“組合體形體分析法”一課的教學(xué)設(shè)計(jì)

【摘 要】機(jī)械制圖課堂教學(xué)中注重運(yùn)用實(shí)物、模型等教具幫助學(xué)生理解所學(xué)內(nèi)容，化抽象的投影關(guān)系為直觀的視覺(jué)印象，逐步讓學(xué)生儲(chǔ)備實(shí)體形象，降低問(wèn)題難度，提高空間思維能力。充分利用多媒體資源，采用多媒體與傳統(tǒng)教學(xué)手段并存，營(yíng)造開(kāi)發(fā)性的教學(xué)環(huán)境，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，更好地提高教學(xué)效果和效率。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)手段；教學(xué)效果；課堂設(shè)計(jì)

《機(jī)械制圖》是我們機(jī)電類高職院校各專業(yè)必修專業(yè)基礎(chǔ)課，一般在一年級(jí)開(kāi)設(shè)，學(xué)生空間能力比較欠缺，教學(xué)實(shí)踐中采用一些好的教學(xué)法對(duì)學(xué)生可以起到很大的幫助和促進(jìn)作用。如可以引起學(xué)生學(xué)習(xí)的準(zhǔn)備；維持對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣；課堂上以學(xué)生可接受的方式呈現(xiàn)教材；強(qiáng)化和調(diào)節(jié)學(xué)生的思維；解決學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙?！敖M合體形體分析法”一課的教學(xué)設(shè)計(jì)，嘗試采用多種教學(xué)手段提高學(xué)生的空間想象力、空間思維能力，以求達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

一、學(xué)情分析

學(xué)生目前正在學(xué)習(xí)機(jī)械制圖理論及AutoCAD繪圖訓(xùn)練，教學(xué)的同步性較好，選用教材為《機(jī)械制圖與AutoCAD》高等教育出版社（朱林林主編），教學(xué)注重機(jī)械制圖與AutoCAD的有效結(jié)合。

二、教學(xué)目的、重點(diǎn)及難點(diǎn)

本堂課要求學(xué)生了解組合體的組成形式、組合體各基本體相對(duì)位置關(guān)系、各部分表面的連接關(guān)系，掌握組合體的形體分析法。重點(diǎn)為形體分析法，難點(diǎn)為各基本體表面的連接關(guān)系。教學(xué)課時(shí)為2節(jié)課。

三、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)思路

引言設(shè)計(jì)：組合體是由基本體通過(guò)疊加和切割組合而成的，教學(xué)從復(fù)習(xí)基本體結(jié)構(gòu)入手，一方面可以鞏固原有知識(shí)，為組合體打下良好基礎(chǔ)，另一方面也是一個(gè)比較好的引言，可以起到承上啟下的效果。

新課設(shè)計(jì)：1.組合體相對(duì)形體復(fù)雜，一定要多想、多練習(xí)，而模型的運(yùn)用非常重要，本次課設(shè)計(jì)一組小模型（每組4個(gè)），模型之間相互有聯(lián)系，又有區(qū)別，通過(guò)遞進(jìn)式分析，掌握組合體與基本體之間的關(guān)系，了解表面連接關(guān)系及掌握形體分析方法。2.利用多媒體課件分析組合體的組合過(guò)程，多媒體制作過(guò)程結(jié)合CAD繪圖方法，既能使學(xué)生加強(qiáng)直觀了解，又使學(xué)生感覺(jué)學(xué)有所用。同時(shí)通過(guò)模型和多媒體課件結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生自主分析，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

學(xué)生練習(xí)設(shè)計(jì)：從課堂教學(xué)實(shí)際出發(fā)，將課堂練習(xí)設(shè)計(jì)成難度由淺入深的三道題，從簡(jiǎn)單形體分析，到較復(fù)雜形體分析的選擇判斷，最后到通過(guò)形體分析，補(bǔ)畫(huà)視圖中的缺線，使層次不同的學(xué)生通過(guò)上課，都能體會(huì)到上課的收獲，激勵(lì)學(xué)生努力提高。

