《汽車機械基礎》制圖模塊教學改革研究

杭州市喬司職業高級中學 陳麗萍

對于中職學生而言，大部分學生都比較厭倦教師純理論知識講解書本內容。如果教師以學生所厭惡的形式開展教學，有可能造成教師上課沒效果，學生不樂學的窘境。而《汽車機械基礎》這門課程作為汽修專業核心基礎課程既具有重要的鋪墊意義，又具有很深的理論知識，給任課教師造成極大的挑戰。

筆者經過多年的《汽車機械基礎》課程教學發現，《汽車機械基礎》中的制圖模塊知識顯得尤為抽象。教師為了讓學生充分理解課堂知識，只能一遍遍地在黑板上繪制相應的圖形，造成課堂教學效率低下且學生理解不足的困境。

基于改變《汽車機械基礎》中制圖模塊教學成效低下現狀的考慮，筆者通過認真研究SolidWorks制圖軟件的功能，提出SolidWorks制圖軟件在《汽車機械基礎》中制圖模塊的運用場合并以“套筒剖視圖繪制”教學案例的形式呈現SolidWorks輔助教學與傳統教學的區別，最后通過問卷調查及測驗的形式明確SolidWorks輔助制圖模塊開展教學的優勢。

1 SolidWorks軟件簡介

SolidWorks是一種集三維和二維視圖為一體，基于Windows開發的CAD系統，既可用于繪制三維視圖，也可從三維模型中自動導出工程圖，同時還具有視圖的剖切、尺寸標注及局部圖等功能，其繪圖操作平臺如圖1所示。

圖1 SolidWorks繪圖操作平臺（截屏）

在制圖模塊中引入SolidWorks三維建模軟件，教師可隨時根據學生理解難點，有針對性地展示三維模型，使學生快速、準確地突破理解障礙，提升教學效果。

2 SolidWorks在《汽車機械基礎》制圖模塊的應用場合

筆者通過深入學習SolidWorks軟件后認為SolidWorks在制圖模塊中可以輔助教師開展基本視圖投影、剖視圖及裝配圖的圖形分析教學。而這三部分圖形分析也恰恰是制圖模塊中的教學難點。

2.1 SolidWorks在基本視圖教學中的應用

在基本視圖投影過程中運用 SolidWorks制圖軟件，可通過對圖形的旋轉觀察其各個角度的形狀。同時，也可通過圖形視口的切換了解各個面的投影視圖，大大降低了知識理解的難度，減輕了教師上課過程中繪制多幅視圖的工作量?；赟olidWorks制圖軟件所繪制的基本視圖（三視圖與軸測圖）如圖2所示。

圖2 SolidWorks繪制的基本視圖（三視圖與軸測圖）展示（截屏）

2.2 SolidWorks在剖視圖教學中的應用

在傳統的制圖模塊教學中，對于圖形的講解還停留在結論性的層面，學生對于圖形的真實形狀大多采用形體的組合方式進行猜測、分析，在理解上會存在一定的困難，更不要談在這種教學形式下要求學生對形體內部結構進行分析和理解了。

而當教師采用SolidWorks制圖軟件進行剖視圖教學后，可以當著學生的面對形體進行多方位剖切，讓學生更直觀地看到形體內部結構，從而消化、理解知識點，達到事半功倍的效果，基于SolidWorks制圖軟件所繪制的剖視圖如圖3所示。

2.3 SolidWorks在裝配圖教學中的應用

在裝配圖的學習過程中，學生對于裝配圖各零件之間的裝配關系、結構形狀、裝配圖工作原理分析一知半解的情況屢見不鮮。為了更好地讓學生讀懂裝配圖，可利用SolidWorks爆炸視圖功能展示零部件之間的關系；同時，也可通過SolidWorks Animator功能制作零部件裝配動畫，觀看零部件的裝配過程，使學生輕松地理解儀器、設備和各零部件的結構形狀及裝配關系?；赟olidWorks制圖軟件所繪制的齒輪油泵爆炸視圖如圖4所示。

圖4 SolidWorks繪制的齒輪油泵爆炸視圖展示（截屏）

3 SolidWorks輔助教學與傳統教學的對比分析

表1 SolidWorks輔助教學與傳統教學對比分析

為了更好地凸顯SolidWorks輔助教學與傳統教學之間的差別，筆者以“套筒剖視圖繪制”教學內容為例分別做了基于SolidWorks輔助教學和傳統教學兩份教學設計，并分別在汽修一年級1班和2班展開區別教學，依次由學生闡述學習心得，明確差別所在。表1所列為SolidWorks輔助教學與傳統教學對比分析。

