Ｓｏｌｉｄ Ｗｏｒｋｓ在“工程制圖”教學中的應用

摘 要 黑板+掛圖+模型，如何改變工程制圖這種傳統的教學模式，把學生感到頭疼難學的內容，同三維繪圖軟件的生動、形象、直觀結合起來，幫助他們盡快建立空間概念，提高學習效率和學習興趣。

關鍵詞 工程制圖；Solid Works；教學改進

中圖分類號：G23 文獻標識碼：A文章編號：1671-489X（2007）08－0013-02

Application of Solid Works in “Project Drawing” Teaching

Du Haixia，Chen Pengfei

Abstract Blackboard + Wall Map + Model is the traditional teaching mode， the paper presents how to set up the concept of interspace and promote learning efficiency and interests.

Key words project drawing; Solid Works; teaching improvement

Author's address School of Mechanical Engineering， Shaanxi University of Technology， Hanzhong， Shaanxi 723003

進入21世紀，為了滿足經濟建設更高的要求，高等教育向寬基礎、多方向發展，在校大學生所開設的課程越來越多，內容越來越豐富，而學時卻在不斷壓縮。在新的發展形勢下，傳統的教學模式在“工程制圖”課程中已經不能滿足現代教學的需求。僅靠有限的實物模型和簡單的PowerPoint課件來培養學生的空間想象能力和思維能力，不僅浪費大量的時間向學生解釋如何對立體進行切割或疊加，還使學生感到非常的枯燥，甚至喪失學習興趣。三維制圖軟件的運用使得教學模式得到很大的發展，相比Auto CAD、UG、Pro/E、3DMAX等軟件來說，Solid Works具有使用簡單、造型快、易于上手等優點。本文闡述Solid Works軟件來構造三維模型在工程制圖教學中的應用。

在切割體教學中，學生對截交線的形成、截交線的形狀及其投影不易理解掌握。在課堂教學中可利用Solid Works進行基本體的切割變化演示，特別是進行回轉體的切割時，學生可直觀地分析不同的切割方法、不同的切割位置截交線的形狀變化，并利用視圖方向的變換，觀察、發現其投影特征，培養形象思維能力。

在相貫體教學中，可利用Solid Works演示各種基本體相貫的方式、相貫體的形成、相貫線的形狀及投影特點，例如圓柱與圓柱、圓錐正交、斜交、偏交時相貫線的變化，都能從形成、變化過程到投影特點進行連續演示分析。圓柱與圓柱正交時，相貫線的形狀及投影特性由圓柱的直徑決定，利用Solid Works的尺寸驅動功能，可實現不同直徑圓柱相貫的連續變化演示。組合相貫線的空間形狀難以想象，但是利用Solid Works制作模型時，就已經自動完成各個形體的相貫和截交。雖然這些工作由教師完成，但是降低了學習難度，直觀而又方便，費時少、見效快。

在組合體教學中，讀組合體的三視圖和補組合體的第三視圖是教學的重點和難點，旨在培養學生的空間想象能力以及用二維平面圖形表達空間立體的能力，但大部分學生往往因為空間想象能力差，對組合體的學習效果不佳。在本章內容中利用Solid Works三維建模，可以在同一造型界面內設計出多個滿足不同要求的造型，這一點在課堂教學中特別有用。可以把講課內容先按順序做成一個個的造型進行“抑制”（即不可見），隨著課堂進程可分別對某個特征進行取消抑制操作以顯示出相應的課程內容。抑制和取消抑制操作可反復進行，以保證講課內容的可交換性。還可以使用回放功能將造型步驟播放出來，這樣講課清晰、連貫，對學生理解課堂內容也大有幫助。另外應用Solid Works從三維建模自動產生工程圖的功能，可以校核學生所補組合體第三視圖的正確性。

在剖視圖教學中，學生對形體的組成方式較易分析，而對機件內部結構的理解有困難，對剖切方法的選擇、不同剖切面的形式及剖切位置不同產生不同的剖視圖的理解，更是難上加難，而課本上只有一個結論性的模型和圖加以說明，學生是知其然不知其所以然。利用Solid Works在零件模塊下可以選擇剖切平面在規定位置剖開零件，以直觀的三維旋轉動態形式進行課堂演示，則能使這一難點迎刃而解。利用其快捷的剖切功能，逐步引導學生分析不同形體的剖切方法、不同剖切時產生的不同的剖視圖，從而由學生發現最合理的剖切方法，再由教師進行歸納總結，真正體現以學生為主體，互動、合作、發現的教學方法，使學生所學知識融會貫通。

在裝配體的教學中可插入Solid Works的裝配圖和爆炸圖。介紹兩種裝配方法：“自頂而下”和“自底而上”。在裝配的環境里，可以方便地查看裝配體的所有運動，并且可以對運動的零部件進行動態的干涉檢查和間隙檢測。用Solid Works生成裝配圖，大大節省了拼圖和拆圖時量取和抄畫所耗費的時間，提高了效率。

另外， Solid Works軟件兼容Auto CAD所繪制的圖形文件，即能直接把Auto CAD的圖形文件數據導入到Solid Works主界面中，實現從2D到3D的轉換，但是需要附加尺寸及約束幾何關系。

總之，Solid Works在機械制圖教學中的應用，不僅培養了學生的學習興趣，也保證了學習質量，同時也是教學模式的一種改進，使學生對機械制圖這門課程的感覺不再是那么的枯燥無味，那么的抽象，接觸到的都是實實在在的一個個零部件。但是，不論Solid Works軟件多么的優秀，使用起來是多么的方便，它也只能作為機械制圖課程教學的一種輔助手段。因為本課程的目的是培養學生的空間思維和空間想象能力，在分析問題的過程中，在演示三維立體圖及其過程中，應注意充分調動學生的積極性，注重互動教學，鼓勵學生積極參與，啟發學生去思維，去想象，去發現，在發現中創新，在思維中進步，達到教學的最終目的。