淺談Inventor在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用

王鑫 王璐

摘 要：機(jī)械制圖課程是機(jī)械類專業(yè)高職學(xué)生必修的一門技能基礎(chǔ)課，主要訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖和繪圖的能力。借助Inventor軟件輔助課堂教學(xué)，提高學(xué)習(xí)的興趣和積極性，同時(shí)改善了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖;三維建模;工程圖;Inventor

【中圖分類號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1008-1216（2019）03B-0041-02

一、機(jī)械制圖課程的性質(zhì)和教學(xué)中現(xiàn)存不足

機(jī)械工程圖樣是工業(yè)生產(chǎn)的重要技術(shù)文件，也是技術(shù)交流的重要工具。設(shè)計(jì)者通過圖樣表達(dá)設(shè)計(jì)的對(duì)象;制造者根據(jù)圖樣指導(dǎo)生產(chǎn);使用者通過圖樣了解機(jī)器設(shè)備的結(jié)構(gòu)和性能，進(jìn)行操作、維修和保養(yǎng)。因此，圖樣是傳遞和交流技術(shù)信息的媒介和工具，是工程界通用的技術(shù)語言。

機(jī)械制圖課程是通過教會(huì)學(xué)生運(yùn)用投影的基本原理，按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求繪制和閱讀機(jī)械工程圖樣的課程，是高職教育機(jī)械類專業(yè)課程體系中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要任務(wù)是培養(yǎng)高職學(xué)生的空間想象力，并能夠熟練閱讀圖樣信息、準(zhǔn)確完成圖樣繪制，以適應(yīng)今后從事工程技術(shù)工作的需要。

本課程教學(xué)的主要內(nèi)容包括：制圖基本知識(shí)與技能、正投影作圖基礎(chǔ)、機(jī)械圖樣的表示法、零件圖和裝配圖的識(shí)讀與繪制等。教學(xué)方法從傳統(tǒng)的使用實(shí)物模型和掛圖展示輔助教學(xué)，到利用電腦、投影儀和多媒體課件進(jìn)行授課，在一定程度上減輕了教師的負(fù)擔(dān)，也使教學(xué)效率有了提高。然而，對(duì)于學(xué)生的接受程度而言并沒有質(zhì)的提升。一方面，高職學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱，中學(xué)時(shí)幾何想象能力沒有得到鍛煉，空間結(jié)構(gòu)方面的思維和理解力不足，導(dǎo)致學(xué)習(xí)時(shí)困難重重，如此以往極易產(chǎn)生畏難和厭學(xué)的情緒;另一方面，在教學(xué)過程中，教師的授課條件較為單一，由于教學(xué)模型和掛圖的數(shù)量和尺寸有限，尤其是對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的內(nèi)部環(huán)境缺乏展示手段，致使直觀性和通透性并不理想，不便于學(xué)生理解和掌握，知識(shí)教學(xué)的效果不甚理想。筆者從事機(jī)械制圖課程理論和實(shí)踐教學(xué)近十年，深感心有所求，力有不逮。

二、Inventor軟件簡介

Inventor是Auotodesk公司出品的三維參數(shù)化實(shí)體繪圖軟件，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、模具等工程領(lǐng)域。Inventor作為一款三維建模軟件具有強(qiáng)大的功能：快速便捷三維實(shí)體模型創(chuàng)建、參數(shù)化的零件部件設(shè)計(jì)和裝配設(shè)計(jì)、三維模型向二維工程圖的轉(zhuǎn)化、利用仿真和有限元分析零件部件的性能等。該軟件對(duì)于使用者非常友好，一目了然的操作界面、細(xì)致入微的操作提示以及親民的運(yùn)行環(huán)境要求，十分易于使用和學(xué)習(xí)。

三、Inventor在機(jī)械制圖課程教學(xué)中的應(yīng)用

Inventor三維建模的強(qiáng)大功能對(duì)于機(jī)械零件的表達(dá)具有天然的良好支持性。工欲善其事必先利其器，近年來筆者嘗試?yán)肐nventor軟件作為教學(xué)工具輔助授課有一些心得，下面就針對(duì)課程教學(xué)做幾點(diǎn)陳述。

（一）利用Inventor進(jìn)行“三視圖”教學(xué)

“三視圖”是機(jī)械制圖課程教學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生良好的空間想象能力是學(xué)好“三視圖”的基礎(chǔ)。對(duì)于一些簡單的零件和形體，教師通過言語啟發(fā)和模型展示便可以使學(xué)生了解其結(jié)構(gòu)特征。如果遇到相對(duì)比較復(fù)雜的零件和形體，由于學(xué)生空間想象能力存在差異，想要達(dá)到良好的教學(xué)效果僅靠上述手段就顯得乏力了。利用Inventor軟件進(jìn)行教學(xué)，筆者課前預(yù)先對(duì)復(fù)雜零件或形體進(jìn)行三維建模，課堂上利用Inventor軟件提供的模型空間對(duì)事先創(chuàng)建好的模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放、投影等操作，把零件或形體的每一面、每一個(gè)視角都展示在學(xué)生面前，使學(xué)生能夠清晰直觀地看到零件或形體的每一處特征和細(xì)節(jié)，也便于學(xué)生把握模型特征，在大腦中形成所有視圖的印象。

