Autodesk inventor在机械制图教学中的应用价值研究

    刘海宁 赵国庆 王洁园

    【摘要】机械制图是机械类专业需要掌握的一门重要基础课程，机械制图的教学质量，关键是学生空间想象能力的培养成果，对于中职学生来说，想要在机械制图这门课程中获得更好的学习成绩，就需要不断培养自己的空间想象力并通过经常使用三维软件和机械制图的经历，来提高相应的锻炼效果。通过对机械制图教学过程中，如何使用三维软件和机械制图方法对学生的空间想象力进行培养进行介绍。

    【关键词】多维?Autodesk?inventor?机械制图

    一、三维软件对于机械制图课程的帮助

    机械制图这门课程，对于机电类专业来说是一门非常重要的基础课程，如果不能很好的掌握基础的机械制图知识，在后续进行机电学习时，会由于缺乏熟练掌握一个学习和工作过程中常用的工具而陷入学习瓶颈。机械制图在目前中等职业院校开设的机电类专业中占有较为重要的地位，但由于目前中等职业教育学校一班学生的知识结构不够完整，且在之前的学习和经历中，对于空间想象能力的培养较差，导致其在最初接触机械制图这门课程时，会由于缺乏空间想象力对于教师指出的一些学习内容无法理解，并且，在短时间内经过学习锻炼，也无法得到较好的效果。中职教育在技术基础课程的教育过程中，对于课程安排较为精简，总体的时间安排不够充分，学生在有限的时间内未必能够达到较好的空间想象力。机械制图的常规教学是让学生能够熟练掌握从二維到三维的看图习惯，让学生具有一定的空间想象力和形体分析能力，而想要达到一定的教学效果，就需要学生能够经过系统，且长时间的专门训练，随着近些年计算机技术的高速发展，各类型的三维CAD建模软件陆续问世，这些软件的功能性越来越全面，造型越来越生动，形象立体感越来越强。学生在使用软件进行建模时，比实物建模更加灵活，能够根据不同的学习内容进行及时的调整，且学生对进行三维建模的兴趣要远远高于传统课程。

    二、利用三维软件辅助知识直观化

    以往学生在进行机械制图这门课程的学习中，由于缺乏足够的空间想象能力锻炼，所以很难对复杂三维图形有一个直观的了解。更遑论在此基础上进行各种类型的绘制和计算。但是随着近些年相关软件技术的不断发展，已经有了很多成熟的三维建模软件，学生在通过对这些软件学习后，能够自主进行三维模型的构建。针对不同的学习内容，来构建不同模型，通过对模型进行构建和使用，能够帮助学生习惯于从二维到三维的视角变换，同时也能够帮助学生在绘制创建过程中，提高对三维图形特征点的认识。机械制图这门课程与其他课程相比，最大的特点在于这门课程的推动完全是以学生的空间想象能力作为基础的，在此过程中，教师无论使用哪种教学技巧，都无法在短时间内帮助学生，完成这一过程的过渡，只有学生通过长时间的练习或者其他的学习过程逐渐培养起较好的空间想象能力，才能够完成对后续课程内容的学习和掌握。三维模型的构建，让学生能够真正参与到三维图形的内部结构设计中，想要完成三维模型的构建学生首先需要从表面对三维图形的各种特点有所了解，并在绘制构建的过程中将这些特点一一落实，在这一过程中，学生一方面能够对一些特殊三维模型的特征有更加深刻的印象，另一方面学生通过进行模型的构建也能够逐渐培养对三维物体的感官习惯。随着进行三维模型的构建，学生对于三维物体的空间想象能力会得到持续的提高，且在整个过程中学生都是唯一的参与者和受益者，有助于持续激发学生的相应兴趣，让其能够在不断获得成果的基础上获得自信，进行下一阶段的练习，不断巩固空间想象能力的训练效果。在传统的教学过程中，教师往往是通过教材教具，来使学生对一些特殊的三维物体特征有所了解，但由于克才克巨的数量较少，且教师的展示方式不多，学生只能够远远的去观察这些教具，无法让学生形成直观详细的认识和印象。且学生面对的是一个已经成型的三维物体，学生对于这个三维物体内在的结构没有了解也不需要了解。教具的体积过小，也是造成学生无法进行仔细观察，进而无法得到准确认知的原因之一。而采取体积较大的教具，在实际的教学操作中是不可能实现的。与传统教学方法相比，采用三维软件辅助教育的方式，能够让学生更加明确的掌握各种三维物体的结构特点，并且，学生可以在这一过程中，亲身参与到模型的构建，并通过进行拉伸旋转等动作，完成一些特定物体的构建，学生通过二维的草图来绘制三维物体，从而在脑海中对二维物体和三维物体之间的过渡有了一个完整的过程演算，使学生能够在未来的学习过程中，熟练于将二维图纸与三维物体进行联系。而且利用软件可以非常快捷的，对三维物体进行拆解，整个拆解的过程非常的直观便捷，学生能够通过反复观察对三维物体的拆解，形成对三维物体内部结构的认识，这与在课堂中进行教具拆解相比，具有更加的直观性，且对教室环境没有过多的要求，学生可以随时在软件上进行相应的操作，一般来说，为了让学生能够掌握三维物体内部特征，需要进行不同三维物体的构建和拆解，而采用传统方式就需要学校提供数量不少于2的相应焦距，随着教具数量的增加，学校的教育成本投入也越大，而采用软件，进行相应的操作教育成本投入增加值为0。

