構(gòu)建基于行業(yè)認知的機械制圖虛擬模型室框架

王曼嬌

摘 要：《機械制圖》是機械類行業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)、軟件技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，機械制圖模型庫遍地開花。但學(xué)生對機械制造行業(yè)的認知程度不夠，不能系統(tǒng)、綜合性地識圖繪圖，提出構(gòu)建基于行業(yè)認知的機械制圖虛擬模型室，闡述構(gòu)建4個虛擬模型室（拆裝模型室、基礎(chǔ)模型室、工程圖模型室、加工模型室）的思路與框架，使學(xué)生全面地認知行業(yè)、職業(yè)的特點與素養(yǎng)，用科學(xué)的態(tài)度對待以后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：行業(yè)認知 機械制圖 虛擬模型室 框架

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（c）-0129-02

《機械制圖》是機械類行業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，是從事機械類專業(yè)學(xué)生的入門課程。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)、軟件技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，機械制圖模型庫遍地開花，基于PROE軟件、SolidWorks軟件機械制圖三維模型庫，及基于Web的機械制圖虛擬模型室等。栩栩如生的動畫模型，為教師授課提供素材，為學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)提供平臺，雖能培養(yǎng)學(xué)生的圖感，增強其空間思維，但學(xué)生對機械制造行業(yè)的認知程度不夠，不能系統(tǒng)、綜合性地識圖繪圖，更不能領(lǐng)悟行業(yè)素養(yǎng)的要求。

機械類專業(yè)的學(xué)生對專業(yè)、行業(yè)的認知將從《機械制圖》課程開始，構(gòu)建基于行業(yè)認知的機械制圖虛擬模型室，注重工程機械過程的認知，培養(yǎng)學(xué)生對行業(yè)素養(yǎng)的認可，是非常必要的。下面把虛擬模型室分為4部分：拆裝模型室、基礎(chǔ)模型室、工程圖模型室、加工模型室，分別闡述其構(gòu)建思路與框架。

1 行業(yè)認知從機械部件準備——拆裝模型室

學(xué)生從應(yīng)試教育進入專業(yè)、職業(yè)的學(xué)習(xí)階段，專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)讓學(xué)生了解專業(yè)、熟悉專業(yè)、熱愛專業(yè)，特別是機械制造類專業(yè)必須建立感性認識，明確生產(chǎn)過程，才能清楚所學(xué)的必要性與職業(yè)素養(yǎng)的要求。機械制圖作為機械制造類行業(yè)、專業(yè)的啟蒙課程，賦予的責(zé)任重大，從事該課程教學(xué)的老師需擔負起學(xué)生對工程機械的認知，才能更好地繪圖與看圖，在畫圖、看圖的過程中培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

構(gòu)建機械部件拆裝模型室框架（見圖1）。遴選生活中常用的機械部件作為載體，如，千斤頂、拆卸器、臺虎鉗、旋閥等，利用多媒體的視頻、音頻技術(shù)展示其工作原理及其拆裝過程。常見的工程部件激發(fā)學(xué)生對機械的興趣，以此展開對身邊機械結(jié)構(gòu)、原理、用途的探究，從而鋪開工程語言、投影基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)與討論。

2 看圖、畫圖從投影基礎(chǔ)入手——基礎(chǔ)模型室

基礎(chǔ)模型室包括投影基礎(chǔ)、平面體、曲面體、綜合體及視圖、剖視圖、斷面圖等，如圖2。在計算機上進行投影性質(zhì)與投影規(guī)律的演示，將平面體、曲面體、綜合體的剖面與斷面的變化過程三維動態(tài)顯示，利用鼠標與鍵盤對“體”進行移動、旋轉(zhuǎn)、縮放、剖切等，實現(xiàn)人機交互式繪圖、看圖及空間思維能力練習(xí)。

3 識圖、繪圖從機械零件開始——工程圖模型室

工程圖樣是生產(chǎn)準備、加工制造及檢驗、裝配的重要技術(shù)文件。工程圖模型室主要指零件圖與裝配圖的表達方案比較及選擇（見圖3）。在計算機上將零件或裝配體進行旋轉(zhuǎn)、縮放、剖切、裝配等三維動態(tài)顯示，幫助學(xué)生識圖、讀圖，以及如何合理地表達工程圖樣。

4 從圖到產(chǎn)品由加工完成——加工模型室

加工模型室展現(xiàn)機械零件的仿真加工過程（見圖4）。仿真模型室的建立幫助學(xué)生充分地認知從圖到產(chǎn)品的全過程，體驗“圖”學(xué)語言的深邃。

構(gòu)建基于行業(yè)認知的機械制圖虛擬模型室框架，是以工作過程為邏輯主線：拆裝機件→制圖基礎(chǔ)→ 零件圖→裝配圖→加工零件，構(gòu)建學(xué)習(xí)《機械制圖》課程結(jié)構(gòu)，具有系統(tǒng)性與持續(xù)性。學(xué)科的理論知識不再是抽象的重復(fù)與再現(xiàn)，而是與技能知識進行的整合。學(xué)生學(xué)習(xí)制圖的過程不再為“圖”所思所困，而結(jié)果在“產(chǎn)品”上，實現(xiàn)了專業(yè)基礎(chǔ)課課堂工廠化教學(xué)。4個虛擬模型室的建立，使機械制圖的學(xué)習(xí)將融入機械拆裝與加工生產(chǎn)，學(xué)生能全面地認知行業(yè)、職業(yè)的特點與素養(yǎng)，將用科學(xué)的態(tài)度持續(xù)以后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。這樣就激勵了學(xué)生解決實際問題的能力，提高了學(xué)習(xí)興趣與成效。

5 結(jié)語

基于行業(yè)認知的機械制圖虛擬模型室，區(qū)別于一般的機械制圖虛擬模型，大多數(shù)開發(fā)的機械制圖虛擬模型只停留在基礎(chǔ)投影與組合體的表達上，以代替、擴充實物模型為目的。研究開發(fā)4個虛擬模型室以常見的機械零部件的圖與產(chǎn)品為載體，把“圖”與技術(shù)技能有機地結(jié)合在一起，為初學(xué)者搭建識圖、繪圖的情境與環(huán)境；為快速地入門、入行創(chuàng)建一個認知平臺；為機械制造與設(shè)計、數(shù)控技術(shù)、模具制造等專業(yè)的《機械制圖》的教學(xué)提供一種思維導(dǎo)向，多維度多角度導(dǎo)入“圖學(xué)”知識，全面地感知技能的科學(xué)性、嚴謹性與創(chuàng)造性。

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