《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》制圖模塊教學(xué)改革研究

杭州市喬司職業(yè)高級中學(xué) 陳麗萍

對于中職學(xué)生而言，大部分學(xué)生都比較厭倦教師純理論知識講解書本內(nèi)容。如果教師以學(xué)生所厭惡的形式開展教學(xué)，有可能造成教師上課沒效果，學(xué)生不樂學(xué)的窘境。而《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》這門課程作為汽修專業(yè)核心基礎(chǔ)課程既具有重要的鋪墊意義，又具有很深的理論知識，給任課教師造成極大的挑戰(zhàn)。

筆者經(jīng)過多年的《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)發(fā)現(xiàn)，《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》中的制圖模塊知識顯得尤為抽象。教師為了讓學(xué)生充分理解課堂知識，只能一遍遍地在黑板上繪制相應(yīng)的圖形，造成課堂教學(xué)效率低下且學(xué)生理解不足的困境。

基于改變《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》中制圖模塊教學(xué)成效低下現(xiàn)狀的考慮，筆者通過認(rèn)真研究SolidWorks制圖軟件的功能，提出SolidWorks制圖軟件在《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》中制圖模塊的運(yùn)用場合并以“套筒剖視圖繪制”教學(xué)案例的形式呈現(xiàn)SolidWorks輔助教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的區(qū)別，最后通過問卷調(diào)查及測驗的形式明確SolidWorks輔助制圖模塊開展教學(xué)的優(yōu)勢。

1 SolidWorks軟件簡介

SolidWorks是一種集三維和二維視圖為一體，基于Windows開發(fā)的CAD系統(tǒng)，既可用于繪制三維視圖，也可從三維模型中自動導(dǎo)出工程圖，同時還具有視圖的剖切、尺寸標(biāo)注及局部圖等功能，其繪圖操作平臺如圖1所示。

在制圖模塊中引入SolidWorks三維建模軟件，教師可隨時根據(jù)學(xué)生理解難點(diǎn)，有針對性地展示三維模型，使學(xué)生快速、準(zhǔn)確地突破理解障礙，提升教學(xué)效果。

2 SolidWorks在《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》制圖模塊的應(yīng)用場合

筆者通過深入學(xué)習(xí)SolidWorks軟件后認(rèn)為SolidWorks在制圖模塊中可以輔助教師開展基本視圖投影、剖視圖及裝配圖的圖形分析教學(xué)。而這三部分圖形分析也恰恰是制圖模塊中的教學(xué)難點(diǎn)。

2.1 SolidWorks在基本視圖教學(xué)中的應(yīng)用

在基本視圖投影過程中運(yùn)用 SolidWorks制圖軟件，可通過對圖形的旋轉(zhuǎn)觀察其各個角度的形狀。同時，也可通過圖形視口的切換了解各個面的投影視圖，大大降低了知識理解的難度，減輕了教師上課過程中繪制多幅視圖的工作量。基于SolidWorks制圖軟件所繪制的基本視圖（三視圖與軸測圖）如圖2所示。

2.2 SolidWorks在剖視圖教學(xué)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的制圖模塊教學(xué)中，對于圖形的講解還停留在結(jié)論性的層面，學(xué)生對于圖形的真實形狀大多采用形體的組合方式進(jìn)行猜測、分析，在理解上會存在一定的困難，更不要談在這種教學(xué)形式下要求學(xué)生對形體內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和理解了。

而當(dāng)教師采用SolidWorks制圖軟件進(jìn)行剖視圖教學(xué)后，可以當(dāng)著學(xué)生的面對形體進(jìn)行多方位剖切，讓學(xué)生更直觀地看到形體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而消化、理解知識點(diǎn)，達(dá)到事半功倍的效果，基于SolidWorks制圖軟件所繪制的剖視圖如圖3所示。

2.3 SolidWorks在裝配圖教學(xué)中的應(yīng)用

在裝配圖的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生對于裝配圖各零件之間的裝配關(guān)系、結(jié)構(gòu)形狀、裝配圖工作原理分析一知半解的情況屢見不鮮。為了更好地讓學(xué)生讀懂裝配圖，可利用SolidWorks爆炸視圖功能展示零部件之間的關(guān)系；同時，也可通過SolidWorks Animator功能制作零部件裝配動畫，觀看零部件的裝配過程，使學(xué)生輕松地理解儀器、設(shè)備和各零部件的結(jié)構(gòu)形狀及裝配關(guān)系?；赟olidWorks制圖軟件所繪制的齒輪油泵爆炸視圖如圖4所示。

圖4 SolidWorks繪制的齒輪油泵爆炸視圖展示（截屏）

3 SolidWorks輔助教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的對比分析

為了更好地凸顯SolidWorks輔助教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)之間的差別，筆者以“套筒剖視圖繪制”教學(xué)內(nèi)容為例分別做了基于SolidWorks輔助教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)兩份教學(xué)設(shè)計，并分別在汽修一年級1班和2班展開區(qū)別教學(xué)，依次由學(xué)生闡述學(xué)習(xí)心得，明確差別所在。表1所列為SolidWorks輔助教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)對比分析。

表1 SolidWorks輔助教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)對比分析

筆者在汽修一年級1班和2班分別開展基于SolidWorks輔助套筒剖視圖繪制教學(xué)和套筒剖視圖繪制傳統(tǒng)教學(xué)以后都及時與學(xué)生溝通，所得信息如下。

