（華南理工大學(xué)廣州學(xué)院，廣東 廣州 510800）

機(jī)械制圖是工科院校的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，同時(shí)“圖形還是工程界的語言”。學(xué)生通過機(jī)械制圖的學(xué)習(xí)必需要掌握一定的三維空間思維能力、想象能力、繪制和閱讀機(jī)械工程圖紙的能力。但影響學(xué)習(xí)這些能力的主要因素是空間想象能力，從而教學(xué)的難處也就在于如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)一定的立體空間想象力。

傳統(tǒng)的機(jī)械制圖課程教學(xué)已不能滿足市場需求，將先進(jìn)的三維繪圖設(shè)計(jì)軟件，如：SolidWorks、UG、Pro/E、CAXA等，引進(jìn)到機(jī)械制圖課程教學(xué)中，使得學(xué)生在掌握傳統(tǒng)二維繪圖方法的同時(shí)，也掌握先進(jìn)的三維繪圖軟件。從畢業(yè)生就業(yè)反饋信息來看，具有三維繪圖軟件操作能力的畢業(yè)生，特別受到企業(yè)的歡迎。本文就三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks在《機(jī)械制圖》課程教學(xué)改革中的應(yīng)用進(jìn)行一些探討。

1 傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)

（1）目前機(jī)械制圖課程教學(xué)過程中，大多依賴于教學(xué)模型。從學(xué)過機(jī)械制圖課程的學(xué)生中了解到，傳統(tǒng)的本科目教學(xué)方法對他們學(xué)習(xí)上的阻力主要體現(xiàn)在：感覺圖樣內(nèi)容抽象，空間立體想象不出，做作業(yè)很花時(shí)間，讀圖特別困難，因此教學(xué)模型成了教學(xué)過程中的必備教具。

（2）在學(xué)生學(xué)習(xí)零件圖和裝配圖部分時(shí)，感到復(fù)雜與抽象。傳統(tǒng)的教學(xué)會(huì)使學(xué)生因?qū)α慵娜S圖感覺抽象，不太明確典型零件的加工方法，及裝配體的運(yùn)動(dòng)過程，從而在繪制工程圖時(shí)，視圖選擇、尺寸標(biāo)注及技術(shù)要求等，都沒有清晰地認(rèn)識(shí)理解。

（3）欠缺“三維——二維——三維”之間的轉(zhuǎn)換過程訓(xùn)練，空間思維能力較弱，不能很好地處理好三維繪圖軟件與傳統(tǒng)制圖內(nèi)容的關(guān)系，對掌握制圖的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范性和對機(jī)件的工程圖表達(dá)能力有待提高。

2 SolidWorks軟件在《機(jī)械制圖》課程中的應(yīng)用

（1）SolidWorks軟件簡介

SolidWorks是公認(rèn)的易學(xué)、界面友好、操作過程直觀、簡單、功能強(qiáng)大的三維軟件；智能型的CAD軟件，它的造型功能十分強(qiáng)大，是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)，基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。換句話說，教師容易使用而學(xué)生易于接受。教師能采用SolidWorks，根據(jù)教學(xué)的具體情況，隨時(shí)增加一些典型例題，一步一步地講解，除了可使學(xué)生了解作圖過程外，還可使學(xué)生對軟件的使用，有更真實(shí)的認(rèn)識(shí)。SolidWorks教學(xué)使學(xué)生的空間概念更強(qiáng)，從而做到理論聯(lián)系實(shí)際。這種教學(xué)過程緊湊，生動(dòng)有趣，啟發(fā)了學(xué)生的空間思維，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）在組合體三視圖中的應(yīng)用

組合體的投影是學(xué)生建立空間概念的基礎(chǔ)，如果單一地按照理論的條條框框去講解，學(xué)生不容易理解和掌握，也不利于學(xué)生三維空間想象能力的培養(yǎng)。如果在這一知識(shí)點(diǎn)上都是含糊不清的，那么在后面的內(nèi)容上會(huì)更難理解。如圖1所示，要是用SolidWorks軟件中的特征成型的各種命令生成要講解的組合體，再用軟件中的“四視圖”命令，在一個(gè)窗口中形成四個(gè)視圖，分別是前視、左視、俯視、等軸側(cè)，這樣直觀演示體的形成過程，就能把組合體的二維和三維圖紙對照起來學(xué)習(xí)，可以大大減少該部分的講授難度，使學(xué)生學(xué)習(xí)《機(jī)械制圖》更輕松、容易的理解概念。

圖1 組合體三視圖

（3）在實(shí)體表面截交線、相貫線中的應(yīng)用

截交線、相貫線在傳統(tǒng)工程制圖教學(xué)中，求截交線、相貫線都是難點(diǎn)、重點(diǎn)部分。同時(shí)也是老師比較難給學(xué)生講授解析的重點(diǎn)內(nèi)容，比較考驗(yàn)學(xué)生空間想象力的內(nèi)容。要是利用SolidWorks軟件特征建立圓錐和圓柱相交的三維模型圖，相貫線就會(huì)自動(dòng)顯示出來，直觀性更強(qiáng)。教師結(jié)合三維實(shí)體與二維圖形來講解其畫法，截交線與相貫線的特殊點(diǎn)就很容易理解了。如圖2所示，兩圓柱正交，利用SolidWorks對其局部或整體進(jìn)行自由縮放和自由旋轉(zhuǎn)實(shí)體，學(xué)生可以清晰看到重點(diǎn)結(jié)構(gòu)形狀，利用SolidWorks的參數(shù)化特性，兩圓柱的直徑發(fā)生變化時(shí)相貫線的變化趨勢也能直觀地體現(xiàn)出來。

圖2 兩圓柱正交相貫線

（4）在裝配視圖中的應(yīng)用

裝配體因?yàn)閷W(xué)生缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對裝配體了解頗少，從過往的學(xué)生來看，一般都是教師怎么講，學(xué)生就怎么記，以至學(xué)生不能獨(dú)立分析問題?，F(xiàn)在，利用SolidWorks生成零件模型，然后模擬零件真實(shí)的裝配過程。依據(jù)不同的位置和裝配體約束關(guān)系，將一個(gè)個(gè)零件安裝成部件或產(chǎn)品。如圖3所示，Solid-Works可提供裝配體的爆炸視圖來展示整個(gè)裝配的位置關(guān)系。另外，利用SolidWorks軟件提供的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真功能使三維模型庫中的裝配體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，幫助學(xué)生理解裝配體中零件間的關(guān)系、機(jī)構(gòu)的工作原理等，使教學(xué)內(nèi)容清晰、生動(dòng)，可進(jìn)一步鞏固學(xué)生的識(shí)圖和制圖能力。

圖3 變速箱爆炸視圖

3 結(jié)束語

通過實(shí)踐證明，改變課程教學(xué)模式，在機(jī)械制圖教學(xué)過程中應(yīng)用SolidWorks軟件，可以讓學(xué)生更直觀看到我們的教學(xué)實(shí)例模型，從“三維——二維——三維”之間的轉(zhuǎn)換，從空間想象能力的提高，到對讀圖和制圖的提高，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的興趣，使學(xué)生從被動(dòng)的學(xué)習(xí)變成主動(dòng)的學(xué)習(xí)，且教學(xué)效果也得到了很大的提高。

[1]孟婷婷.PROE軟件在高職高專機(jī)械制圖課程中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2011(23):38-39.

[2]張勝霞.機(jī)械制圖課程實(shí)踐教學(xué)與思考[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2010（10）：113-115.

[3]葉修梓，陳超祥.SolidWorks高級教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.