信息化技術在《機械制圖》教學中的應用

蘇嬌艷，梁俊昌

一 引言

機械制圖被譽為機械工程技術界的通用語言，機械中的工程設計、制造、使用、維修等都必須運用圖樣來解決[1]，是一門理論性強又具有實踐性的專業基礎課程，要求學生學會繪制和識讀三視圖、零件圖、裝配圖等方面，為后續專業課提供學習基礎。

隨著社會快速發展，時代的差異，現在“00后”的學生的思想比較活躍，自信而張揚，接受互聯網信息無所不包，以自我為中心的關注自身發展密切的領域，基礎知識比較薄弱，學習積極性不高，傳統的教學資源如PPT的教學模式已經不適應學生的學習需求，在教學過程中模型單一，課程枯燥，缺乏與學生互動，課時壓縮后對學生掌握的有所下降，教學效果達不到教學大綱要求，如何在有效的時間內學生能掌握和運用更多的專業知識，教學質量能得到快速提高，這將是函待解決的間題。

三維軟件的廣泛應用，如UG，Solidworks，ProE等三維軟件已經順應了市場的需求，UG軟件適應性強，操作簡單方便，功能完善的特點，特別適合融合到機械制圖的教學過程進行模型的展示，將模型抽象轉換為直觀生動，能夠把傳統教學不易表達出得細節部分很好的展示出來，有效的幫助學生理解復雜的零部件，同時培養了學生的三維空間想象能力，激發學生的學習興趣，學生的主動性、創造性和積極性。

微課在現代教學中廣泛應用，具有時間短、內容精、知識點集中、開放性等特點，通過對某個特定的知識點進行歸納總結，多個知識結合可構成完善的課程體系，學生可以在課前預習、結合課中教師講解、課后鞏固復習，提高教學質量，對教學起到輔助作用。

二 UG和微課在機械制圖教學中的應用

（一）微課程在制圖的基本知識和技能方面的應用

學生初次接觸第一門專業課，在課程緒論可以通過機械先進制造相關微視頻引入，借此讓學生了解機械制圖在機械行業中的重要作用，了解這門課程的授課內容，根據內容制定自身的學習計劃，再通過制作好的制圖的基本知識和技能的相關微課，如圖框標準和選用，字體要求和線條使用標準，繪圖工具的規范使用等，并結合教師講解，繪制平面圖形，使得學生能夠掌握制圖基本知識，進一步掌握基本繪圖技能。

（二）UG和微課在組合體視圖中的運用

在零件模型認知和組合體學習繪制中，學生的基礎知識差，空間想象能力薄弱，而傳統教學形式只能用實物模型或是通過PPT投影部分模型分析，對應找出每一部分投影想象形狀，將幾部分結合在一起，分析想象整體和部分。這種教學形式會導致學習在分析過程中漏線、多線，分析不全面，學校準備的模型數量有限，時間長了需要更新，供不應求。通過UG軟件可以對形體造型，可以實時拉伸旋轉剪切等形體，得到所想要的模 型結構，學生可以對模型及每一部分細節深度理解，使得整個教學過程簡單易懂、直觀清晰。再通過附帶模型三視圖微課中的繪圖步驟技巧，不僅解決是實物模型的不足問題，還可以培養學生三維空間想象力的同時掌握相關的繪圖知識，有利于高效課堂和學習過程和方法的多元化發展。

