云南经济管理学院云南省昆明市650304
摘要：零件的表达方式是机械制图这门课的核心部分，是重点教学内容，剖面图更是重中之重，内容看似简单，其实很难掌握。必须联系生产实际，在结合零件上所有结构及作用的基础上进行讲解剖面图就容易得多。对于高职院校汽车技术专业的学生来说，《汽车机械识图》课程是一门非常重要的专业基础课，学生不仅要学习绘制机械图样的基本原理和基本方法，还要具有阅读复杂零部件图样的能力。
关键词：机械制图；教学方法；职业教育；3D技术
1机械识图课程教学的现状
机械识图作为机械专业课程传统教学体系中的一门核心专业基础课，在传统教学模式中，以读图为教学目标，以手工绘图为教学手段。学生往往通过手工绘图来理解和掌握本课程的内容，教师需要将大量的课时放在如何解决手工绘图的规范性和有关国家标准的解释上。在传统教具的引导下，学生通常不能顺利地进行平面投影视图向零件图及装配图转化的知识学习和反馈，学生缺乏抽象思维、空间想象等能力，只能依托投影规则对三维零件图形向零件投影图形转化进行感知认识，不能通过投影视图直观形象地表达三维零件图形，这使传统课程的教学目标、教学难点、重点难以实施。在传统教学中，平面投影图形可视化、立体化的教学过程均依靠教师摆模型、多媒体展示、学生观察等手段进行教学，教师准备教具费时费力，效率低下，教学效果不理想，缺少学生参与的机会，学生学习不主动，没有创新欲望。动手能力较弱的学生，失去对这门课的兴趣，有的甚至厌学。
不仅如此，由于学生空间思维能力发展不均衡，学习机械识图存在以下困难：一部分学生习惯用平面思维，没有形成二维空间以外的立体思维能力，而空间思维能力是机械识图课程的核心技能。举例来说，截交线与相贯线的教学一直是机械识图的一个教学难点，是历来学生在学习过程中难以掌握的内容。其原因有：一是求解的作图过程中，需要较多的辅助线，使用传统的教学方式（板书教学）难以分清楚辅助线；二是学生社会实践经验较少，对于一些复杂的截交体、相贯体无法想象出空间形体，理解上比较困难。因此，教师要引导学生逐步建立空间感知力，使学生的思维方式从平面思维转变为三维立体空间思维，这客观上要求教师结合先进技术，研究运用新型的模式，以此来改变传统的教学模式。
2.《汽车机械识图》教学方法
2.1应用信息化教学手段，培养学生的空间想象能力
在传统教学模式下，主要以模型、教师的板书为主来讲解授课内容，随着信息技术的发展、课件的导入，机械制图课程内容变得更加生动直接，便于学生理解。教师在制作课件时，可以提前设置疑问，引发学生注意，提高学生学习积极性，使学生充分参与到教学互动中。对于《汽车机械识图》课程教师可以利用动画的方式将绘图原理展示出来，配合板书和模型，可以更好的帮助学生理解知识点，比如教师在讲授切割体、相贯体等知识点时，可以通过动画的方式将切割体产生的过程展示出来，再配合三视图投影动画，将点、线、面与立体模型对应上，培养学生从空间到平面、再从平面到空间的逻辑思维能力。信息化教学手段的介入，将传统的教学课堂变得生动、有趣，提高了学生的学习积极性，这就要求教师要做好充分的课前准备工作，利用多媒体教学的视听结合效果，引导学生独立思考，主动地发现问题、思考问题并解决问题，这对于培养学生的自主学习能力具有重要的意义。
2.2直观教学激发兴趣
针对汽车运用与维修、机械加工技术、焊接技术等不同专业，笔者已形成了一整套剖面图教学课件。剖面图又称剖切图，是通过对有关的图形按照一定剖切方向所展示的内部构造图例。设计人员通过剖面图的形式形象地表达设计思想和意图，使学生能够直观地了解零件断面的形状。剖面图一般用于工程的施工图和机械零部件的设计，补充和完善设计文件，是工程施工图和机械零部件设计中的详细设计，用于指导工程施工作业和机械加工。我们知道，轴类零件是机器中经常遇到典型零件之一，其作用是支撑转动零件并与之一起回转以传递运动、扭转或弯矩的机械零件。对不同专业用不同实物做例子。例如，对于汽车运用与维修专业的学生，借助于带有倒角、键槽、退刀槽等结构的减速器传动轴来讲授剖面图，非常直观，同时语言要通俗、易懂、生动、形象，学生的印象才会深刻，才能扎实地掌握识图的方法和技巧。倒角的作用在2.1节已经涉及。为在加工时便于退刀，且在装配时与相邻零件保证靠近，在台肩处应加工出退刀槽，退刀槽和越程槽是在轴的根部和孔的底部做出的环形沟槽，其作用一是保证加工到位，二是保证装配时相邻零件的端面靠紧。键槽本身主要是留给放置键的地方，可以通过键完成轴和轴上齿轮或同步带轮等的连接，轴上键槽有通槽、半通槽和封闭槽三种。然后，再分别介绍几种常用键。平键：结构简单、拆装方便，对中性好，应用广泛；半圆键：由于半圆键和键槽配合较松，易拆装，常用于锥形轴端，传递较小的力矩；楔键：由于楔紧后，轴与轴上零件产生偏心，故常用于对中性要求不高、载荷平稳的低速场合；花键：适用于传递载荷较大和定心精度较高的动静联接。了解这些轴上结构的作用后，学生就会非常渴望了解这些结构的画法，从而引出剖面图的表达方式——移出剖面图。
2.33D打印技术
引进3D打印技术后，机械识图教学以数模文件为基础，使用积累制造技术，学生通过数字化编辑模型并观察结构后，可以直接使用3D打印机打印出成品，让学生先动脑、动手，再加以配合视觉、触觉的学习方式。同时，也可在互联网中寻找已经存在的数字模型文件，将互联网、3D打印产品和机械制图教学结合起来，解决传统教学中的不足。在课堂教学使用过程中，一般教师引用3D打印技术可以分为以下两个层面。第一个层面是单纯地将3D打印产品带入课堂，即教师在进行教学设计过程中，根据教学内容和目标，将复杂的结构模型在课前通过3D打印机制作好模型教具，在授课过程中通过与PPT课件、动画视频、实物模型演示等手段相结合进行讲解，使学生能够直观地学习。第二层面是让学生参与3D产品的制作过程，从建模到制造成形，全都亲自动手操作，体验制作的全过程，以此拓展学生学习的知识点，教授学生3D打印机的使用方法，通过改造已有模型程序文件，发挥学生的想象力，制造出自己设计的部件模型。通过3D打印技术，还可以将相对复杂的零部件切实呈现在学生面前，使学生更直观地感受，加深学生对所学物体的印象，提高其学习兴趣，激发其创新精神，拓展学生的空间想象能力和空间思维能力。
总结
机械制图课程的教学，要与多种资源有效结合才能更好地发挥课堂教学效果，该门课程需要很好的空间立体思维能力，很多同学在学习过程中比较吃力，所以需要老师根据学情合理地选择教学方法，在教学过程中要始终贯彻以学生为中心的原则，提高教学实效性。教师必须不断充实自己、改变自己、改变课堂，激发学生的学习兴趣，使学生能够扎实地掌握绘图、读图的基本技能，为将来成为高技能、高认知的技能型工人打好基础。
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