中職學(xué)校計(jì)算機(jī)繪圖教學(xué)效果提升的有效途徑*
——以SolidEdge 2019 軟件軸類(lèi)零件實(shí)體建模為例

方 杰 ，孫 石

（1.霍爾果斯中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，新疆 伊犁 835000；2.江蘇省高淳中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校，江蘇 南京 211306）

在國(guó)務(wù)院印發(fā)的 《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》（職教20 條）中提到，“隨著我國(guó)進(jìn)入新的發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整不斷加快，各行各業(yè)對(duì)技術(shù)技能人才的需求越來(lái)越緊迫”“著力培養(yǎng)高素質(zhì)勞動(dòng)者和技術(shù)技能人才”。職業(yè)教育按照國(guó)家改革方案，積極認(rèn)真完善自身的人才培養(yǎng)方案，大部分加工制造類(lèi)專(zhuān)業(yè)均開(kāi)設(shè)“CAD/CAM 軟件應(yīng)用”課程，該課程運(yùn)用前面所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，進(jìn)行綜合訓(xùn)練提升，是加工制造類(lèi)專(zhuān)業(yè)為培養(yǎng)技術(shù)技能人才必修專(zhuān)業(yè)操作課[1]。 SolidEdge2019 軟件是 Siemens PLM Software 公司旗下，基于Windows 平臺(tái)、功能強(qiáng)大且易用的三維CAD軟件，能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，鍛煉基本操作技能。

1 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

近期，學(xué)生訓(xùn)練項(xiàng)目為繪制軸類(lèi)零件，根據(jù)課前發(fā)放的二維圖形樣例，建立三維立體模型，并操作軟件生成相應(yīng)的二維圖形，結(jié)合樣例，繪制規(guī)范的零件圖。 初期熟悉軟件及講解基本操作后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間操作練習(xí)，發(fā)覺(jué)部分學(xué)生的繪圖效率不高，網(wǎng)絡(luò)提交圖形錯(cuò)誤點(diǎn)較多。 部分人員操作計(jì)算機(jī)，以一種很悠閑的姿勢(shì)繪制圖形，對(duì)計(jì)算機(jī)基本操作的標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)掌握不佳，以致繪圖過(guò)程中顯得悠哉、閑散，或是手忙腳亂。

2 分析問(wèn)題

結(jié)合近期練習(xí)的幾種軸類(lèi)圖形，較多同學(xué)拿到圖紙后，仍以前面訓(xùn)練的簡(jiǎn)易組合體思維考慮問(wèn)題，僅做簡(jiǎn)單的查看，甚至極少數(shù)同學(xué)直接進(jìn)行建模，不注重細(xì)節(jié)問(wèn)題，以致后面不好處理，導(dǎo)致浪費(fèi)較多時(shí)間，且繪制效果不佳，綜合查看主要存在以下兩種問(wèn)題。

2.1 界面不熟，效率低下

1）CAD 課程有限，每次課不連續(xù)。 正式操作前都需要引導(dǎo)學(xué)生再次查看，此外每個(gè)人自身差異，學(xué)習(xí)接受能力不一致。 正常上課操作中，結(jié)合樣例，多數(shù)同學(xué)僅僅重點(diǎn)重復(fù)了教師講解的命令，其他延伸的命令，較少真正、切實(shí)有效的使用，甚至做好教師布置的樣圖，就算完成任務(wù)，不再摸索嘗試，對(duì)整個(gè)軟件操作界面不熟悉，以致操作中僅用一種方法，不能根據(jù)不同圖形，做到舉一反三。 比如，圖線(xiàn)選取，可以選擇“單一”“鏈”“面”，在同一個(gè)草圖或者疊加模型拉伸時(shí)，選擇模式是否合理，影響建模效率；又如，繪制軸類(lèi)零件草圖標(biāo)注尺寸時(shí)，選擇直徑標(biāo)注，一目了然，減少錯(cuò)誤率。

2）學(xué)生擁有個(gè)人電腦并安裝操作軟件較少，操作手機(jī)自控能力弱。 課后較少觀看互聯(lián)網(wǎng)中專(zhuān)業(yè)操作教學(xué)視頻，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資料不仔細(xì)閱讀，書(shū)籍類(lèi)文字資料看的也較少，很多需要在課前做的事情沒(méi)有做好，占用一定的上課操作時(shí)間，故平時(shí)操作中，多數(shù)對(duì)界面及命令不了解，軟件操作使用不夠熟練。 比如，擺正圖形，主視圖或者俯視圖，需要在右下角“圖標(biāo)”翻到相應(yīng)的位置，點(diǎn)擊后才能擺正，而采用快捷鍵“ctrl+h”，則很快到達(dá)設(shè)計(jì)界面，部分同學(xué)操作鍵盤(pán)及鼠標(biāo)的姿勢(shì)不當(dāng) （且極少數(shù)同學(xué)對(duì)鍵盤(pán)界面不夠熟悉，手勢(shì)沒(méi)有按照打字的標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)），不記憶組合鍵，不注意相應(yīng)的命令菜單位置，僅用鼠標(biāo)緩慢點(diǎn)擊，逐個(gè)尋找，效果較差，有些命令還需要教育者重新提醒講述，以致繪圖建模效率低。

