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中职《机械制图》课程是研究机械图样的绘制与识读规律的一门实践性很强的技术基础课程,由于中职学生没有平面几何和立体几何的学习基础,再加上中职学生本身的空间想象能力的不够,因此机械制图对中职机电专业的学生来说一直都是一门较为困难的课程。为了帮助学生克服机械制图学习的困难,培养学生绘图和读图的综合能力,以便于后续专业课程的学习,需要在制图的教学方式上进行改进和创新。国产的CAXA实体设计软件,它能逼真地虚拟现实模型,以立体的、有光的、有色的生动画面表达设计的零件、部件等,拖放式的三维造型,灵活、简单而且有趣。这不仅减轻了教师许多复杂的工作,又吸引了学生的注意力,使学生在学习阶段就能了解新技术,激发学习兴趣,培养空间思维、创新能力,大大提高了教与学的效果。
CAXA实体设计的引入,符合现代专业课教学的需要
三维CAD软件种类较多,现在常用的有UG、Pro/E、AutoCAD、CAXA、MasterCAM等,它们在企业的生产实践中都起着非常重要的作用。但CAXA作为一款国产软件,有其自身特点,尤其是由CAXA实体设计软件制作的三维模型,非常适合应用到《机械制图》课的教学中。一方面它提供了高级真实感三维渲染,以及三维轨迹动画、视向动画与机构约束动画等功能。另一方面,近年来,由于竞赛需要, CAXA软件逐步走进学校,大多数中职学校已开设此课程,有很多专业教师已掌握此软件的应用。而作为国产软件,其操作也非常适合我们的使用和思维习惯,学习和使用都特别地顺手。
CAXA实体设计的引入,可以满足课堂教学模型演示需求
从前的《机械制图》课的教学,为了帮助学生形成概念,特别是形成一些有关三维的概念,经常要使用到挂图、模型和板图,很麻烦,效果也不是很好,而且根据教学需要更改模型或挂图的可操作性不大,另外长期使用的教学模型和挂图已经不能满足教学和生产实践进步的需要,而购买或更换新模型和新挂图所需要的成本高、周期长,且不一定符合教学实际需要。为此教师可以利用CAXA实体设计的三维CAD技术建立模型库和图库,这样可随时调用和改动图形,使其能符合不同的教学要求。
我们以《机械制图》教材与习题册为基础建立CAXA机械制图三维实体模型库。该实体模型库应包含制图教材和习题册中的各种实体模型。这些数字模型应按制图教学思路制作。在基本体的基础上用切割或叠加方法生成组合体、零件、部装件或装配件。为了便于学生理解,按工作原理设计零件或整体装配件的动作,利用CAXA的动画功能播放动画,展示部装件或整体装配件的工作原理、装配过程。
三维实体模型库创建好后,根据教学的不同情况,随时选取其高级图素中的形体进行切割与叠加、截交与相贯,剖视图、剖面图、零件图等模型加以更新,还能使用零件实体进行模拟装配,它的设计功能、爆炸视图功能和运动仿真功能,学生容易接受和掌握。
CAXA实体设计的引入,有利于培养学生的空间想象能力
机械制图作为专业基础课,一般都在中职学校一年级开设,学生刚初中毕业,没有经过实践的锻炼,头脑中的立体概念少。因而在投影理论的学习中感到比较费劲,往往想不出形体的形状。针对学生特点,在讲三视图的形成、基本体的投影以及基本体的截切时,让学生先看模型,根据模型想投影,再引入CAXA实体设计,课堂绘制三维实体模型,能使学生从不同角度观察形体,然后进行分析讲解,与视图反复对照,不断拓展思路,从而提高读图和识图的综合能力。
另外,在装配体教学中,即使是现场教学,也不可能随意进行翻转、拆卸、剖切零件使学生观察内部结构及装配关系。有了动画仿真库,可利用装配干涉检查、装配动画设置,让学生对各种零件的装配关系及相互连接、运动情况有直观的感受,对装配图的结构、作用有深刻的理解。在讲组合体时,用可拆装的模型讲解组合体的组合形式和形体分析法,用CAXA实体设计软件绘制三维实体模型,然后课堂上直接分部进行切割,边演示边讲解,这样学生感受真切,易于接受。在学生做练习的过程中,进行引导和讲评,根据练习的视图运用CAXA实体设计进行实体的绘制,加强了学生的立体概念,避免了老师讲解时指手划脚,学生还是难以想象的局面。学生在看模型的过程中,头脑中不断积累立体的表象,表象积累多了,空间感性知识就增强了,容易想出空间形体的形状。就可以从三视图的形成、基本体的投影到组合体,循序渐进。充分发挥了教学软件的“拐杖”作用,增加了学生的空间感性知识,使学生能比较轻松地把空间形体和平面图形结合起来。
CAXA实体设计的引入,有利于培养学生的创新能力