四、教案設(shè)計(jì)方案

（一）復(fù)習(xí)引入

復(fù)習(xí)基本體的結(jié)構(gòu)（見(jiàn)下圖）。

（二）講授新課

通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)掌握了基本體的投影特性，將基本體按一定形式組合就形成組合體，如果說(shuō)學(xué)好基本幾何體是為了學(xué)習(xí)組合體打下基礎(chǔ)，那么學(xué)好組合體也是為學(xué)習(xí)零件圖奠定重要的基礎(chǔ)。

1.組合形式

（1）發(fā)一組模型請(qǐng)同學(xué)們觀察組合體結(jié)構(gòu)，分析它是如何形成的呢？

（2）舉例分析組合體形成過(guò)程

*課件投影一組組合體的三維圖形，指導(dǎo)學(xué)生觀察各基本體的不同之處。

動(dòng)畫(huà)演示組合體的組成過(guò)程。

分析：有幾個(gè)基本體組成；各基本體的形狀是怎樣的；它們是如何組合而成的（位置關(guān)系）

結(jié)論：組合體的組合形式分為：疊加類、切割類、綜合類

（3）請(qǐng)同學(xué)將切割類形體上傳（了解學(xué)生對(duì)組合體組合形式的掌握情況）

2.基本形體之間的表面連接關(guān)系

（1）共面與不共面

分析：組合體的結(jié)構(gòu)，了解組合形式。指導(dǎo)學(xué)生觀察三維投影視圖中表面不共面產(chǎn)生的效果。

結(jié)論：兩基本體互相疊合時(shí)，除疊合表面重合外，沒(méi)有公共表面，在視圖中兩基本形體之間有分界線。（不共面）

例2：

分析：組合體的結(jié)構(gòu)，了解組合形式，指導(dǎo)學(xué)生觀察三維投影視圖中表面共面產(chǎn)生的效果。

結(jié)論：兩基本體具有相互連接的一個(gè)面（共面）時(shí)，它們之間沒(méi)有分界線，在視圖上也不可畫(huà)出分界線。

*下傳模型，請(qǐng)同學(xué)們觀察所給模型，分析模型上的共面及不共面情況。學(xué)生練習(xí)：已知兩張視圖，觀察立體，補(bǔ)全表面連線。

引導(dǎo)學(xué)生分析形體結(jié)構(gòu)，了解表面連接關(guān)系，并提請(qǐng)學(xué)生用CAD完成圖形。

（2）相切與相交

1）相切：指兩基本體相鄰表面光滑過(guò)渡。

例1：圓柱與底板相切畫(huà)法

分析：底板上表面與圓柱上表面不平齊，所以存在交線；圓柱側(cè)面與底板側(cè)面相切，光滑過(guò)渡，不存在輪廓線。

結(jié)論：基本體相切時(shí)，相切處不存在輪廓線，在視圖上一般不畫(huà)分界線。

*上傳模型明確拱形柱體側(cè)面也是曲面與平面相切。

注意特殊情況：

2）相交：指兩基本形體的表面相交時(shí)產(chǎn)生的交線。（發(fā)一組模型觀察）

a.觀察組合體表面交線。b.了解基本體表面相交的交線特點(diǎn)。

例2：圓柱與底板相交畫(huà)法

分析：底板上表面與圓柱上表面不平齊，所以存在交線；圓柱曲面與底板側(cè)平面相交，也存在輪廓線。

結(jié)論：基本體相交時(shí)，相交處應(yīng)畫(huà)出交線的投影。

*請(qǐng)觀察下發(fā)模型中與2類似結(jié)構(gòu)，并上傳上來(lái)。

3.形體分析法

（1）形體分析法：將組合體分解成若干基本體或簡(jiǎn)單立體，并分析其組合方式、相對(duì)位置關(guān)系，而進(jìn)行畫(huà)圖和讀圖的方法稱為形體分析法。