2.2 建模不當(dāng)，操作較亂

建模操作命令使用不當(dāng)，很可能出現(xiàn)事倍功半的效果。

1）因軟件操作界面不熟悉。操作者很少?lài)L試課堂例題之外的命令，以致初始階段建模方式單一[2]，對(duì)后續(xù)建模產(chǎn)生較大的負(fù)面影響，不便于后續(xù)軟件操作，甚至要全部刪除，重新建模，占用較多的修改時(shí)間，降低繪圖效率，影響建模效果。比如，對(duì)稱(chēng)類(lèi)零件，采用對(duì)稱(chēng)拉伸，便于建模；又如，簡(jiǎn)單的類(lèi)型，直接建模疊加的方式就可以，中等復(fù)雜程度，繪制草圖，旋轉(zhuǎn)建模，然后再“疊加”或者“切割”。

2）整體識(shí)讀圖紙、分析圖紙能力較弱。 尤其細(xì)微結(jié)構(gòu)的表達(dá)及建模處理，未能綜合全面考慮，只認(rèn)為做出來(lái)就行，以致前面做出的實(shí)體成為無(wú)用功，未對(duì)整體模型統(tǒng)籌思考，這也是目前普遍存在的問(wèn)題。 比如，軸端部有對(duì)稱(chēng)的四個(gè)平面，建模時(shí)，若采用先“拉伸”軸端圓柱體，再進(jìn)行“切割”，比較費(fèi)時(shí)間，相對(duì)快捷的建模方式是，直接繪制成草圖，通過(guò)“修剪”命令，得到模型，再“拉伸”。

3 解決措施

通過(guò)筆者自身學(xué)習(xí)情況來(lái)看，除了常規(guī)的培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣外，還需要綜合多方面調(diào)整，理清學(xué)生學(xué)習(xí)觀念，養(yǎng)成良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，建立規(guī)范的操作方式[3]，結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，初步采用以下措施運(yùn)行調(diào)整。

3.1 分析圖形，初步思考

引導(dǎo)學(xué)生建立仔細(xì)看圖、統(tǒng)籌思考的習(xí)慣，圖紙擺在面前，不要著急繪制，正所謂“磨刀不誤砍柴工”，鼓勵(lì)學(xué)生將之前學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)課程的圖形，尤其“機(jī)械制圖”中經(jīng)典圖例，對(duì)照?qǐng)D紙，稍微細(xì)致分析下圖形，頭腦中形成粗略的建模步驟，明確各部分結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)特點(diǎn)，然后再結(jié)合不同部位，有針對(duì)性地建模，這樣既減少返工的概率，又提高了繪圖效率。

整體建模過(guò)程中，綜合對(duì)比，綜合選用，考驗(yàn)學(xué)生對(duì)圖形分析情況，對(duì)軟件操作掌握程度。以代表性的圖例，講述不同的操作方式，通過(guò)操作，查看時(shí)間，明確思考意義，減少任何圖形都是那套“三板斧”現(xiàn)狀。比如，簡(jiǎn)單的臺(tái)階軸，尺寸較少，適合直接建模，一端建模，采用“疊加”的方式，逐步疊加；若有錐度或者帶有偏心的軸類(lèi)零件，對(duì)于錐度及偏心部分不適合直接建模，一般采用繪制草圖，根據(jù)圖紙，約束尺寸，旋轉(zhuǎn)建模；涉及兩端對(duì)稱(chēng)的軸類(lèi)零件，采用“對(duì)稱(chēng)拉伸”直接建模，比較快捷；而多數(shù)軸類(lèi)零件，則是綜合建模，有時(shí)先采用草圖繪制主體部分，細(xì)節(jié)之處再采用端部建模（疊加），最后采取“切割”的方式建模。

3.2 軟件操作，精講多練

相對(duì)而言，常規(guī)軸類(lèi)圖形典型樣例，除了端部結(jié)構(gòu)有變動(dòng)外，其他基本都是相同的操作步驟，這需要教師引導(dǎo)學(xué)生，歸納常規(guī)的操作方式，帶領(lǐng)學(xué)生將軟件操作界面熟悉一遍，尤其是針對(duì)性的操作方式，借助圖例講解，將圖形預(yù)先發(fā)到班級(jí)群里，根據(jù)圖紙，談?wù)勛约旱慕Ｋ悸?，討論?yōu)化幾種方案，營(yíng)造學(xué)習(xí)的趣味性，然后建模驗(yàn)證。當(dāng)然相同的圖形，有多種建模方式，這也要結(jié)合學(xué)生實(shí)際操作習(xí)慣、理解程度而定，學(xué)生練習(xí)過(guò)程中，可以通過(guò)人為的、多選擇性的分組“PK”方式，以實(shí)際操作驗(yàn)證最優(yōu)的操作思路。