筆者在汽修一年級1班和2班分別開展基于SolidWorks輔助套筒剖視圖繪制教學和套筒剖視圖繪制傳統教學以后都及時與學生溝通，所得信息如下。

（1）汽修一年級1班（采用基于SolidWorks輔助套筒剖視圖繪制教學）。

教師：甲同學，你上次學基本視圖時在睡覺，今天學剖視圖不是更難嗎？怎么沒睡覺了？

甲同學：老師，你之前講基本視圖時我基本上腦袋暈暈了，壓根不會畫，你要我們根據實體想出三視圖，我感覺像我這種空間想象力不強的人肯定是學不會了，那學不會我自然就睡覺了。今天你講剖視圖時起初我也是不想聽的，無意間看到你用那個軟件（SolidWorks）當著我們的面將那個東西（套筒）剖開，讓我們能看到內部結構，我感覺就簡單多了，所以我就又開始學了。

教師：那你希望老師以后還用這個軟件（SolidWorks）給你們展示視圖嗎？

甲同學：呵呵，當然愿意，應該說是十分希望。

（2）汽修一年級2班（采用傳統教學方式教授套筒剖視圖繪制）。

教師：甲同學，剛才老師在黑板上繪制套筒剖視圖的時候你怎么一直在閑聊呢？

甲同學：老師，今天上課不知道為什么，課堂剛開始時你給我們每一個人都發了一個套筒，我當時還挺感興趣的，后來你一直對著書本講剖視圖該如何分析、如何繪制，后來就開小差了。后面你就一直在黑板上當著我們的面繪制套筒的剖視圖，很多同學都開始講話了。

教師：那你覺得老師怎么講解這部分知識，你們才能更好地理解？

甲同學：那還不簡單，要不直接拿個蘿卜再拿把小刀剖給我們看。

教師：……（深思）

結合教師在課后對學生學習情況的了解及表1所呈現的信息，可以看出在制圖模塊教學中加入SolidWorks教學輔助工具不僅可實現多視角地對視圖進行觀察，還可以實現身臨其境式地對實體進行剖切。因此，在傳統制圖模塊教學中加入SolidWorks教學輔助工具在很大程度上可以減少教師在課堂中繪制圖形所耗費的時間，提高課堂教學效率，同時，使制圖模塊抽象性知識理解難度變低。

4 SolidWorks應用于《汽車機械基礎》制圖模塊教學實施效果

對于應用性研究而言，僅以一兩節試驗性教學就指出研究結論會顯得蒼白無力。為此，筆者自2014學年第二學期開始就在征得學校汽修教研組同意的條件下選取我校汽修1401班（48人）為實驗班（基于SolidWorks制圖軟件開展教學），選取汽修1402班（47人）為對照班（按照傳統教學形式開展教學）分別展開長期的區別教學。到目前為止，實驗班和對照班《汽車機械基礎》制圖模塊教學任務都已完成。

為了明確SolidWorks應用于《汽車機械基礎》制圖模塊教學實施效果，筆者面向實驗班和對照班分別發放“制圖模塊”學習知識測試練習及調查問卷，兩者回收率都為100%。

經過筆者認真分析下發練習完成質量及統計調查問卷數據，得到結論如下。

（1）練習測試顯示實驗班學生圖形分析能力高于對照班學生。筆者在經過區別教學以后給兩個班學生下發同樣的測試練習，通過分析兩個班練習完成質量可以看出實驗班學生測試練習及格人數遠大于對照班學生。因此，可以認為基于SolidWorks制圖軟件輔助制圖模塊教學有利于學生對知識的理解與掌握。

（2）問卷數據顯示實驗班學生對制圖模塊學習興趣等均高于對照班學生。筆者通過統計調查問卷數據的形式了解到兩個班在經過長期的區別教學后，實驗班學生不管是對制圖的感興趣程度還是對教師課堂教學效率、方式等各方面的認可程度都遠勝于對照班學生。因此，可以認為基于SolidWorks制圖軟件輔助制圖模塊教學有利于教師課堂教學效率的提升，有利于學生學習興趣的提高。

綜上所述，SolidWorks輔助制圖模塊教學是在以語言描述分析各形體之間的位置關系，最終想象出整體形狀的授課方式中加入三維軟件進行教學的創新型教學方式，這種現代化的教學方式不僅可以使教學內容更加的形象直觀，提高學生學習興趣，降低學生學習難度，還可以將“教、學、做”融為一體，提高教學質量。