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中職機械制圖教學中采用inventor軟件提升教學效果的實踐
中職機械制圖教學中采用inventor軟件提升教學效果的實踐
重慶市立信職業(yè)教育中心 余光躍
【摘 要】 機械制圖是中職機械專業(yè)必學的專業(yè)基礎課，這門課的教學中存在著老師難教好，學生難學好的情況，嘗試采用inventor軟件為載體，以項目任務驅(qū)動為手段，通過二維草圖和三維造型的訓練，尋找二維和三維之間的聯(lián)系，提高學生對制圖課程的興趣和專業(yè)水平，能夠利用軟件繪制二維工程圖和三維造型，形成一定的應用能力。
【關(guān)鍵詞】中職；機械制圖；inventor；項目任務驅(qū)動
INVENTOR軟件具有CAD／CAM／CAE的機械軟件，具備參數(shù)化設計、利用特征工具建構(gòu)實體等功能，完全可以實現(xiàn)概念設計到三維建模到二維工程圖的產(chǎn)品設計流程。Autodesk Inventor的零件設計功能是基于特征的三維參數(shù)化實體造型技術(shù)。Autodesk Inventor軟件與Autocad都是美國AUTODESK公司旗下的軟件，所以可以與Autocad完美兼容，能夠快捷方便實現(xiàn)三維數(shù)據(jù)和二維圖紙之間的轉(zhuǎn)換[1]。Inventor具有強大的參數(shù)化幾何建模功能及實時、逼真的三維顯示功能、人性化的操作界面和簡單易學的特點，可以廣泛應用于機械制圖的教學工作中。
機械制圖是機械專業(yè)的一門技術(shù)基礎課程。本課程的主要任務是：培養(yǎng)學生具有一定的讀圖能力、空間想象能力和思維能力以及基本的繪圖技能，為提高學生全面素質(zhì)，形成綜合職業(yè)能力和繼續(xù)學習打下基礎。如果老師只指導按照教材順序，枯燥地講解，學生的興趣會隨著時間的推移，難度的增加，逐漸降低。怎樣調(diào)動學生的興趣點，發(fā)掘其空間想像能力和思維能力？筆者從教學實踐出發(fā)，利用inventor軟件進行如下的項目教學法實踐。
一、運用Inventor軟件，完成零件建模，再完成零件圖的表達，不但能提高學生對組合體視圖的理解，而且能夠有效提高學生對零件圖的掌握水平
組合體是機械制圖課程的核心內(nèi)容之一，前承投影理論和機械作圖基礎，是兩者的深化和提高，同時組合體可以視為簡化的零件，就成為了視圖表達主干線上承上啟下的最關(guān)鍵一環(huán)。
基礎體通過疊加、切割、變換等形式成為組合體零件，這個過程如果只通過語言表達是空泛的，我們可以利用三維軟件來繪制，從而模擬這個過程。
通過Inventor軟件，繪制草圖，使用拉伸、旋轉(zhuǎn)等特征成型命令將組合體零件的三維造型繪制出來，再使用工程圖模塊進行工程圖的繪制，完成三視圖的表達，并且再完成標注。(www.gymyzhishaji.com)通過強化練習，整個流程走下來，我們的學生不但能夠讀的懂圖，而且能夠繪制正確的二維零件圖，還能通過二維工程圖驗證三維的造型是否正確。
Inventor軟件中二維工程圖是由三維實體模型直接生成的，包括基準視圖、軸測圖、剖視圖、輔助視圖、投影視圖和局部放大視圖等，并且可以自動或者手動的標注尺寸，標注形位公差和技術(shù)參數(shù)。二維工程圖與對應的零件模型或裝配體模型具有全相關(guān)性。學習二維工程圖出零件圖，很容易掌握，讓學生自己完成再由二維到三維的建模，再完成由三維到二維的工程圖繪制，更好的解決了學生空間想像能力不足，思維水平不同的限制，從而提到了學生的讀圖、制圖能力和思維水平，為以后的工作打下一定的專業(yè)基礎，形成良好的專業(yè)素質(zhì)。
二、通過Inventor軟件進行二維工程圖繪制訓練，有效的促進學生對于圖樣的基本表示方法的掌握和應用
