中職機(jī)械制圖教學(xué)中采用inventor軟件的教學(xué)效果研究

余艷玫

摘要：機(jī)械制圖是中職類學(xué)校機(jī)械專業(yè)的基礎(chǔ)課程。學(xué)生如果要想學(xué)好機(jī)械類專業(yè)課程，機(jī)械視圖是繞不開的門檻，非?？简?yàn)學(xué)生的想象力。本文主要根據(jù)中職學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，結(jié)合中職機(jī)械制圖教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)過程中利用Autodesk inventor軟件進(jìn)行教學(xué)，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生的三維想象能力，希望能夠給相關(guān)研究人員以借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：中職學(xué)生;機(jī)械制圖;Autodesk inventor軟件;教學(xué)效果

0 ?引言

機(jī)械專業(yè)中，機(jī)械制圖是專業(yè)的基礎(chǔ)，也是進(jìn)一步發(fā)展的跳板，同時(shí)與后期學(xué)生實(shí)習(xí)生產(chǎn)等有著密切的聯(lián)系，需要引起學(xué)生的重視。在機(jī)械制圖課堂中，老師需要引導(dǎo)學(xué)生對原有的二維樣圖進(jìn)行分析，確定空間形狀以及位置關(guān)系，然后利用想象力，反映整個(gè)物體的形體，模擬畫出三維視圖，為后期能夠看懂機(jī)械圖紙奠定了良好的基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的中職機(jī)械制圖教學(xué)采用掛圖或者是多媒體教學(xué)模型的方法，使得學(xué)生缺乏對知識的遷移能力，難以對案例進(jìn)行舉一反三，同時(shí)長期觀看多媒體模型也無法鍛煉學(xué)生的想象力，取得的教學(xué)效果難以令人滿意。因此需要正視中職機(jī)械類學(xué)生的基礎(chǔ)特點(diǎn)，不斷調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在機(jī)械制作教學(xué)中將Autodesk inventor軟件應(yīng)用到課堂教學(xué)中，讓學(xué)生能夠在自己動(dòng)手繪制，感悟機(jī)械制圖知識，收到了非常好的教學(xué)效果。

利用Autodesk inventor軟件繪制實(shí)體模型，能夠使得學(xué)習(xí)更加生動(dòng)形象與逼真，使得學(xué)生增加對于機(jī)械制圖學(xué)習(xí)的興趣。并且Autodesk inventor軟件建模技術(shù)非常易學(xué)，特別是常見的拉伸旋轉(zhuǎn)以及圓角等造型，通過簡單操作就能夠完成，學(xué)生只要設(shè)立工作面進(jìn)行繪制草圖以及約束，都能夠創(chuàng)建模型。經(jīng)過短期培訓(xùn)后，學(xué)生就能夠具備inventor軟件實(shí)體建模的能力。需要借助于三維模擬去想象二維圖紙線面的關(guān)系。即使有些二維圖紙難以理解，也可以利用inventor軟件來建造輔助造型，驗(yàn)證目標(biāo)形狀，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

1 ?使用inventor軟件二維命令鞏固制圖基礎(chǔ)知識

在機(jī)械制圖課程中，基礎(chǔ)知識非常重要。比如說對于圖紙格式要求、字體要求、線形線寬的要求、比例要求等等，基礎(chǔ)知識在教學(xué)過程中必須要嚴(yán)格執(zhí)行，不能隨便修改，如果學(xué)生無法掌握這些基礎(chǔ)知識，將影響后期其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)?；A(chǔ)知識有些是比較枯燥無味的，學(xué)生很難理解。此時(shí)任何老師可以借助于inventor軟件中繪圖以及編輯的命令，將機(jī)械制圖課堂上所講解的理論知識與機(jī)械圖樣相結(jié)合，在實(shí)踐中動(dòng)手操作，得到真切的感受，對于機(jī)械制作的二維命令進(jìn)行有針對性的訓(xùn)練，有效提高機(jī)械制圖的教學(xué)效果。

機(jī)械制圖三視圖中各種線面之間都遵循著一定的原則，需要讓學(xué)生能夠理解這些原則，并且要看懂視圖，想象出物體的真實(shí)形狀呢？利用inventor軟件可以真實(shí)再現(xiàn)這一點(diǎn)。

比如說，任課老師在對組合體投影方法講述完畢之后，可以讓學(xué)生去做第三視圖的補(bǔ)圖的練習(xí)。主要是已知主視圖俯視圖，然后補(bǔ)充左視圖?？梢砸髮W(xué)生在軟件上抄畫已知的視圖，根據(jù)線面之間的原則，充分發(fā)揮自己的想象力，補(bǔ)充畫出左視圖。學(xué)生畫裝配圖或者是其他投影圖也可以采取這種方法。在實(shí)踐中利用二維繪圖的軟件，能夠讓學(xué)生夯實(shí)繪圖基本功，避免出現(xiàn)基礎(chǔ)性錯(cuò)誤。

