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中職機(jī)械制圖教學(xué)中采用inventor軟件提升教學(xué)效果的實踐
中職機(jī)械制圖教學(xué)中采用inventor軟件提升教學(xué)效果的實踐
重慶市立信職業(yè)教育中心 余光躍
【摘 要】 機(jī)械制圖是中職機(jī)械專業(yè)必學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課，這門課的教學(xué)中存在著老師難教好，學(xué)生難學(xué)好的情況，嘗試采用inventor軟件為載體，以項目任務(wù)驅(qū)動為手段，通過二維草圖和三維造型的訓(xùn)練，尋找二維和三維之間的聯(lián)系，提高學(xué)生對制圖課程的興趣和專業(yè)水平，能夠利用軟件繪制二維工程圖和三維造型，形成一定的應(yīng)用能力。
【關(guān)鍵詞】中職；機(jī)械制圖；inventor；項目任務(wù)驅(qū)動
INVENTOR軟件具有CAD／CAM／CAE的機(jī)械軟件，具備參數(shù)化設(shè)計、利用特征工具建構(gòu)實體等功能，完全可以實現(xiàn)概念設(shè)計到三維建模到二維工程圖的產(chǎn)品設(shè)計流程。Autodesk Inventor的零件設(shè)計功能是基于特征的三維參數(shù)化實體造型技術(shù)。Autodesk Inventor軟件與Autocad都是美國AUTODESK公司旗下的軟件，所以可以與Autocad完美兼容，能夠快捷方便實現(xiàn)三維數(shù)據(jù)和二維圖紙之間的轉(zhuǎn)換[1]。Inventor具有強(qiáng)大的參數(shù)化幾何建模功能及實時、逼真的三維顯示功能、人性化的操作界面和簡單易學(xué)的特點，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)械制圖的教學(xué)工作中。
機(jī)械制圖是機(jī)械專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。本課程的主要任務(wù)是：培養(yǎng)學(xué)生具有一定的讀圖能力、空間想象能力和思維能力以及基本的繪圖技能，為提高學(xué)生全面素質(zhì)，形成綜合職業(yè)能力和繼續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。如果老師只指導(dǎo)按照教材順序，枯燥地講解，學(xué)生的興趣會隨著時間的推移，難度的增加，逐漸降低。怎樣調(diào)動學(xué)生的興趣點，發(fā)掘其空間想像能力和思維能力？筆者從教學(xué)實踐出發(fā)，利用inventor軟件進(jìn)行如下的項目教學(xué)法實踐。
一、運(yùn)用Inventor軟件，完成零件建模，再完成零件圖的表達(dá)，不但能提高學(xué)生對組合體視圖的理解，而且能夠有效提高學(xué)生對零件圖的掌握水平
組合體是機(jī)械制圖課程的核心內(nèi)容之一，前承投影理論和機(jī)械作圖基礎(chǔ)，是兩者的深化和提高，同時組合體可以視為簡化的零件，就成為了視圖表達(dá)主干線上承上啟下的最關(guān)鍵一環(huán)。
基礎(chǔ)體通過疊加、切割、變換等形式成為組合體零件，這個過程如果只通過語言表達(dá)是空泛的，我們可以利用三維軟件來繪制，從而模擬這個過程。
通過Inventor軟件，繪制草圖，使用拉伸、旋轉(zhuǎn)等特征成型命令將組合體零件的三維造型繪制出來，再使用工程圖模塊進(jìn)行工程圖的繪制，完成三視圖的表達(dá)，并且再完成標(biāo)注。(www.htc668.com)通過強(qiáng)化練習(xí)，整個流程走下來，我們的學(xué)生不但能夠讀的懂圖，而且能夠繪制正確的二維零件圖，還能通過二維工程圖驗證三維的造型是否正確。
Inventor軟件中二維工程圖是由三維實體模型直接生成的，包括基準(zhǔn)視圖、軸測圖、剖視圖、輔助視圖、投影視圖和局部放大視圖等，并且可以自動或者手動的標(biāo)注尺寸，標(biāo)注形位公差和技術(shù)參數(shù)。二維工程圖與對應(yīng)的零件模型或裝配體模型具有全相關(guān)性。學(xué)習(xí)二維工程圖出零件圖，很容易掌握，讓學(xué)生自己完成再由二維到三維的建模，再完成由三維到二維的工程圖繪制，更好的解決了學(xué)生空間想像能力不足，思維水平不同的限制，從而提到了學(xué)生的讀圖、制圖能力和思維水平，為以后的工作打下一定的專業(yè)基礎(chǔ)，形成良好的專業(yè)素質(zhì)。
二、通過Inventor軟件進(jìn)行二維工程圖繪制訓(xùn)練，有效的促進(jìn)學(xué)生對于圖樣的基本表示方法的掌握和應(yīng)用
