計算機繪圖教學效果提升途徑

時間:2022-02-05 11:28:11

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計算機繪圖教學效果提升途徑

摘要:伴隨時展、環保理念宣傳、協同化設計、異地聯合辦公等先進設計思想的推廣,加工制造業中零件設計、建模等經常采用計算機繪圖軟件設計繪制圖形,通過無紙化辦公模式,提高出圖效率。在日常教學方面,緊跟行業發展步伐,除了必要的手工繪圖外,主要采用計算機軟件繪制圖形,有助于提高學生專業水平,提升學生綜合能力,但在實際操作過程中,由于多種因素,學生繪圖往往達不到理想效果。本文以常見軸類零件為例,以點帶面講述提升繪圖效率的方式,僅供參考。

關鍵詞:軟件操作;精講多練;軸類零件;CAD;建模

在國務院印發的《國家職業教育改革實施方案》(職教20條)中提到,“隨著我國進入新的發展階段,產業升級和經濟結構調整不斷加快,各行各業對技術技能人才的需求越來越緊迫”“著力培養高素質勞動者和技術技能人才”。職業教育按照國家改革方案,積極認真完善自身的人才培養方案,大部分加工制造類專業均開設“CAD/CAM軟件應用”課程,該課程運用前面所學專業知識,進行綜合訓練提升,是加工制造類專業為培養技術技能人才必修專業操作課[1]。SolidEdge2019軟件是SiemensPLMSoftware公司旗下,基于Windows平臺、功能強大且易用的三維CAD軟件,能激發學生創新意識,鍛煉基本操作技能。

1發現問題

近期,學生訓練項目為繪制軸類零件,根據課前發放的二維圖形樣例,建立三維立體模型,并操作軟件生成相應的二維圖形,結合樣例,繪制規范的零件圖。初期熟悉軟件及講解基本操作后,經過一段時間操作練習,發覺部分學生的繪圖效率不高,網絡提交圖形錯誤點較多。部分人員操作計算機,以一種很悠閑的姿勢繪制圖形,對計算機基本操作的標準姿勢掌握不佳,以致繪圖過程中顯得悠哉、閑散,或是手忙腳亂。

2分析問題

結合近期練習的幾種軸類圖形,較多同學拿到圖紙后,仍以前面訓練的簡易組合體思維考慮問題,僅做簡單的查看,甚至極少數同學直接進行建模,不注重細節問題,以致后面不好處理,導致浪費較多時間,且繪制效果不佳,綜合查看主要存在以下兩種問題。2.1界面不熟,效率低下。1)CAD課程有限,每次課不連續。正式操作前都需要引導學生再次查看,此外每個人自身差異,學習接受能力不一致。正常上課操作中,結合樣例,多數同學僅僅重點重復了教師講解的命令,其他延伸的命令,較少真正、切實有效的使用,甚至做好教師布置的樣圖,就算完成任務,不再摸索嘗試,對整個軟件操作界面不熟悉,以致操作中僅用一種方法,不能根據不同圖形,做到舉一反三。比如,圖線選取,可以選擇“單一”“鏈”“面”,在同一個草圖或者疊加模型拉伸時,選擇模式是否合理,影響建模效率;又如,繪制軸類零件草圖標注尺寸時,選擇直徑標注,一目了然,減少錯誤率。2)學生擁有個人電腦并安裝操作軟件較少,操作手機自控能力弱。課后較少觀看互聯網中專業操作教學視頻,網絡學習資料不仔細閱讀,書籍類文字資料看的也較少,很多需要在課前做的事情沒有做好,占用一定的上課操作時間,故平時操作中,多數對界面及命令不了解,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”翻到相應的位置,點擊后才能擺正,而采用快捷鍵“ctrl+h”,則很快到達設計界面,部分同學操作鍵盤及鼠標的姿勢不當(且極少數同學對鍵盤界面不夠熟悉,手勢沒有按照打字的標準姿勢),不記憶組合鍵,不注意相應的命令菜單位置,僅用鼠標緩慢點擊,逐個尋找,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,操作較亂。建模操作命令使用不當,很可能出現事倍功半的效果。1)因軟件操作界面不熟悉。操作者很少嘗試課堂例題之外的命令,以致初始階段建模方式單一[2],對后續建模產生較大的負面影響,不便于后續軟件操作,甚至要全部刪除,重新建模,占用較多的修改時間,降低繪圖效率,影響建模效果。比如,對稱類零件,采用對稱拉伸,便于建模;又如,簡單的類型,直接建模疊加的方式就可以,中等復雜程度,繪制草圖,旋轉建模,然后再“疊加”或者“切割”。2)整體識讀圖紙、分析圖紙能力較弱。尤其細微結構的表達及建模處理,未能綜合全面考慮,只認為做出來就行,以致前面做出的實體成為無用功,未對整體模型統籌思考,這也是目前普遍存在的問題。比如,軸端部有對稱的四個平面,建模時,若采用先“拉伸”軸端圓柱體,再進行“切割”,比較費時間,相對快捷的建模方式是,直接繪制成草圖,通過“修剪”命令,得到模型,再“拉伸”。