2 ?應(yīng)用inventor軟件完成零件建模

組合體是學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的基礎(chǔ)，可以將組合體思維簡化的零件，這是重要的連接內(nèi)容?；A(chǔ)體可以通過切割以及變化等形式變化成為組合零件，對于這一變化過程，如果僅采用口頭表達(dá)或者是多媒體進(jìn)行演示的方法，學(xué)生的理解可能是比較空泛的，因此可以用inventor軟件來模擬過程。

通過inventor軟件繪制各種命令操作形成三維零件視圖，在利用工程圖完成繪制，形成整個(gè)三維造型的表達(dá)，最后加上標(biāo)注。通過對組合體三維造型的親自繪制，讓學(xué)生能夠熟悉二維圖紙，同時(shí)也能夠通過二維圖紙來驗(yàn)證三維模型的正確性。

系統(tǒng)中二維圖紙主要由三維圖紙生成的，有剖視圖以及投影視圖，同時(shí)還有局部的放大圖，利用軟件能夠自動(dòng)標(biāo)注尺寸以及行為公差，也可以標(biāo)注技術(shù)參數(shù)。所得到二維圖紙與組合體零件具有關(guān)聯(lián)性，能夠有效解決學(xué)生空間想象力不足的難題，從而打破思維水平限制，提升學(xué)生的讀圖能力。

在機(jī)械制圖的教學(xué)中，有一些自身比較復(fù)雜的零件，虛線以及實(shí)線相互重合，給視圖的辨別帶來了困難，并且這種比較復(fù)雜的零件標(biāo)注極不方便。利用軟件提供的視圖表達(dá)方法，能夠有效幫助學(xué)生理解機(jī)械制圖的基本樣式，特別是比較難以理解的剖視圖，在由三維視圖向二維視圖轉(zhuǎn)變的過程中，通過各種變化關(guān)系，能夠逐步掌握剖視圖的特征。同時(shí)還可以利用其他學(xué)習(xí)的方法，比如說進(jìn)行局部的放大或者是簡畫方法，讓課本中較為枯燥的案例變?yōu)閷?shí)際應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)水平，能夠有效提升學(xué)生的想象力空間。

3 ?掌握好軟件的圖層功能

完整的零件圖是由視圖尺寸以及技術(shù)要求所組成的，利用inventor軟件的二維功能，能夠組建多組圖層，每一層的圖層上都能夠展示相應(yīng)的繪制的圖像，方便教學(xué)。機(jī)械制圖老師可以借助于圖層命令，在圖層之間可以相互對齊，對點(diǎn)線面的獨(dú)立參數(shù)都可以進(jìn)行設(shè)置，并且能夠控制圖層是否需要隱藏以及顯示。在機(jī)械制圖課堂教學(xué)中，需要時(shí)可以打開圖層，展示相應(yīng)的實(shí)體，不需要的時(shí)候就可以關(guān)閉圖層，這樣有助于控制教學(xué)節(jié)奏。

比如說在講解形體分析時(shí)，可以利用軟件將圖形預(yù)先畫好，根據(jù)所需要的內(nèi)容來控制圖層的開關(guān)，展示所需要表達(dá)的形體。需要將所有的形體投影在一個(gè)圖層上，在圖層中組合有底板和三角板和半圓形，在教學(xué)過程中逐步展開。在講解時(shí)，也可以利用這種方法構(gòu)建多個(gè)圖層，利用圖層管理的教學(xué)功能，相較于掛實(shí)體模型，或者是直接利用多媒體進(jìn)行演示，有著更為形象的效果，它能夠使得學(xué)生參與其中，得到更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

4 ?利用軟件三維功能創(chuàng)建實(shí)體模型

組合體的三維模擬功能在軟件中也比較強(qiáng)大，需要將組合體首先轉(zhuǎn)化成立體的模型，然后根據(jù)軟件的工具欄選擇視圖的方向，比如說可以選擇主視圖左視圖或者是俯視圖，分別對立體模型進(jìn)行投影，這樣能夠幫助學(xué)生去觀察不同方向投影的變化，隨后補(bǔ)充缺少的三視圖的模型，以開發(fā)學(xué)生對于視圖的辨別能力。使用軟件不但可以畫出立體圖形，同時(shí)，還能夠?qū)⒔M合體進(jìn)行有效的分解成各個(gè)單體，這樣能夠使得學(xué)生對于組合體的結(jié)構(gòu)了解更為深入。增刪一部分組合體結(jié)構(gòu)能夠看到不同的變化，讓學(xué)生能夠明確這種改變給視圖所帶來的明顯的變化，有助于探尋其中的對應(yīng)的關(guān)系。這種教學(xué)方法能夠讓學(xué)生掌握到機(jī)械制圖變化的精髓所在，也能夠省去模型學(xué)習(xí)的時(shí)間，提升了課堂教學(xué)的效率。

