強化三維CAD軟件教學培養(yǎng)機械創(chuàng)新設(shè)計能力

黃自春

摘要：隨著社會的不斷發(fā)展，社會對人才的要求也越來越多，中職院校的開辦是為了更好向社會輸送專業(yè)對口的應用型人才。但是現(xiàn)階段的中職機械設(shè)計課程仍舊保留著以二維設(shè)計為核心傳統(tǒng)教學模式，教師在日常的教學中，一直通過使用二維的工程圖表來向?qū)W生傳遞設(shè)計的內(nèi)涵。這不利于學生的空間思維能力發(fā)展，也不符合現(xiàn)代社會對機械設(shè)計專業(yè)的需求。因此，教師應該積極轉(zhuǎn)變教育理念，實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學目標。

關(guān)鍵詞：中職;三維CAD軟件;機械設(shè)計

前言

社會的進步離不開科技的創(chuàng)新，沒有創(chuàng)新意識，社會也會止步不前。因此，中職教師在日常教學中，除了要轉(zhuǎn)變自身教育理念以外，還要有意識培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識，實現(xiàn)機械設(shè)計從二維走向三維的轉(zhuǎn)換，讓學生能夠獨立自主的完成機械設(shè)計創(chuàng)新，提高學生實踐操作能力，為學生今后步入社會工作打下堅實的基礎(chǔ)。

• 掌握傳統(tǒng)機械設(shè)計特點，通過實踐激發(fā)創(chuàng)新意識

在傳統(tǒng)機械設(shè)計教學中，設(shè)計的核心是二維設(shè)計，而工程圖則被看作表達工程師想法的信息載體。一份好的二維工程圖表中除了體現(xiàn)設(shè)計者內(nèi)在的思想以外，還要將工程對象的具體結(jié)構(gòu)、具體形狀和各個部位的裝配關(guān)系以三視圖的方式展現(xiàn)出來，也就是將原本三維東西進行二維化的處理，以便在具體使用時更加的簡便^[1]。因此，想要從事機械產(chǎn)品的設(shè)計，就必須要掌握能夠?qū)⑷S工程對象轉(zhuǎn)化為二維對象的能力，并且通過工程圖標進行準確的表達。這種空間轉(zhuǎn)換能力絕對不是一朝一夕就可以獲得的，而是要通過大量的時間進行練習逐步培養(yǎng)出來的。在我國各個層次的中職院校中，機械設(shè)計專業(yè)都是熱門專業(yè)，因此，教師會通過使用大量時間練習的方式，培養(yǎng)出學生的空間想象力和思維邏輯性。然后，再掌握基礎(chǔ)知識后，通過大量的實踐操作和圖表分析來鍛煉學生的讀圖能力。這樣，學生在獲得讀圖能力后，就可以根據(jù)圖表的設(shè)計立意解讀獲得初步的設(shè)計能力，進而在獨立設(shè)計時活躍自己的思維，進而獲得創(chuàng)新設(shè)計能力。

• 機械能力的創(chuàng)新，需要基礎(chǔ)知識的支持

機械技術(shù)的發(fā)展離開計算機技術(shù)的提高，隨著計算機技術(shù)的不斷提升，機械設(shè)計技術(shù)也發(fā)展到了一個新的階段。在現(xiàn)代的機械設(shè)計中，應用了計算機三維實體來表達設(shè)計的中心內(nèi)容，通過大數(shù)據(jù)的不斷交替，實現(xiàn)傳遞信息的目的。在現(xiàn)實教學中，教師在講解如何應用機械設(shè)計制作具體模型時，通常都會讓學生采取從二維過渡到三維在推導回二維的方式，以此培養(yǎng)學生的立體思維轉(zhuǎn)換。在第一階段的教學時，教師主要培養(yǎng)學生進行機械制圖和畫法幾何的應用，讓學生能夠基本掌握工程制圖的能力。在第二階段，教師需要在二維的基礎(chǔ)上逐步引入三維的設(shè)計，讓學生能夠?qū)崿F(xiàn)二維到三維的自由轉(zhuǎn)換，并檢驗學生第一階段的學習成果。進入到第三階段后，教師需要要求學生能夠?qū)⑷S圖形轉(zhuǎn)換為二維的技術(shù)所需要的圖表。雖然三維制圖可以更加的立體，但是目前市場應用范圍最廣的還是二維圖表。由此可見，這種三段式的教學模式可以看出，雖然教學中仍以二維知識為教育核心，但是三維技術(shù)的應用在教學中起到承上啟下的作用。從學生的角度來看，三維技術(shù)的轉(zhuǎn)換可以有效的激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，在課程設(shè)計時教師也要將三維設(shè)計放在主體位置。

• 機械創(chuàng)新需要完整的設(shè)計要求

機械創(chuàng)新的設(shè)計能力其實就是讓創(chuàng)作者利用自己學習過的知識充分的發(fā)揮自身的創(chuàng)造能力，將原有的設(shè)計推陳出新，形成新的思路并通過自己的實踐設(shè)計出新穎實用的產(chǎn)品。傳統(tǒng)意義上的機械創(chuàng)新分為兩個部分，一個是將現(xiàn)有的產(chǎn)品進行技術(shù)升級，也就是通過改進產(chǎn)品從而滿足生產(chǎn)的需求。而另一個方面就是通過作者的創(chuàng)新，打造全新的產(chǎn)品來滿足社會的需求。按照設(shè)計進程來講，機械設(shè)計還可以分為運動設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、動力設(shè)計三個部分。其中，需要學生擁有創(chuàng)新思維的就是結(jié)構(gòu)設(shè)計。相較于傳統(tǒng)的機械設(shè)計，創(chuàng)新設(shè)計更加看重學生在創(chuàng)造過程中創(chuàng)新思維的應用。當然，在實際使用時，教師也會發(fā)現(xiàn)，對于大學數(shù)學生來講，結(jié)構(gòu)方案在腦海中呈現(xiàn)的方式都是立體的，也就是三維的，如此直接應用三維CAD軟件可以更加直觀的將學生腦海中的立體設(shè)計呈現(xiàn)出來。

• 教師要重視三維CAD的軟件教學

教師在培養(yǎng)學機械設(shè)計創(chuàng)新能力時，必須重視三維設(shè)計軟件的應用。在實際教學當中，教師應該充分地利用好三維設(shè)計軟件中的工具，實現(xiàn)模型制作與模型分析的同步進行。這樣就可以大大縮短課堂的時間，為學生的實際操練保留了更多的空間。在目前教學流行的三維設(shè)計軟件中，Pro/Engineer時應用范圍最廣泛的一款軟件，該產(chǎn)品的CAD模塊，可以在應用時培養(yǎng)學生的空間思維能力和創(chuàng)新意識。學生可以通過該軟件實現(xiàn)將意識與圖形的無障礙轉(zhuǎn)化，這樣也為學生能夠進行設(shè)計創(chuàng)新提供便捷的途徑。

總結(jié)

利用三維軟件進行機械產(chǎn)品的設(shè)計可以有效的提高學生的創(chuàng)造能力，將學生的精力有二維制圖轉(zhuǎn)化為思維創(chuàng)新。作為一所職業(yè)院校，教師更應該注重學生學習的實效性。通過強化三維CAD軟件教學，可以有效的提高學生的創(chuàng)造力和空間想象力。

參考文獻

[1]王崗.基于信息化思路下中職機械識圖教學與軟件教學結(jié)合的探索[J].教育現(xiàn)代化，2017，4（27）：221-222.