課堂練習(xí)中，不以完成零件建模為主要的考評(píng)方式，在完成基本的軟件操作任務(wù)后，還可以開(kāi)創(chuàng)性的鼓勵(lì)學(xué)生，結(jié)合例圖，自己摸索嘗試，探索練習(xí)，尋找不同的操作方式，以工匠精神追求精益求精[4]，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)持久度。

3.3 展示評(píng)價(jià)，經(jīng)驗(yàn)推廣

每次的課堂練習(xí)及課后作品，都選取優(yōu)秀作品進(jìn)行展示評(píng)價(jià)，及時(shí)查看，適時(shí)評(píng)價(jià)，綜合點(diǎn)評(píng)，操作較好的同學(xué)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)分享，并給予相應(yīng)的學(xué)業(yè)積分，促進(jìn)學(xué)生向更好的方向努力探索。 根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，允許已完成基本任務(wù)的同學(xué)，開(kāi)創(chuàng)性的設(shè)計(jì)作品，借助網(wǎng)絡(luò)及時(shí)展示，激發(fā)學(xué)生拼搏、進(jìn)取意識(shí)。

采用多方位、 多渠道展示優(yōu)秀作品，比如在 “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，借助班級(jí)主頁(yè)、班級(jí)群、班級(jí)微信公眾號(hào)，以及傳統(tǒng)的班級(jí)櫥窗，采用截圖、彩色打印張貼的方式展示作品，有助于學(xué)生建立自豪感，此外定期推送網(wǎng)絡(luò)中比較經(jīng)典的圖例，建立“比、學(xué)、趕、忙、操”的良性學(xué)習(xí)氛圍。

部分掌握不佳的同學(xué)，小組成員互幫互助，促進(jìn)操作能力提升，以鼓勵(lì)、引導(dǎo)為主，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，結(jié)合學(xué)生自身學(xué)習(xí)情況，制定相應(yīng)的規(guī)則要求，提高課堂學(xué)習(xí)效果。

4 效果與反思

4.1 效果

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調(diào)整與完善，多數(shù)同學(xué)能夠較好的熟悉軟件界面，較好的進(jìn)行三維建模，完成基本的操作任務(wù)，部分同學(xué)能夠設(shè)計(jì)有創(chuàng)意性的作品。

4.1.1 效率提升，效果明顯

界面操作熟悉，基礎(chǔ)圖例基本都能有效完成，基礎(chǔ)薄弱同學(xué)能在周邊伙伴的協(xié)助下有所收獲。 學(xué)生識(shí)圖能力有一定的提升，沒(méi)有一開(kāi)始的輕視或者茫然，能客觀、針對(duì)性的描述，初步建立較好的建模思維模式，明晰了幾種建模方式，能夠活學(xué)活用，有效思考。 在中等難度圖形三維建模方面，以往唉聲一片，只做老師講過(guò)的樣圖，稍微有點(diǎn)難度，等待老師分析，現(xiàn)在各小組爭(zhēng)相積極主動(dòng)表述，各小組成員軟件界面熟悉度較好，三維建模效果提升明顯。

4.1.2 探索練習(xí)，學(xué)以致用

自開(kāi)展創(chuàng)意設(shè)計(jì)三維建模以來(lái)，學(xué)生創(chuàng)意思維不斷激發(fā)，各類(lèi)操作命令及操作想法層出不窮，不斷激發(fā)了學(xué)生探索練習(xí)，學(xué)以致用的良好態(tài)勢(shì)，也促進(jìn)筆者教學(xué)相長(zhǎng)，不斷提升。

4.2 反思

整個(gè)課程的學(xué)習(xí)提高了學(xué)生專(zhuān)業(yè)建模技能，雖然取得一定的成效，但實(shí)際操作及課堂檢查中，還存在以下不足。

4.2.1 綜合分析有待提升

也許是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)的不扎實(shí)，也許是個(gè)人對(duì)軟件操作有極大的排斥感，極個(gè)別同學(xué)操作水平提升緩慢，圖形綜合分析能力較弱。 而身邊掌握較好的伙伴，基本在探索自己的創(chuàng)意作品，無(wú)暇兼顧，任課教師忙于解答各類(lèi)層出不窮的操作問(wèn)題。 對(duì)于分析能力不佳的同學(xué)，還需要耐下心來(lái)，不斷補(bǔ)充講解，避免少部分同學(xué)掉隊(duì)太遠(yuǎn)。

4.2.2 規(guī)范繪圖還需加強(qiáng)

由于三維建模軟件的強(qiáng)大功能，只要模型建好，就可以直接轉(zhuǎn)化為二維圖形，相對(duì)出圖比較方便快捷，但軟件畢竟也有瑕疵，生成的二維圖形還需要再次完善。 比如，尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求、中心線(xiàn)等環(huán)節(jié)，多數(shù)同學(xué)缺乏足夠的耐心，稍微粗糙調(diào)整，不能有效按照國(guó)標(biāo)進(jìn)行，還需要加強(qiáng)學(xué)生的規(guī)范意識(shí)。