對于中職的機(jī)械專業(yè)學(xué)生，不要求把所有的圖樣表示法都熟練掌握和應(yīng)用，但至少要能讀得懂圖，對于常用的表達(dá)方法能夠熟練掌握�！稒C(jī)械制圖 圖樣畫法 視圖》國標(biāo)中規(guī)定的視圖分為基礎(chǔ)視圖、向視圖、局部視圖和斜視圖。如何理解和使用這些方法是沒有一個固定模式的，教學(xué)中可以通過典型零件的繪制進(jìn)行分析，通過完成這些訓(xùn)練任務(wù)，從而理解和掌握這些方法。完成這個過程首先通過軟件將零件的三維造型繪制出來，再通過三維視圖轉(zhuǎn)換會二維的工程圖。工程圖的繪制第一步就要考慮圖樣的表達(dá)方法，簡單零件可以通過基礎(chǔ)視圖和投影視圖這兩個模塊完成零件的視圖表達(dá)。
如果零件的內(nèi)、外形狀比較復(fù)雜圖上就可能會出現(xiàn)虛實線相互重疊，讀圖、畫圖和標(biāo)注都會很不方便。機(jī)械制圖中就會采用剖視圖表達(dá)。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，其中剖視圖的表達(dá)最難理解，不容易正確使用和掌握。而Autodesk inventor提供的視圖表達(dá)方法，可以幫助學(xué)生理解和掌握機(jī)械制圖圖樣的基本表示方法。即使是比較難以掌握的剖視圖，在三維生成二維零件圖的過程，通過各種不同零件圖的表達(dá)，逐步了解和掌握全剖視圖、半剖視圖和局部剖視。剖視圖的表達(dá)方法，學(xué)生在手工制圖的過程中難以掌握和理解，錯誤頻出，有效時間內(nèi)完成制圖訓(xùn)練的數(shù)量和質(zhì)量都較低，如果通過學(xué)習(xí)，借助 Inventor軟件輔助完成的工程圖圖樣表達(dá)，大大提升了學(xué)習(xí)的效率和效果。學(xué)生還可以通過軟件完成其他表示方法表達(dá)，比如局部放大、簡化畫法等，學(xué)以致用，讓課本上枯燥的文字變成現(xiàn)實。
三、采用Autodesk inventor軟件配合項目任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，提升學(xué)生對裝配圖的掌握水平，提升機(jī)械制圖綜合能力
在產(chǎn)品的裝配設(shè)計模塊，Autodesk inventor 提供了自底而上的裝配模式，學(xué)生可以將繪制完成的零件通過約束將所有零件裝配在一起，形成能實現(xiàn)一定的功能的機(jī)構(gòu)。在教學(xué)實踐中，我們把這一部分按照項目任務(wù)驅(qū)動的方式去做。首先將圖紙和任務(wù)發(fā)放給學(xué)習(xí)小組，由組長進(jìn)行任務(wù)分配和工作計劃的制定。要求每個小組不但要完成所有零件三維造型，二維工程圖的繪制，還要完成裝配圖爆炸圖的表達(dá)。以右圖為例，每個小組要完成鉗身、活動鉗身、鉗口板等零件的三維造型，再將標(biāo)準(zhǔn)件以外的零件的工程圖制出來，最后完成手動虎鉗的裝配圖和爆炸。在軟件中可以記錄裝配體詳細(xì)的拆卸、裝配順序，還可以將各個零件之間的裝配位置關(guān)系表達(dá)清楚。
在Inventor的表達(dá)視圖中，可以創(chuàng)建裝配動畫，利用該裝配體詳細(xì)的拆卸、裝配順序，同時還能夠清楚地將各個零件之間的裝配位置關(guān)系表達(dá)出來。
見圖。此功能以動畫的形式模擬裝配體的裝配過程，更加形象逼真。制作的動畫可以通過一般的動畫軟件播放。小組在完成的項目最終以小組為單位上交，項目文件完成的情況以小組為單位進(jìn)行評價，小組之間互相比較和促進(jìn)，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。
借助inventor軟件的強(qiáng)大功能，讓學(xué)生充分參與到教學(xué)過程中去，讓學(xué)生參與圖紙的分析，動手解決制圖中遇到的各種問題，提升學(xué)生的空間想像能力，提高學(xué)生機(jī)械制圖的基礎(chǔ)能力和專業(yè)水平。學(xué)生不但可以直觀、形象的學(xué)習(xí)工程制圖的基本知識，而且可以掌握三維設(shè)計軟件的應(yīng)用，為以后的職業(yè)道路打下良好基礎(chǔ)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]陳伯雄。Inventor機(jī)械設(shè)計應(yīng)用技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2002，86-88
[2]王幼龍。機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2007，90
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