構建基于行業認知的機械制圖虛擬模型室框架

王曼嬌

摘 要：《機械制圖》是機械類行業的核心基礎課程，隨著虛擬現實技術與網絡、軟件技術的開發應用，機械制圖模型庫遍地開花。但學生對機械制造行業的認知程度不夠，不能系統、綜合性地識圖繪圖，提出構建基于行業認知的機械制圖虛擬模型室，闡述構建4個虛擬模型室（拆裝模型室、基礎模型室、工程圖模型室、加工模型室）的思路與框架，使學生全面地認知行業、職業的特點與素養，用科學的態度對待以后專業課程的學習。

關鍵詞：行業認知 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》是機械類行業的核心基礎課程，是從事機械類專業學生的入門課程。隨著虛擬現實技術與網絡、軟件技術的開發應用，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，為學生的自主探究學習提供平臺，雖能培養學生的圖感，增強其空間思維，但學生對機械制造行業的認知程度不夠，不能系統、綜合性地識圖繪圖，更不能領悟行業素養的要求。

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

1 行業認知從機械部件準備——拆裝模型室

學生從應試教育進入專業、職業的學習階段，專業基礎課程教學讓學生了解專業、熟悉專業、熱愛專業，特別是機械制造類專業必須建立感性認識，明確生產過程，才能清楚所學的必要性與職業素養的要求。機械制圖作為機械制造類行業、專業的啟蒙課程，賦予的責任重大，從事該課程教學的老師需擔負起學生對工程機械的認知，才能更好地繪圖與看圖，在畫圖、看圖的過程中培養學生的職業素養。

構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、音頻技術展示其工作原理及其拆裝過程。常見的工程部件激發學生對機械的興趣，以此展開對身邊機械結構、原理、用途的探究，從而鋪開工程語言、投影基礎的學習與討論。

2 看圖、畫圖從投影基礎入手——基礎模型室

基礎模型室包括投影基礎、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與投影規律的演示，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顯示，利用鼠標與鍵盤對“體”進行移動、旋轉、縮放、剖切等，實現人機交互式繪圖、看圖及空間思維能力練習。

3 識圖、繪圖從機械零件開始——工程圖模型室

工程圖樣是生產準備、加工制造及檢驗、裝配的重要技術文件。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、縮放、剖切、裝配等三維動態顯示，幫助學生識圖、讀圖，以及如何合理地表達工程圖樣。

4 從圖到產品由加工完成——加工模型室

加工模型室展現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生充分地認知從圖到產品的全過程，體驗“圖”學語言的深邃。

構建基于行業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→ 零件圖→裝配圖→加工零件，構建學習《機械制圖》課程結構，具有系統性與持續性。學科的理論知識不再是抽象的重復與再現，而是與技能知識進行的整合。學生學習制圖的過程不再為“圖”所思所困，而結果在“產品”上，實現了專業基礎課課堂工廠化教學。4個虛擬模型室的建立，使機械制圖的學習將融入機械拆裝與加工生產，學生能全面地認知行業、職業的特點與素養，將用科學的態度持續以后專業課程的學習。這樣就激勵了學生解決實際問題的能力，提高了學習興趣與成效。

5 結語

基于行業認知的機械制圖虛擬模型室，區別于一般的機械制圖虛擬模型，大多數開發的機械制圖虛擬模型只停留在基礎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4個虛擬模型室以常見的機械零部件的圖與產品為載體，把“圖”與技術技能有機地結合在一起，為初學者搭建識圖、繪圖的情境與環境；為快速地入門、入行創建一個認知平臺；為機械制造與設計、數控技術、模具制造等專業的《機械制圖》的教學提供一種思維導向，多維度多角度導入“圖學”知識，全面地感知技能的科學性、嚴謹性與創造性。

參考文獻

[1] 劉穎.基于SolidWorks的機械制圖虛擬模型庫的建立[J].裝備制造技術，2014（12）：189-191.

[2] 孫建福.淺談機械行業從業人員學好機械制圖的重要性[J].山東工業技術，2014（8）：78.

[3] 張海明，陳偉珍.虛擬現實技術在機械制圖課程中的應用[J].教育教學論壇，2014（20）：197-198.

[4] 姚念近.機械制圖課程的虛擬三維教學模型庫制作[J].計算機光盤軟件與應用，2013（4）：297-298.endprint