3解決措施

通過筆者自身學習情況來看,除了常規的培養學習興趣外,還需要綜合多方面調整,理清學生學習觀念,養成良好學習習慣,建立規范的操作方式[3],結合學生實際情況,初步采用以下措施運行調整。3.1分析圖形,初步思考。引導學生建立仔細看圖、統籌思考的習慣,圖紙擺在面前,不要著急繪制,正所謂“磨刀不誤砍柴工”,鼓勵學生將之前學習的專業課程的圖形,尤其“機械制圖”中經典圖例,對照圖紙,稍微細致分析下圖形,頭腦中形成粗略的建模步驟,明確各部分結構關聯特點,然后再結合不同部位,有針對性地建模,這樣既減少返工的概率,又提高了繪圖效率。整體建模過程中,綜合對比,綜合選用,考驗學生對圖形分析情況,對軟件操作掌握程度。以代表性的圖例,講述不同的操作方式,通過操作,查看時間,明確思考意義,減少任何圖形都是那套“三板斧”現狀。比如,簡單的臺階軸,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零件,對于錐度及偏心部分不適合直接建模,一般采用繪制草圖,根據圖紙,約束尺寸,旋轉建模;涉及兩端對稱的軸類零件,采用“對稱拉伸”直接建模,比較快捷;而多數軸類零件,則是綜合建模,有時先采用草圖繪制主體部分,細節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。相對而言,常規軸類圖形典型樣例,除了端部結構有變動外,其他基本都是相同的操作步驟,這需要教師引導學生,歸納常規的操作方式,帶領學生將軟件操作界面熟悉一遍,尤其是針對性的操作方式,借助圖例講解,將圖形預先發到班級群里,根據圖紙,談談自己的建模思路,討論優化幾種方案,營造學習的趣味性,然后建模驗證。當然相同的圖形,有多種建模方式,這也要結合學生實際操作習慣、理解程度而定,學生練習過程中,可以通過人為的、多選擇性的分組“PK”方式,以實際操作驗證最優的操作思路。課堂練習中,不以完成零件建模為主要的考評方式,在完成基本的軟件操作任務后,還可以開創性的鼓勵學生,結合例圖,自己摸索嘗試,探索練習,尋找不同的操作方式,以工匠精神追求精益求精[4],激發學生學習持久度。3.3展示評價,經驗推廣。每次的課堂練習及課后作品,都選取優秀作品進行展示評價,及時查看,適時評價,綜合點評,操作較好的同學,進行經驗分享,并給予相應的學業積分,促進學生向更好的方向努力探索。根據學生學習狀況,允許已完成基本任務的同學,開創性的設計作品,借助網絡及時展示,激發學生拼搏、進取意識。采用多方位、多渠道展示優秀作品,比如在“互聯網+”背景下,借助班級主頁、班級群、班級微信公眾號,以及傳統的班級櫥窗,采用截圖、彩色打印張貼的方式展示作品,有助于學生建立自豪感,此外定期推送網絡中比較經典的圖例,建立“比、學、趕、忙、操”的良性學習氛圍。部分掌握不佳的同學,小組成員互幫互助,促進操作能力提升,以鼓勵、引導為主,調動學生學習主動性,結合學生自身學習情況,制定相應的規則要求,提高課堂學習效果。

4效果與反思

4.1效果。經過一段時間的調整與完善,多數同學能夠較好的熟悉軟件界面,較好的進行三維建模,完成基本的操作任務,部分同學能夠設計有創意性的作品。4.1.1效率提升,效果明顯。界面操作熟悉,基礎圖例基本都能有效完成,基礎薄弱同學能在周邊伙伴的協助下有所收獲。學生識圖能力有一定的提升,沒有一開始的輕視或者茫然,能客觀、針對性的描述,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,只做老師講過的樣圖,稍微有點難度,等待老師分析,現在各小組爭相積極主動表述,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,學以致用。自開展創意設計三維建模以來,學生創意思維不斷激發,各類操作命令及操作想法層出不窮,不斷激發了學生探索練習,學以致用的良好態勢,也促進筆者教學相長,不斷提升。4.2反思。整個課程的學習提高了學生專業建模技能,雖然取得一定的成效,但實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。也許是專業基礎課學的不扎實,也許是個人對軟件操作有極大的排斥感,極個別同學操作水平提升緩慢,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意作品,無暇兼顧,任課教師忙于解答各類層出不窮的操作問題。對于分析能力不佳的同學,還需要耐下心來,不斷補充講解,避免少部分同學掉隊太遠。4.2.2規范繪圖還需加強。由于三維建模軟件的強大功能,只要模型建好,就可以直接轉化為二維圖形,相對出圖比較方便快捷,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,尺寸標注、技術要求、中心線等環節,多數同學缺乏足夠的耐心,稍微粗糙調整,不能有效按照國標進行,還需要加強學生的規范意識。

參考文獻:

[1]榮先林,魏春海.基于工作過程的《CAD制圖技術》項目化課程教學改革研究[J].科技信息,2014(12):307+312.

[2]劉立新,蘇靜.基于機械制圖AutoCAD教學方法的研究與實踐[J].張家口職業技術學院學報,2010,23(2):73-75.

[3]許桓榕.CAD技術在機械設計與制造中的應用[J].南方農機,2020,51(2):157.

[4]姚鋼.工業機器人技能人才工匠精神的培育探索[J].南方農機,2020,51(15):22-24.

作者:方杰 孫石 單位:1.霍爾果斯中等職業技術學校 2.江蘇省高淳中等專業學校