對于中職的機械專業(yè)學生，不要求把所有的圖樣表示法都熟練掌握和應用，但至少要能讀得懂圖，對于常用的表達方法能夠熟練掌握�！稒C械制圖 圖樣畫法 視圖》國標中規(guī)定的視圖分為基礎視圖、向視圖、局部視圖和斜視圖。如何理解和使用這些方法是沒有一個固定模式的，教學中可以通過典型零件的繪制進行分析，通過完成這些訓練任務，從而理解和掌握這些方法。完成這個過程首先通過軟件將零件的三維造型繪制出來，再通過三維視圖轉(zhuǎn)換會二維的工程圖。工程圖的繪制第一步就要考慮圖樣的表達方法，簡單零件可以通過基礎視圖和投影視圖這兩個模塊完成零件的視圖表達。
如果零件的內(nèi)、外形狀比較復雜圖上就可能會出現(xiàn)虛實線相互重疊，讀圖、畫圖和標注都會很不方便。機械制圖中就會采用剖視圖表達。教學中發(fā)現(xiàn)，其中剖視圖的表達最難理解，不容易正確使用和掌握。而Autodesk inventor提供的視圖表達方法，可以幫助學生理解和掌握機械制圖圖樣的基本表示方法。即使是比較難以掌握的剖視圖，在三維生成二維零件圖的過程，通過各種不同零件圖的表達，逐步了解和掌握全剖視圖、半剖視圖和局部剖視。剖視圖的表達方法，學生在手工制圖的過程中難以掌握和理解，錯誤頻出，有效時間內(nèi)完成制圖訓練的數(shù)量和質(zhì)量都較低，如果通過學習，借助 Inventor軟件輔助完成的工程圖圖樣表達，大大提升了學習的效率和效果。學生還可以通過軟件完成其他表示方法表達，比如局部放大、簡化畫法等，學以致用，讓課本上枯燥的文字變成現(xiàn)實。
三、采用Autodesk inventor軟件配合項目任務驅(qū)動教學法，提升學生對裝配圖的掌握水平，提升機械制圖綜合能力
在產(chǎn)品的裝配設計模塊，Autodesk inventor 提供了自底而上的裝配模式，學生可以將繪制完成的零件通過約束將所有零件裝配在一起，形成能實現(xiàn)一定的功能的機構(gòu)。在教學實踐中，我們把這一部分按照項目任務驅(qū)動的方式去做。首先將圖紙和任務發(fā)放給學習小組，由組長進行任務分配和工作計劃的制定。要求每個小組不但要完成所有零件三維造型，二維工程圖的繪制，還要完成裝配圖爆炸圖的表達。以右圖為例，每個小組要完成鉗身、活動鉗身、鉗口板等零件的三維造型，再將標準件以外的零件的工程圖制出來，最后完成手動虎鉗的裝配圖和爆炸。在軟件中可以記錄裝配體詳細的拆卸、裝配順序，還可以將各個零件之間的裝配位置關(guān)系表達清楚。
在Inventor的表達視圖中，可以創(chuàng)建裝配動畫，利用該裝配體詳細的拆卸、裝配順序，同時還能夠清楚地將各個零件之間的裝配位置關(guān)系表達出來。
見圖。此功能以動畫的形式模擬裝配體的裝配過程，更加形象逼真。制作的動畫可以通過一般的動畫軟件播放。小組在完成的項目最終以小組為單位上交，項目文件完成的情況以小組為單位進行評價，小組之間互相比較和促進，從而提升學生的學習興趣和主動性。
借助inventor軟件的強大功能，讓學生充分參與到教學過程中去，讓學生參與圖紙的分析，動手解決制圖中遇到的各種問題，提升學生的空間想像能力，提高學生機械制圖的基礎能力和專業(yè)水平。學生不但可以直觀、形象的學習工程制圖的基本知識，而且可以掌握三維設計軟件的應用，為以后的職業(yè)道路打下良好基礎。
【參考文獻】
[1]陳伯雄。Inventor機械設計應用技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2002，86-88
[2]王幼龍。機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2007，90
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