圖1 組合體

（三）UG在截交線和相貫線中的應用

截交線和相貫線是機械制圖課程中的一部分重難點內容，學生在實際繪制截交線的時候很難想象模型切割后的立體形狀，自然不能準確快速繪出圖形，有限的資源只能接受理論性知識，不能舉一反三，解決實際問題。通過UG軟件造型，繪制立體形狀，根據實際情況切割模型，幫助學生理解解決實際疑問，對模型進行旋轉切割，又可以得到不同方向不同位置的形狀，學生在頭腦中增加了空間切割概念模型，在課后練習中可以舉一反三，加深理解，提高繪圖準確率。同樣的原理應用在相貫線的知識上，UG軟件可以實時演示兩圓柱相交產生的相貫線，根據任意一個圓柱直徑變化得到不同情況的相貫線，學生可以通過演示直觀了解直徑變化對相關線的影響程度，又可以通過方形實體與圓柱體是否產生相貫線，又可以將實體的圓柱改為空心圓柱得到內部的相貫線，學生可以掌握相貫線產生的概念以及理解兩圓柱相貫的種類。因此，將UG軟件制作不同模型演示，解決了模型教學中難以實現的問題和不足，幫助學生理解掌握截交線和相貫線的知識內容，提高了教學效果和增加了學生對專業知識的學習興趣。

圖2 等直徑的兩個 內圓孔相貫

圖3 不等直徑的兩個 內圓孔相貫

（四）UG在機件表達方法剖視圖和斷面圖中的應用

機械零件的剖視是通過假想的剖切面剖開零件，將剩余部分投影所得到的視圖，目的是將內部結構的不可見部分轉化為可見部分，減少視圖的虛線數量，同時也為了簡潔明了讀圖。這部分內容在傳統的教學中，機件的表達方法的剖視圖講解時，學生難以想象假想的剖切面，難以想象剖切后的剩余部分投影圖形，剖視圖有包含全剖視圖、半剖視圖、局部剖視圖、旋轉剖和階梯剖等較多內容。不同位置的剖切得到剖視圖是不一樣，學生難以理解。那么，通過UG軟件對模型選擇不同的剖切面剖切，學生可以直觀看到剖切后的投影圖形，加深理解，改變剖切面可以得到階梯剖和旋轉剖。同理，斷面圖也是學生難以想象切開完之后的截面形狀，通過UG軟件展示，可以在任意截面上截取軸的截面圖形，學生可以清晰得到斷面圖，也可以觀察到每個細節部位。如圖4和圖5所示。

（五）UG在生成工程圖功能

機械制圖主要是培養學生繪圖和讀圖能力，從三維實體到二維圖形的轉換，或是從二維圖形想象出三維實體的過程。UG軟件有一個強大的功能是將三維實體模型生成二維工程圖，在選擇零件圖的主視圖投影中應多方面綜合考慮，教師可以運用軟件自帶的生成多個方向的主視圖，學生對比不同的方向選擇主視圖差異很大，從而引導學生準確的找到主視圖合適的看圖方向。假設修改了模型中任意一個尺寸，工程圖中也有自動更新，反之，如果修改了工程圖的形狀或尺寸，那么三維實體模型也會隨之自動更新修改，因此，生成工程圖模塊給教學帶來方便，提高學生理解。

圖4 機件的半剖視圖

圖5 斷面圖

（六）UG在在裝配圖中的應用

UG軟件可以將所有的零部件按照裝配關系組裝，又有爆炸功能將零部件拆開，裝配圖是在前面學習的基礎上的綜合提升，是學習機械制圖的重難點。如果學生無法想象理解裝配關系和工作原理，很難繪制出裝配圖。學生可以通過裝配圖和爆炸功能直觀了解各零件形狀和裝配順序、原理，在講解時簡潔明了，教學效果大大提高，學生可以根據各個零部件之間的裝配關系和裝配位置繪制總裝圖和零件圖。

三 總結

通過教學實踐證明，將信息化技術中的UG軟件與微課有機結合運用到機械制圖課堂教學中有顯著效果，教師上課不需要帶掛圖和大量模型，利用軟件造型就可以得到教學中所想要的模型，模型可以多方面地延伸拓展，豐富了教學模型，將相似對比分析，提高學生的空間想象能力、拓展思維和讀圖繪圖能力，將理論教學與制圖環節緊密結合，充分利用信息化資源完善課程結構，大大降低學生的學習難度，課堂豐富活躍，學生易于理解加深鞏固，提高學生學習的興趣和創造性，高效的教學效果讓學習將專業基礎知識學得更扎實，符合人才培養方案和社會需求。