    三、利用Autodesk?inventor软件实现高效的二维三维二维互动教学过程

    在机械制图课程中，有一门重要的内容是组合体的投影，在传统的教育过程中，教师会通过多媒体放映的方式或实践方式，让学生来了解三维物体的投影特征，但这一过程是需要相关教具的辅助才能够完成的，事先准备较为复杂，且由于较具形体的限制，导致无法让所有的学生都能够得到同样的观察体验。而采用多媒体信息技术，每一个学生都能够平等掌握相应的观察视角，且在软件中构件不同特征的三维模型所需投入的成本和时间更少，适用于对更大数量的三维物体投影特征进行表现。让学生可以通过对更多三维物体投影特征进行认识和了解，来分析和总结其中存在的共同点，通过总结规律来提高学生对于三维物体结构特征的认识和掌握。并且通过操作软件，学生可以频繁的在二维和三维之间进行切换，掌握两种维度物体的状态特征和内在联系。这些都是传统的教学过程所无法完成的效果，只有在相关软件中才能够得以高效实现。

    四、采用Autodesk?inventor软件能够辅助学生读懂装配图

    装配图是机械制图教学中的一个难点要完成对装备体结构的认识首先需要能够对一个物体进行拆卸装配，而对于没有经过系统机械拆装基础的学生而言，进行此过程是具有一定难度的，而采用该软件提供的表达试图则能够更加容易的解决这一问题，软件可以制作物体的爆炸分解图，其细节表达可以落实到每一个零部件位置，清楚的展示各零件之间存在的连接关系，位置关系和装配关系，让学生首先对各零件之间的关系有一个明确的认知，然后通过动画演示的方式，对各个零件的装配进行演示，让学生有一个直观连续的认识。同样在完成最终整体到零件，再从零件装配回整体的过程，采用传统的教学方式是很难达成如此流畅直观的效果。

    在现代教学课程中，采用计算机多媒体技术，能够很好的解决过往教育过程面临的教学难点，帮助学生更好的掌握相关学习内容，并通过实践提高学生的兴趣和参与度，让学生能够持续参与到学习过程中，加强学生的印象和记忆。

    参考文献：

    [1]曹峰，宋小红.Autodesk?Inventor在《机械制图》多维教学中的应用[J].经济研究导刊，2015，（01）：228.

    [2]聂士菊，杨有群.利用Autodesk?Inventor软件提高中职《机械制图》教学效果[J].教育教学论坛，2012，（35）：164.

    [3]马福贵，王俊峰.Autodesk?Inventor在机械制图课程教学中的应用[J].西昌学院学报，2012，（03）：66.