機(jī)械制圖中引入U(xiǎn)G的教學(xué)嘗試

機(jī)械制圖是工科專業(yè)的一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生繪制和閱讀機(jī)械圖樣的能力。過去教師必須使用實(shí)物模型、掛圖進(jìn)行輔助教學(xué)。使用UG 軟件建立三維的空間模型，以立體的、有光的、有色的生動(dòng)畫面表達(dá)立體模型和零部件，并且可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，不斷進(jìn)行修改和實(shí)時(shí)更新教學(xué)模型，在教學(xué)中結(jié)合多媒體的教學(xué)手段可很好地達(dá)到教學(xué)的目的?？稍鰪?qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和形體構(gòu)思能力。

一、基本幾何體教學(xué)

在基本幾何體的教學(xué)中，可以借助UG 軟件建模來組織教學(xué)。如在講解兩圓柱相交時(shí)，可通過UG 軟件演示兩圓柱正交及偏交時(shí)相貫線的形狀變化，還可通過修改兩相交圓柱的直徑，讓學(xué)生觀察兩圓柱正交時(shí)，圓柱直徑對(duì)相貫線彎曲方向及彎度的影響（如圖1所示），使學(xué)生在探索和發(fā)現(xiàn)的過程中，總結(jié)規(guī)律，掌握兩正交相貫時(shí)相貫線向直徑大的圓柱一側(cè)彎曲。為更清楚地表達(dá)，可用UG來生成工程圖供學(xué)生對(duì)照觀察。

二、組合體教學(xué)

組合體的讀圖和畫圖是機(jī)械制圖中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，難就難在學(xué)生空間想象能力還沒有建立，但是通過學(xué)習(xí)閱讀和繪制組合體，是培養(yǎng)學(xué)生空間想象力的重要教學(xué)過程。這一部分題型多為補(bǔ)畫第三視圖和補(bǔ)缺線。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，常常因想象困難而導(dǎo)致不愿想，也想不清，僅憑著頭腦中模糊的形體印象，完成視圖補(bǔ)畫及線條補(bǔ)畫。很多學(xué)生面對(duì)復(fù)雜的組合體而感到束手無策，過去的教學(xué)效果不是太好?，F(xiàn)在借助UG軟件進(jìn)行實(shí)體造型，逐步顯示組合體的形成過程，每一步驟都讓學(xué)生分析三視圖的變化過程，并利用UG軟件形成的工程圖，讓學(xué)生觀察視圖變化的結(jié)果，逐漸增加他們對(duì)視圖中線和框的感性認(rèn)識(shí)。

三、剖視圖教學(xué)

剖視圖是表達(dá)機(jī)件內(nèi)部形狀和結(jié)構(gòu)的常用方法，在傳統(tǒng)的教學(xué)中，往往是采用模型或掛圖給學(xué)生講解結(jié)論，學(xué)生不知道如何合理選擇剖切方法及剖切平面的剖切位置，在作圖時(shí)搞不清哪些部分被剖切平面剖切，哪些地方要畫剖面線。在教學(xué)中采用UG 軟件進(jìn)行實(shí)體造型后，利用“剖面視圖”工具，用不同位置的剖切平面進(jìn)行剖切，并通過零件模型生成工程圖，選擇相應(yīng)的剖切平面生成剖視圖（如圖2所示）。

總之，通過UG軟件實(shí)時(shí)造型演示，形象直觀，三維模型的變化可動(dòng)態(tài)反映在視圖的變化上，容易在學(xué)生的頭腦里架起二維視圖和實(shí)物模型之間的橋梁，有助于學(xué)生形成正確的空間立體概念，使學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)以直接感知為主，進(jìn)而使學(xué)生掌握所學(xué)知識(shí)。

四、建立機(jī)械制圖UG模型庫(kù)

機(jī)件的形體都是復(fù)雜多變的，購(gòu)買所有機(jī)械制圖的模型和掛圖也是不現(xiàn)實(shí)的。因此，筆者就把課本上及習(xí)題集上涉及到的機(jī)件，都用UG建模，并生成工程圖。經(jīng)過幾年的努力，已經(jīng)把教材及習(xí)題集上遇到的組合體，都建立了機(jī)械制圖UG模型庫(kù)，并上傳到學(xué)院資源平臺(tái)上，方便廣大教師和學(xué)生的使用。機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)，可以載入網(wǎng)絡(luò)，不受時(shí)空限制，在網(wǎng)上進(jìn)行傳輸。當(dāng)學(xué)生在課后練習(xí)中遇到困難，可以通過校園網(wǎng)進(jìn)入模型庫(kù)主頁，在庫(kù)中找到所需要的模型，增強(qiáng)對(duì)實(shí)物的感官認(rèn)識(shí)，輔助完成課后練習(xí)。

五、結(jié)束語

傳統(tǒng)的以畫法幾何為基礎(chǔ)的機(jī)械制圖教學(xué)體系，將被以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)為基礎(chǔ)的新體系所代替。順應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)，筆者嘗試進(jìn)行了基于三維實(shí)體造型技術(shù)的機(jī)械制圖教學(xué)實(shí)踐，并在多媒體教學(xué)實(shí)踐和三維實(shí)體造型課中作了嘗試。實(shí)踐表明：它能大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，在培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生空間想象能力方面收到了很好的效果。

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（作者單位：湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院）