现,由图1和图2得知,选择典型的机械常用机器装配体作为目标库,每一个装配体都包含相应的典型零件;以每一张装配图为一个项目,一组零件图为子项目,从简单到复杂,在不同的章节布置给学生,到学期结束使每个学生都能完成一个项目,这样可以使物体模型、三维模型、制图基本理论知识、AutoCAD软件几个环节有机结合到一起,学习上互相促进,最终到达工程技术人员的基本制图要求。


 

 

 

 

 

 

 

1 零件库设计架构图


 

 

 

 

 

 

 

 

2机械制图及CAD技术模块示意图

通过对机械制图课程的主要内容进行合理配置,打破常规的教学模式,走出教室进入实验室和图书馆的学习方式,由原来填充式到自我主动学习;对不同章节的内容合理穿插采用模块化教学、项目式的作业、学生教师互动讨论、小组答辩等方式进行教学,可以使学生从头到尾的学习都在为一个目标学习,通过对教学内容进行整合以及对教学方法的改革,不仅培养学生的绘制和阅读机械图样的基本能力,而且还为培养学生设计创新能力、工程实践能力打下牢固的基础[1],使学生具备了严谨细致的工作作风和认真负责的工作态度,因此对于本门课程的教学内容及方法的改革是必须的。

1 模型实验室在机械制图课程中的应用

在每次理论课之前安排学生进入模型实验室,以项目讨论的教学形式将模型分配给学生,老师采用现场指导的教学模式,最终以答辩的模式考核学生;使学生对点线面体投影的形成、典型机械零件的用途、工作原理、和装配关系有一定的了解,增强学生对零件的感性认识和学习兴趣,为更好的学习课程打下初步基础。模型实验室主要对以下几块基本内容进行配置相关的教学内容见图3所示,做到3-4人一组模型;


 

 

 

 

 

 

3 模型实验室基本构成示意图

1)点线面和基本体的投影的规律,使学生掌握正投影的基本理论和方法,能够独立分析出基本体的投影视图;

2)平面体和回转体的截交线、回转体和回转体相贯线的投影规律,使学生基本运用投影原理解决空间几何问题的初步能力;

3)组合体的投影规律,采用形体分析和面形分析将模型分割成基本体进行投影产生组合体的三视图,使学生具体一定能力的空间想象能力和分析能力;

4)机械图样的基本表示方法,主要使学生学习视图配置、剖视图和断面图的形成规律,能对常见的零件进行基本视图表达;

5)读懂轴套类、轮盘类、叉架类、箱体类、常用标准件等零件图,掌握这几类零件常用表达方法;使用这几类零件组成装配体,使学生可以读懂装配图。

2 三维软件在机械制图课程中的应用

使用三维软件立体的形式表达平面的物体,使学生可以更加直观的看到物体的投影规律,解决以往枯燥、学生靠想象的讲解模式,尤其针对一些空间想象能力差的学生可以提高学习的信心;三维软件的基本操作比较易学,学生也可以利用课下时间自我理解课堂讲解的内容,不必为找不到老师而烦恼;三维模型对以下几块基本内容进行配置相关的教学内容;

1)平面体和回转体的模型建立[2],可以使学生从多个方向观察物体的结构,对照课堂讲解的三视图进行剖析其投影形成规律;立体截切与相贯在三维建模中可以很好的实现,这样对学生的空间想象能力和读图能力获得了一定的提高,同时也培养了解决问题的能力,增加了学习热情与主动性。

2)组合体的模型建立,通过对组合体进行叠加和切割,显示出学生认为课堂难以理解的部分对其单独分析,如果还有问题,学生可以使用截图(使用文字很难表达的图形)的功能将不懂得部分通过QQ发送给老师,这样可以得到老师及时的指导,不至于延误自己的学习进度;

3)主要针对轴套类、轮盘类、叉架类、箱体类、常用标准件等零件进行模型建立,学生可以选择不同的视图配置进行表达零件的结构,可以多方位的理解零件的表达方法;通过对常见机械类零件模型题库的建立,充实学生的课下时间;

4)通过之前建立的零件模型,将其组装成装配体,做成装配件可以采用动画的形式表达其工作原理,使学生更好的理解装配体与零件的区别,采用爆炸图的表达形式使学生快速的读懂装配图,同时可以自我选择不同的视图配置进行表达装配体进行分析,使其理解如何选择视图配置进行表达装配体。

3AutoCAD绘图软件的学习及应用

机械制图的内容还包括CAD技术,主要通过AutoCAD 2014绘图软件进行学习绘图技术,通过对机械制图内容设置,可以将该软件穿插到不同的章节中,有机结合成一个整体[3],即学习软件的基本操作又同时巩固的相关的制图知识,使学生可以即学即用,主要在以下几块内容里配置AutoCAD 2014软件的学习见图4所示。


 

 

 

4AutoCAD软件内容示意图

1)通过对组合体的投影规律进行学习,对制图有了一定的理解,在此之后安排学生学习二维图形的绘制,先采用PPT的形式讲解二维图形的形成方法,再教会学生如何使用软件中的方法进行绘制,这样使学生理解一张图的绘制方法,同时可以较好的掌握软件的基本操作;

2)通过对常用机械零件的零件图进行学习,结合三维模型通过AUTOCAD 2014绘图软件对其零件进行绘制零件图,通过PPT的形式对零件图中尺寸公差、表面形状和位置公差、表面粗糙度、材料热处理及表面处理的基本知识进行讲解的同时,分别根据绘制的零件图完成相应的标注,这样可以使学生更好的理解及掌握标注符号的含义;

3)结合三维模型装配体以及常用零件图的绘制,组装成一张完整的装配图并对其标注,这样可以节约再去独立绘制零件图的时间,使课程内容的安排进行有机结合;

4 总结

1)模型实验室的合理安排及应用,可以直观地观察实物模型,培养对物体空间想象能力和积累物体的表象,对机械零件有了一定的感性认识,在后续的课堂讲解中增加学生的学习兴趣的理解力。

2)三维模型库的建立,可以很好的与实际工程零件相结合,对零件全方位的观察并且与自己所绘图形相对比,来检验自己的读图能力和对零件的表达能力;同时三维模型制图模型库与网络技术结合,可以改变传统教学的单调模式,有效地弥补由于上课所造成的教师辅导、答疑的不足,有助于学生从被动学习变为主动学习,提高学习效率;也为后续三维CAD 技术课程的学习提供了强有力的基础。

3AutoCAD软件解决了手工绘图的麻烦,同时AutoCAD 课程看做机械制图教学的一个分支及主要应用工具,通过AutoCAD 与机械制图课程的相互融合,使学生更好地形成计算机绘图与读图能力,最终提升课程的教学效率与教学水平。

通过对应用型本科机械制图教学模式改革的研究内容进行设计,应用于学生教学效果来看,学生基本掌握了绘制机械图样和解决空间几何问题的理论和方法,培养学生绘制、识读机械图样的能力、培养学生空间想象能力、思维能力以及绘图的实际技能,达到了一名工程技术人员必备的基本素质。

参考文献

[1]张胜霞,田怀文.机械制图课程实践教学与思考[J].实验科学与技术,2010,8(5):113-115

[2]董丽琴.应用三维模型库辅助机械制图教学[J].河北软件职业技术学院学报,2008,10(4):24-26

[3]张燕.浅谈机械制图与AutoCAD课程的整合思路[J].现代阅读,2013,1:29-29

 

作者:李东亚(1984.4)、男、山东枣庄、实验师、工程硕士、主要从事机械制图教学以及现代制造技术研究。

 

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