（1）汽修一年級1班（采用基于SolidWorks輔助套筒剖視圖繪制教學(xué)）。

教師：甲同學(xué)，你上次學(xué)基本視圖時在睡覺，今天學(xué)剖視圖不是更難嗎？怎么沒睡覺了？

甲同學(xué)：老師，你之前講基本視圖時我基本上腦袋暈暈了，壓根不會畫，你要我們根據(jù)實體想出三視圖，我感覺像我這種空間想象力不強(qiáng)的人肯定是學(xué)不會了，那學(xué)不會我自然就睡覺了。今天你講剖視圖時起初我也是不想聽的，無意間看到你用那個軟件（SolidWorks）當(dāng)著我們的面將那個東西（套筒）剖開，讓我們能看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，我感覺就簡單多了，所以我就又開始學(xué)了。

教師：那你希望老師以后還用這個軟件（SolidWorks）給你們展示視圖嗎？

甲同學(xué)：呵呵，當(dāng)然愿意，應(yīng)該說是十分希望。

（2）汽修一年級2班（采用傳統(tǒng)教學(xué)方式教授套筒剖視圖繪制）。

教師：甲同學(xué)，剛才老師在黑板上繪制套筒剖視圖的時候你怎么一直在閑聊呢？

甲同學(xué)：老師，今天上課不知道為什么，課堂剛開始時你給我們每一個人都發(fā)了一個套筒，我當(dāng)時還挺感興趣的，后來你一直對著書本講剖視圖該如何分析、如何繪制，后來就開小差了。后面你就一直在黑板上當(dāng)著我們的面繪制套筒的剖視圖，很多同學(xué)都開始講話了。

教師：那你覺得老師怎么講解這部分知識，你們才能更好地理解？

甲同學(xué)：那還不簡單，要不直接拿個蘿卜再拿把小刀剖給我們看。

教師：……（深思）

結(jié)合教師在課后對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的了解及表1所呈現(xiàn)的信息，可以看出在制圖模塊教學(xué)中加入SolidWorks教學(xué)輔助工具不僅可實現(xiàn)多視角地對視圖進(jìn)行觀察，還可以實現(xiàn)身臨其境式地對實體進(jìn)行剖切。因此，在傳統(tǒng)制圖模塊教學(xué)中加入SolidWorks教學(xué)輔助工具在很大程度上可以減少教師在課堂中繪制圖形所耗費(fèi)的時間，提高課堂教學(xué)效率，同時，使制圖模塊抽象性知識理解難度變低。

4 SolidWorks應(yīng)用于《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》制圖模塊教學(xué)實施效果

對于應(yīng)用性研究而言，僅以一兩節(jié)試驗性教學(xué)就指出研究結(jié)論會顯得蒼白無力。為此，筆者自2014學(xué)年第二學(xué)期開始就在征得學(xué)校汽修教研組同意的條件下選取我校汽修1401班（48人）為實驗班（基于SolidWorks制圖軟件開展教學(xué)），選取汽修1402班（47人）為對照班（按照傳統(tǒng)教學(xué)形式開展教學(xué)）分別展開長期的區(qū)別教學(xué)。到目前為止，實驗班和對照班《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》制圖模塊教學(xué)任務(wù)都已完成。

為了明確SolidWorks應(yīng)用于《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》制圖模塊教學(xué)實施效果，筆者面向?qū)嶒灠嗪蛯φ瞻喾謩e發(fā)放“制圖模塊”學(xué)習(xí)知識測試練習(xí)及調(diào)查問卷，兩者回收率都為100%。

經(jīng)過筆者認(rèn)真分析下發(fā)練習(xí)完成質(zhì)量及統(tǒng)計調(diào)查問卷數(shù)據(jù)，得到結(jié)論如下。

（1）練習(xí)測試顯示實驗班學(xué)生圖形分析能力高于對照班學(xué)生。筆者在經(jīng)過區(qū)別教學(xué)以后給兩個班學(xué)生下發(fā)同樣的測試練習(xí)，通過分析兩個班練習(xí)完成質(zhì)量可以看出實驗班學(xué)生測試練習(xí)及格人數(shù)遠(yuǎn)大于對照班學(xué)生。因此，可以認(rèn)為基于SolidWorks制圖軟件輔助制圖模塊教學(xué)有利于學(xué)生對知識的理解與掌握。

（2）問卷數(shù)據(jù)顯示實驗班學(xué)生對制圖模塊學(xué)習(xí)興趣等均高于對照班學(xué)生。筆者通過統(tǒng)計調(diào)查問卷數(shù)據(jù)的形式了解到兩個班在經(jīng)過長期的區(qū)別教學(xué)后，實驗班學(xué)生不管是對制圖的感興趣程度還是對教師課堂教學(xué)效率、方式等各方面的認(rèn)可程度都遠(yuǎn)勝于對照班學(xué)生。因此，可以認(rèn)為基于SolidWorks制圖軟件輔助制圖模塊教學(xué)有利于教師課堂教學(xué)效率的提升，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高。

綜上所述，SolidWorks輔助制圖模塊教學(xué)是在以語言描述分析各形體之間的位置關(guān)系，最終想象出整體形狀的授課方式中加入三維軟件進(jìn)行教學(xué)的創(chuàng)新型教學(xué)方式，這種現(xiàn)代化的教學(xué)方式不僅可以使教學(xué)內(nèi)容更加的形象直觀，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度，還可以將“教、學(xué)、做”融為一體，提高教學(xué)質(zhì)量。