（二）利用Inventor進(jìn)行“剖視圖”教學(xué)

“剖視圖”是表達(dá)零件或者形體的一種很重要的方法，也是機(jī)械制圖課程的一個(gè)難點(diǎn)。零件或者形體如果內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，進(jìn)行剖視圖表達(dá)就會(huì)對(duì)學(xué)生的空間想象力提出很高的要求。利用實(shí)物模型展示不便于學(xué)生觀察形體內(nèi)部，掌握內(nèi)部結(jié)構(gòu)局限性不可謂不大;若是利用掛圖或者課件來展示剖切后的圖樣，則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)只知其然不知其所以然的情況，遇到實(shí)際問題仍然無法應(yīng)對(duì)，而圖樣中大量相交線、相貫線以及虛線的存在也會(huì)干擾學(xué)生做出正確的判斷。利用Inventor軟件的剖切功能，對(duì)具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零件或者形體進(jìn)行多角度多位置的剖分，學(xué)生在剖切的展示過程中會(huì)看到每一個(gè)線條和輪廓，從而在繪制“剖視圖”中對(duì)線型表達(dá)做出正確的選擇。

（三）利用Inventor進(jìn)行“裝配圖”教學(xué)

繪制“裝配圖”是機(jī)械制圖課程教學(xué)中對(duì)學(xué)生看圖、繪圖和空間想象能力綜合要求最高的一個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是評(píng)判學(xué)生該課程學(xué)習(xí)成績是否達(dá)標(biāo)的重要標(biāo)準(zhǔn)。然而機(jī)械制圖是最早開始學(xué)習(xí)的專業(yè)類課程，學(xué)生沒有任何專業(yè)知識(shí)和素養(yǎng)的積累，對(duì)于零件、機(jī)構(gòu)以及機(jī)器的加工、運(yùn)行以及工作原理等完全不了解。這些都會(huì)成為學(xué)生看懂和畫好裝配圖的障礙。Inventor軟件對(duì)多零件裝配模型有打散和隱藏零件的功能，利用打散功能可以全方位展示裝配中所有零件的關(guān)系，利用隱藏零件功能可以抽絲剝繭般解剖結(jié)構(gòu)或者機(jī)器內(nèi)部每一個(gè)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生直觀面對(duì)裝配中的每一處細(xì)節(jié)。

Inventor軟件的輔助教學(xué)在機(jī)械制圖課堂的應(yīng)用還有很多，由于篇幅限制在此就不一一列舉了。

四、利用Inventor軟件輔助機(jī)械制圖教學(xué)的意義

（一）提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在以往課堂上，由于教學(xué)內(nèi)容相對(duì)枯燥，千篇一律的文字和圖形很激發(fā)學(xué)生的興趣，導(dǎo)致學(xué)生上課的注意力不易集中，部分學(xué)生出現(xiàn)開小差和打瞌睡的情況。在教學(xué)中引入Inventor軟件作為輔助后，在很大程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生上課聽講的積極性，使學(xué)生有了主動(dòng)思考和參與的意愿，課堂上的互動(dòng)性大為提高，學(xué)習(xí)氛圍有了明顯的改善。

（二）教學(xué)效果提升明顯

Inventor是一款專業(yè)的三維建模軟件，在機(jī)械制圖課堂中借助其強(qiáng)大的功能和快速便捷的操作提高了課堂教學(xué)的效率，而Inventor對(duì)模型直觀和清晰的表達(dá)也為學(xué)生輕松理解和學(xué)習(xí)機(jī)械制圖提供了便利。從筆者在教學(xué)中使用Inventor軟件輔助的嘗試看，學(xué)生的識(shí)圖和畫圖能力一定程度上有了提升，對(duì)于知識(shí)的掌握情況和應(yīng)對(duì)作業(yè)與考核的能力也有了改善。

（三）課堂教學(xué)變得更加容易

傳統(tǒng)教學(xué)中一般的表現(xiàn)手段不易表達(dá)和展示的內(nèi)容，利用Inventor可以輕松表達(dá)和展示;Inventor豐富的表達(dá)方式也更容易調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，繼而保障課堂教學(xué)有序進(jìn)行;Inventor強(qiáng)大功能對(duì)于機(jī)械制圖教學(xué)具有良好的支持性，可以用來逐章教學(xué)，課程多數(shù)知識(shí)點(diǎn)，Inventor軟件都可以提供有針對(duì)性的應(yīng)用。使用Inventor進(jìn)行教學(xué)在一定程度上減輕了教師的負(fù)擔(dān)，提高了教學(xué)的效率，使上課變得容易起來。

五、結(jié)束語

Inventor軟件的使用為機(jī)械制圖教學(xué)提供了便利，但并不能解決我們?cè)诮虒W(xué)中的全部問題。由于該軟件并不是專門為了教學(xué)而開發(fā)的，只是其中的一些功能對(duì)我們的教學(xué)有益，而一些知識(shí)無法借助Inventor實(shí)現(xiàn)輔助教學(xué)。因此，我們還當(dāng)繼續(xù)發(fā)掘適合教學(xué)使用的新的功能，提升教學(xué)技能和教學(xué)水平。

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