淺談結合3D打印及CAD三維建模技術構建《機械制圖》興趣教學模式

郭守超

摘要：眾所周知，在各個職業院校中，工科類的學生都要學習《機械制圖》這門基礎學科，而機械專業的學生是必學的一門重要課程，學生的本專業知識學的好壞跟機械制圖這門課程學的怎么樣有很大的聯系。本文就傳統教學在《機械制圖》這門課中存在的一些問題，提出了引入3D打印及CAD三維建模技術，以提高學生學習興趣。

關鍵詞：3D打印;CAD三維建模;《機械制圖》興趣教學

眾所周知，《機械制圖》是各大院校機械專業課程中安排授課順序最靠前，授課時間最長的專業基礎課程，是機械專業學生必須熟練掌握的一門重要的專業基礎課程。為什么這么課對學生這么重要呢，主要是讓學生能夠讀懂圖，能夠熟練畫圖。尤其是對中職學校的學生來說，學會讀懂圖就是不容易的一件事，但是如果沒有一定的繪圖基礎知識，想要讀好圖也是非常不容易的。

在所有中職學校的課程安排中，幾乎《機械制圖》這門課程教學安排時間一般要2學期或者3學期左右，基本是第一學年2個學期，和第二學年的第1學期，學生基本上一入學就開始被教授這門課程。因為中職學生剛入學的時候，基礎知識比較薄弱，學習能力比較差，再加上之前從沒有接觸過空間想象方面的內容知識，所以授課的任務對于任課老師來說還是比較艱巨的，難度系數很大。如果采用傳統的教學模式，則絕對達不到好的教學效果，怎樣吸引學生注意力，讓學生對機械制圖這門課感興趣，讓教學內容相對于學生來說不再變得那么抽象，消除在上課過程中，學生玩手機，打瞌睡的現象，這是我們任課老師當前所要克服的問題。所以在實際上課當中，我通過在長期教學中，摸索了一些快速有效的教學方法，以解決學生學習過程中興趣低、主動性差等問題，讓學生的學習效果大大增強。大家都知道，在傳統教學中有兩個困難問題難以得到解決，分別是學生的空間想象能力問題和教學模型問題。那么怎么解決呢？接下來我把自己總結的經驗和大家一起探討。

一、解決學生的空間想象能力問題

運用計算機輔助教學手段。計算機技術現在發展迅速，把計算機的技術運用到《機械制圖》這一學科當中來是非常不錯的選擇，引入計算機輔助教學，是各個學校機械制圖教學大勢所趨的方向。另一方面，計算機的廣泛應用和普及，運用計算機進行制圖會達到意想不到，事半功倍的效果。上課的信息化教學手段讓制圖課的教學更加離不開計算機輔助教學。三維繪圖軟件的應用在國家層面上已經大力推廣，在各個職業院校普及廣泛，很多中職學校也模仿相繼都開設了此類的課程，都很重視這一領域的比賽。其中《零部件測繪與CAD成圖技術》賽項就是世界技能大賽中典型比賽工作任務，比賽選手在比賽設置的時間內完成給定某機械部件或裝置的裝配實物的測繪，自己繪制比賽零件草圖，同時使用三維建模軟件繪制該部件或裝置的裝配圖和各零件的機械加工圖，并完成各零件的造型及其三維裝配等比賽任務。主要目的是考核學生對零部件測繪《手工繪圖》CAD成圖《三維建?！费b配專業知識與技能。

二、解決教學模型問題

很多中職學校都建立了機械模型教室，方便老師和學生上課使用，但里面配套的模型比較單一，小部分課本的模型完全不能滿足上課需求，而發的練習冊里的大多數模型，模型教室里面都沒有。而如果采用新型3D打印機來進行教學示范，教學效果就不一樣了。所以如果學校購買一批小型的3D打印機，讓同學們運用CAD三維建模軟件，可以自己動手，小組合作，把練習冊中的零件繪制成三維實體。老師上課的時候就可以運用這些同學們繪制的三維實體來教學，學生可以在電腦上進行自由的旋轉，縮放，完全解決配套模型型號單一，數量少，還不適用的情況，還解決了距離遠看不清的問題。實體庫和3D打印機的完美配合使用，可以讓同學們現場觀察3D打印成型模型，在觀察打印過程中，教師還可以同時講解3D打印機打印工藝分析以及編程思路，讓同學們學習機械制圖這門課時能夠通過結合3D打印及CAD三維建模技術來提高學習興趣，讓機械制圖課的內容從抽象到直觀，由淺入深，讓同學們更容易接受，從而更加有效的提高學生學習能力，激發同學的學習興趣，還有效的提高了授課的課堂效率！

在講授“畫組合體視圖的方法與步驟”時，采用“板書、板圖模型、掛圖”的教學手段已經過時了，根本不能把“形體分析法”的重點、難點給同學們講清楚，學生上課時如果無法理解板圖授課，那么因為上課時間短的原因，任課老師幾乎不可能再重新畫一遍，如果把“CAD三維建?！边\用到教學中來，那么效果將變得完全不一樣，舉例拆分畫“支座”，依次分解空心圓柱，凸臺，底板，耳板和肋板，上課形式形象而生動。既讓學生的的空間思維得到提高，又提高了課堂的效果。

另外我們教師也應該提高對自己的要求，要不斷的加強自己對本學科及相關學科的最新知識的學習，要熟練掌握3D打印、VR技術、三維建模、FLASH動畫等先進知識。把這些先進的知識和技術運用到自己的教學中去，培養出更高規格的機械專業高級技能人才

參考文獻：

[1]人力資源和社會保障部教材辦公室組織編寫.計算機制圖-AutoCAD2012[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2013.

[2]人力資源和社會保障部教材辦公室組織編寫.《機械制圖》第六版[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2011.