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        應用Solidworks輔助《機械制圖》教學的探索與實踐

    Solidworks是典型的三維實體的專業(yè)設計軟件,由于其在三維實體造型時的方便與快捷,使其在工業(yè)產品造型、模具設計等方面得到廣泛的應用。它可由三維產品模型直接生成二維投影圖和工程圖紙,實現三維立體圖到平面圖形的隨時轉換,可實時方便地修改、上色渲染產品。代表三維設計軟件的Solidworks,從設計開始就從真三維入手,直接產生三維實體,然后賦予各種屬性(如材料、力學特性等),轉換到CAM軟件中,再賦予加工參數信息,直接送到數控機床加工。目前我國發(fā)展比較快的地區(qū),在工程設計制圖中用計算機繪圖代替手工繪圖已經比較普遍,不少設計單位己經實現計算機出圖(一般是二維平面圖)。盡管三維圖形設計己經成為圖形設計新驅勢,但由于大量的技術資料,技術文獻仍然采用正投影法來表達物體的結構形狀和大小,即二維平面圖形仍然占據主導地位。在今后相當長的一段時期內,《機械制圖》仍然是機械類、近機械類各專業(yè)的一門重要技術基礎課程。采用Solidworks輔助《機械制圖》的教學,借助形形色色的三維立體圖形,既可以提高學生學習的興趣,又能增強學習的直觀性,降低學習的難度,還能幫助學生順利建立從平面到立體、立體到平面的思維模式。筆者在教學實踐中應用Solidworks輔助《機械制圖》的教學,收到事倍功半的效果。   
     那么怎樣利用Solidworks來實現輔助《機械制圖》的教學呢?   
    首先,根據《機械制圖》的教學目標,應用Solidworks的特長激發(fā)學生們的學習興趣!稒C械制圖》作為機械類、近機械類各專業(yè)的一門重要技術基礎課程,學習該課程的主要目標是:(1)、掌握并應用正投影法的基本原理來表達物體。(2)、繪制和閱讀工程圖樣。(3)、具有空間想象、構思、和造型能力。概括起來就是培養(yǎng)具有熟練繪圖與讀圖技能的技能型人才,具有良好的空間到平面、平面到立體思維模式,有一定構造能力的創(chuàng)新型人才。要實現這樣的教學目標,單靠教師苦口婆心的“教”是遠遠不夠,還必須充分調動學生“學”的積極性,以“教”來引導“學”,以“學”來促進“教”,從而達到教學相長,事半功倍的效果。筆者在教《機械制圖》實踐中發(fā)現,往往在課程開始時,學生的學習積極性較高,但隨著學習難度的增加,學生學習的興趣急劇下降,學生學得被動,教師教得艱辛。應用Solidworks來輔助教學,利用其多彩的色調,交互式的教學方式,直觀的立體圖形調動并維持著學生學習制圖的積極性。   多彩的色調:Solidwork中提供各種色彩,通過對立體圖形的著色,將一個鮮明生動的實體呈現在學生面前,能充分吸引住學生們的“眼球”。   交互式的教學方式:通過教師輕松的在Solidwork集成界面中的“點擊”,一個個立體神奇地組合成我們所需要的形體來,并能對照Solidword自動轉換生成的三維圖進行講解,大大增強了學習的生動性和透明性。   
    其次,利用Solidwork來輔助教學,能大大增強學習制圖的透明性,降低學習難度,并能在潛移默化中培養(yǎng)學生的空間思維能力。   下面以筆者在教授“組合體的視圖”(三視圖)為例,來說明應用Solidwork生成三維模型、及其與平面圖形的實時轉換。   
    1、打開Solidworks2001,新建Solidworks文件,選擇“零件”模板,以“上視”為基準面,在“上視圖”上繪制草圖。      
    2、用“拉伸”命令生成底板,并為文件取名“組合體.SLDPRT”保存。      
    3、新建Solidworks文件,選擇“工程圖”模板,圖紙屬性設定為:無格式,第一視角投影類型。用“標準3視圖”命令,“從文件中插入”己生成的“組合體.SLDPRT”,則自動生成三視圖,保存文件名為“組合體.SLDDRW”。      4、在Solidworks中對“組合體.SLDPRT”(三維模型)增加造型,則“組合體.SLDDRW”實時改變。      
    5、任意修改組合體的造型,如更改三維模型的尺寸數字,則自動由尺寸驅動(約束)立體的實際造型,或切除模型的材料,或添加模型的材料,在軟件中都極為方便、簡單。      
    6、三維模型修改后,其三視圖(平面圖)能自動更改。      
     7、也可將三維模型插入其平面圖,并可以打印出來。      
    在軟件中,不但能將真三維模型實時轉換為三視圖,還可生成其它外形視圖,各種剖視圖、剖面圖,裝配圖。對于教學“相貫線”一節(jié),尤其能得心應手。如圖9為將模型剖切后的情形.      
結論:   
   應用Solidworks輔助《機械制圖》教學,其特點如下:   
    1、教學方便、快捷,使用Solidworks軟件能隨心所欲地“造”出大量的、各種結構形狀的模型,這對習慣于拿實物模型教學的教師將是一個挑戰(zhàn)。用Solidworks造出的模型,還可隨時更改各細部結構,可演示由基本立體到組合體,再到各種任意復雜結構的立體,其變化過程一目了然。在《機械制圖》教學時,經常需要繪制立體,以利于分析、驗證投影視圖,如果遇到較為復雜的立體,則手工繪制十分不便,有時顯得很困難,借助Solidworks軟件則十分方便快捷。   2、快速地培養(yǎng)學生的識圖能力,制圖能力、空間想象能力。在Solidworks軟件中,由模型到投影(平面圖),或由投影到模型,可實時對照,當旋轉三維模型時(線架結構狀態(tài)),實際上就是模型在任意角度的投影。   
    3、電腦輔助教學,形象生動有趣,還可以制成課件,配以背景音樂,讓教學在輕松、愉快的氛圍中進行。改變了傳統(tǒng)教學枯燥、呆板的形式,能極大地提高學生們學習的積極性。   
    4、教師需要學習Solidworks軟件的使用。美國人開發(fā)的Solidworks軟件,現在已有中文版本,該軟件入門、深入學習并不困難。

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