（2）形體分析步驟

1）分解組合體成為基本體（或簡(jiǎn)單體）；2）分析各基本體（或簡(jiǎn)單體）相對(duì)位置關(guān)系；3）分析各基本體（或簡(jiǎn)單體）組合方式；4）組合基本體（或簡(jiǎn)單形體）想象空間形狀。將相應(yīng)模型傳上來(lái)，根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，以及我們提出的要求進(jìn)一步觀察該組合體結(jié)構(gòu)。

提出問(wèn)題：

A.請(qǐng)觀察有幾個(gè)基本體（或簡(jiǎn)單形體）組成？它們的形狀如何？

B.各基本體（或簡(jiǎn)單形體）之間的位置關(guān)系如何？

從前后、左右、上下幾個(gè)方向考慮。

C.各基本體（簡(jiǎn)單形體）之間表面連接關(guān)系如何？

從共面、不共面、相切、相交、相貫等方面考慮。

觀察結(jié)果：

A.基本體由大圓柱、小圓柱、長(zhǎng)方體底板、長(zhǎng)方體肋板四部分組成。

B.肋板在底板的上方且左右對(duì)稱；大圓柱體在肋板上方，且左右對(duì)稱；小圓柱在大圓柱的上面。

C.肋板與底板前后表面共面，左右表面不共面；大圓柱與肋板前表面共面，后表面不共面，左右兩側(cè)相交；小圓柱與大圓柱相貫。

（三）課堂練習(xí)：

1.根據(jù)三視圖，用投影原理，進(jìn)行形體分析，寫(xiě)出基本體名稱，判別其相對(duì)位置，并在圓圈內(nèi)寫(xiě)出對(duì)應(yīng)數(shù)字。

2.根據(jù)三視圖，用投影原理，進(jìn)行形體分析，寫(xiě)出基本體名稱，分析表面相切或相交（包括相貫）的情況，并加以說(shuō)明：

（四）小結(jié)

1.形體分析方法：

分解—了解形狀—了解相對(duì)位置—了解表面連接關(guān)系——組合

2.表面連接關(guān)系分共面不共面、相切與相交。

（五）作業(yè)布置

作業(yè)提示：觀察立體結(jié)構(gòu)，了解表面關(guān)系，補(bǔ)全下列視圖中所缺的線。

五、思考與改進(jìn)

由于制圖課既有系統(tǒng)理論性，又有很強(qiáng)的實(shí)踐操作性。只有將教具、模型、課件有機(jī)結(jié)合，通過(guò)觀察物體的空間形狀和結(jié)構(gòu)，畫(huà)出其平面圖形（視圖）；再根據(jù)平面圖形想出物體的空間形狀和結(jié)構(gòu)，這樣反復(fù)訓(xùn)練才能更好培養(yǎng)起學(xué)生的空間思維能力。而用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)可以畫(huà)出各種物體的三維圖形，這些圖形可以在空間任意放大、旋轉(zhuǎn)（在黑板和掛圖上是不能實(shí)現(xiàn)的），我們就能讓學(xué)生從不同方向觀察它的形狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)投影原理畫(huà)出它的二維圖形，這樣學(xué)生容易理解和掌握，有利于提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高對(duì)制圖課程的學(xué)習(xí)興趣。

隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，淡化尺規(guī)作圖，加強(qiáng)學(xué)生計(jì)算機(jī)繪圖能力的培養(yǎng)是必然所趨。將制圖的理論學(xué)習(xí)與CAD的繪圖訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合，既可以減少理論課的學(xué)時(shí)，又有利于學(xué)生理解和掌握制圖的基本理論，收到理想的教學(xué)效果，而通過(guò)足夠的上機(jī)訓(xùn)練，學(xué)生計(jì)算機(jī)繪圖的能力和畫(huà)圖技巧也可達(dá)到一般企業(yè)對(duì)制圖人才的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱林林.機(jī)械制圖與AutoCAD[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]張紹忠.AutoCAD上機(jī)指導(dǎo)與實(shí)訓(xùn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.