实践证明,三维实体设计技术引入到传统的制图教学中不仅是教学手段现代化的体现,而且给传统的制图课教学注入了新的内涵,加大了课堂的信息量,激发了学生求知欲,对学生空间思维的培养有极大的促进作用。
当然CAXA实体设计的引入,对专业教师的要求更高了,要求教师要及时更新知识,掌握实体设计技术,才能在教学中熟练运用,学生在学习制图的同时也激发了他学习CAXA实体设计的兴趣,对软件的应用会逐步加强,使其今后工作的范围得到进一步拓宽。
CAXA实体设计的引入,符合现代专业课教学的需要
三维CAD软件种类较多,现在常用的有UG、Pro/E、AutoCAD、CAXA、MasterCAM等,它们在企业的生产实践中都起着非常重要的作用。但CAXA作为一款国产软件,有其自身特点,尤其是由CAXA实体设计软件制作的三维模型,非常适合应用到《机械制图》课的教学中。一方面它提供了高级真实感三维渲染,以及三维轨迹动画、视向动画与机构约束动画等功能。另一方面,近年来,由于竞赛需要, CAXA软件逐步走进学校,大多数中职学校已开设此课程,有很多专业教师已掌握此软件的应用。而作为国产软件,其操作也非常适合我们的使用和思维习惯,学习和使用都特别地顺手。
CAXA实体设计的引入,可以满足课堂教学模型演示需求
从前的《机械制图》课的教学,为了帮助学生形成概念,特别是形成一些有关三维的概念,经常要使用到挂图、模型和板图,很麻烦,效果也不是很好,而且根据教学需要更改模型或挂图的可操作性不大,另外长期使用的教学模型和挂图已经不能满足教学和生产实践进步的需要,而购买或更换新模型和新挂图所需要的成本高、周期长,且不一定符合教学实际需要。为此教师可以利用CAXA实体设计的三维CAD技术建立模型库和图库,这样可随时调用和改动图形,使其能符合不同的教学要求。
我们以《机械制图》教材与习题册为基础建立CAXA机械制图三维实体模型库。该实体模型库应包含制图教材和习题册中的各种实体模型。这些数字模型应按制图教学思路制作。在基本体的基础上用切割或叠加方法生成组合体、零件、部装件或装配件。为了便于学生理解,按工作原理设计零件或整体装配件的动作,利用CAXA的动画功能播放动画,展示部装件或整体装配件的工作原理、装配过程。
三维实体模型库创建好后,根据教学的不同情况,随时选取其高级图素中的形体进行切割与叠加、截交与相贯,剖视图、剖面图、零件图等模型加以更新,还能使用零件实体进行模拟装配,它的设计功能、爆炸视图功能和运动仿真功能,学生容易接受和掌握。
CAXA实体设计的引入,有利于培养学生的空间想象能力
机械制图作为专业基础课,一般都在中职学校一年级开设,学生刚初中毕业,没有经过实践的锻炼,头脑中的立体概念少。因而在投影理论的学习中感到比较费劲,往往想不出形体的形状。针对学生特点,在讲三视图的形成、基本体的投影以及基本体的截切时,让学生先看模型,根据模型想投影,再引入CAXA实体设计,课堂绘制三维实体模型,能使学生从不同角度观察形体,然后进行分析讲解,与视图反复对照,不断拓展思路,从而提高读图和识图的综合能力。
另外,在装配体教学中,即使是现场教学,也不可能随意进行翻转、拆卸、剖切零件使学生观察内部结构及装配关系。有了动画仿真库,可利用装配干涉检查、装配动画设置,让学生对各种零件的装配关系及相互连接、运动情况有直观的感受,对装配图的结构、作用有深刻的理解。在讲组合体时,用可拆装的模型讲解组合体的组合形式和形体分析法,用CAXA实体设计软件绘制三维实体模型,然后课堂上直接分部进行切割,边演示边讲解,这样学生感受真切,易于接受。在学生做练习的过程中,进行引导和讲评,根据练习的视图运用CAXA实体设计进行实体的绘制,加强了学生的立体概念,避免了老师讲解时指手划脚,学生还是难以想象的局面。学生在看模型的过程中,头脑中不断积累立体的表象,表象积累多了,空间感性知识就增强了,容易想出空间形体的形状。就可以从三视图的形成、基本体的投影到组合体,循序渐进。充分发挥了教学软件的“拐杖”作用,增加了学生的空间感性知识,使学生能比较轻松地把空间形体和平面图形结合起来。
CAXA实体设计的引入,有利于培养学生的创新能力
实践证明,三维实体设计技术引入到传统的制图教学中不仅是教学手段现代化的体现,而且给传统的制图课教学注入了新的内涵,加大了课堂的信息量,激发了学生求知欲,对学生空间思维的培养有极大的促进作用。
当然CAXA实体设计的引入,对专业教师的要求更高了,要求教师要及时更新知识,掌握实体设计技术,才能在教学中熟练运用,学生在学习制图的同时也激发了他学习CAXA实体设计的兴趣,对软件的应用会逐步加强,使其今后工作的范围得到进一步拓宽。