比如說在進(jìn)行支架零件的教學(xué)時(shí)，可以先選擇支架零件的視圖方向，然后觀察不同方向投影的變化，將支架零件進(jìn)行分解，主要分為耳板，圓柱直板內(nèi)板以及底板幾個(gè)部分，同時(shí)改變立體模型組合部分，演示出更多圖形，達(dá)到舉一反三的教學(xué)效果。

機(jī)械知識的教學(xué)有許多難點(diǎn)內(nèi)容，特別是相貫線以及截交線投影，形體內(nèi)部出現(xiàn)這種投影時(shí)，則更為難以理解。任課老師可以借助于inventor軟件的剖視圖功能或者是直接在軟件上繪制草圖，進(jìn)行剖析觀察，將無法用肉眼觀察到的內(nèi)部結(jié)構(gòu)直接呈現(xiàn)在學(xué)生面前，這樣能夠與相貫線和曲線特征講解，相互配合增強(qiáng)學(xué)生的理解能力。對于截交線來說，可以利用軟件的分割功能進(jìn)行修剪或者是去除，便能看到截交線的形狀。利用視角觀察器以及動(dòng)態(tài)觀察的功能，能夠?qū)⒔M合體任意的旋轉(zhuǎn)，學(xué)生能夠從不同的方向去瀏覽視圖的特征，加深學(xué)生對于三視圖的理解。軟件所提供的觀察的功能，能夠增加學(xué)生的感性認(rèn)識，有助于降低機(jī)械制圖教學(xué)的難度，同時(shí)也能夠開發(fā)中職學(xué)生的想象力，在實(shí)踐中增強(qiáng)學(xué)生對于圖紙的理解程度。

5 ?使用inventor軟件進(jìn)行虛擬裝配

機(jī)械設(shè)備由若干的零件以及構(gòu)件所組成，各個(gè)構(gòu)件應(yīng)該保持一定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系才能夠使得機(jī)械完成操作內(nèi)容。在相對運(yùn)動(dòng)過程中不能有干擾的現(xiàn)象發(fā)生。制圖老師可以將所設(shè)計(jì)的零件圖紙通過軟件生成三維的模型，然后利用該模型對于機(jī)械設(shè)備進(jìn)行虛擬裝配，然后再觀察各個(gè)零部件之間的運(yùn)動(dòng)情況，這樣就能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)中存在著不合理之處，再去修改二維的圖紙，將修改后的圖紙?jiān)龠M(jìn)行虛擬裝配，這種反復(fù)性的驗(yàn)證修改，使得圖紙?jiān)O(shè)計(jì)更為合理。

對于裝配圖的理解，首先要了解它內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和功能，然后對零部件的拆卸以及裝配的順序要掌握，在教學(xué)過程中可以利用inventor軟件來完成這一課題。軟件中可以制作零部件的爆炸分解圖，對零部件各個(gè)職務(wù)關(guān)系能夠準(zhǔn)確的描述，特別是位置關(guān)系以及裝配關(guān)系，幫助學(xué)生能夠更好的理解，組合體進(jìn)行裝配的過程，幫助學(xué)生更好的理解裝配圖。

在軟件中還設(shè)置了創(chuàng)建動(dòng)畫的功能，任務(wù)將零部件的拆分以及裝配錄制成動(dòng)畫的形式，保存為獨(dú)立的狀態(tài)，將零部件進(jìn)行組裝以及拆卸的全過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)的模擬，使得整個(gè)拆裝過程更為形象化。在inventor軟件中裝配是通過零件約束條件而產(chǎn)生的，利用約束條件還可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，動(dòng)態(tài)的展示各個(gè)零部件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，加快學(xué)生對于裝配工作原理的理解。

中職機(jī)械制圖老師借助于inventor軟件能夠幫助學(xué)生對專業(yè)基礎(chǔ)知識進(jìn)一步鞏固，同時(shí)加深學(xué)生對于機(jī)械制造流程的理解，提升自己在機(jī)械制圖方面學(xué)習(xí)的能力。

6 ?結(jié)束語

借助于機(jī)械制圖軟件inventor的強(qiáng)大功能，能夠使得學(xué)生在機(jī)械制圖課堂中充分參與，做好對圖紙的分析，并且動(dòng)手進(jìn)行繪制，解決在機(jī)械視圖教學(xué)中所出現(xiàn)的問題，同時(shí)能夠提升學(xué)生的空間想象力，為后期機(jī)械專業(yè)其他課程的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。借助于inventor軟件，學(xué)生可以直觀形象學(xué)習(xí)機(jī)械制圖基本知識，掌握三維制圖的應(yīng)用，為以后的職業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張亞平.Autodesk inventor在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2019（02）：113.

[2]林將毅.基于Inventor平臺的中職機(jī)械制圖課程教學(xué)的探索[J].職業(yè)教育（中旬刊），2013（06）：34-36.

[3]聶士菊，楊有群.利用Autodesk Inventor軟件提高中職《機(jī)械制圖》教學(xué)效果[J].教育教學(xué)論壇，2012（39）：164-165.