中職學校計算機繪圖教學效果提升的有效途徑*
——以SolidEdge 2019 軟件軸類零件實體建模為例

方 杰 ，孫 石

（1.霍爾果斯中等職業技術學校，新疆 伊犁 835000；2.江蘇省高淳中等專業學校，江蘇 南京 211306）

在國務院印發的 《國家職業教育改革實施方案》（職教20 條）中提到，“隨著我國進入新的發展階段，產業升級和經濟結構調整不斷加快，各行各業對技術技能人才的需求越來越緊迫”“著力培養高素質勞動者和技術技能人才”。職業教育按照國家改革方案，積極認真完善自身的人才培養方案，大部分加工制造類專業均開設“CAD/CAM 軟件應用”課程，該課程運用前面所學專業知識，進行綜合訓練提升，是加工制造類專業為培養技術技能人才必修專業操作課[1]。 SolidEdge2019 軟件是 Siemens PLM Software 公司旗下，基于Windows 平臺、功能強大且易用的三維CAD軟件，能激發學生創新意識，鍛煉基本操作技能。

1 發現問題

近期，學生訓練項目為繪制軸類零件，根據課前發放的二維圖形樣例，建立三維立體模型，并操作軟件生成相應的二維圖形，結合樣例，繪制規范的零件圖。 初期熟悉軟件及講解基本操作后，經過一段時間操作練習，發覺部分學生的繪圖效率不高，網絡提交圖形錯誤點較多。 部分人員操作計算機，以一種很悠閑的姿勢繪制圖形，對計算機基本操作的標準姿勢掌握不佳，以致繪圖過程中顯得悠哉、閑散，或是手忙腳亂。

2 分析問題

結合近期練習的幾種軸類圖形，較多同學拿到圖紙后，仍以前面訓練的簡易組合體思維考慮問題，僅做簡單的查看，甚至極少數同學直接進行建模，不注重細節問題，以致后面不好處理，導致浪費較多時間，且繪制效果不佳，綜合查看主要存在以下兩種問題。

2.1 界面不熟，效率低下

1）CAD 課程有限，每次課不連續。 正式操作前都需要引導學生再次查看，此外每個人自身差異，學習接受能力不一致。 正常上課操作中，結合樣例，多數同學僅僅重點重復了教師講解的命令，其他延伸的命令，較少真正、切實有效的使用，甚至做好教師布置的樣圖，就算完成任務，不再摸索嘗試，對整個軟件操作界面不熟悉，以致操作中僅用一種方法，不能根據不同圖形，做到舉一反三。 比如，圖線選取，可以選擇“單一”“鏈”“面”，在同一個草圖或者疊加模型拉伸時，選擇模式是否合理，影響建模效率；又如，繪制軸類零件草圖標注尺寸時，選擇直徑標注，一目了然，減少錯誤率。

2）學生擁有個人電腦并安裝操作軟件較少，操作手機自控能力弱。 課后較少觀看互聯網中專業操作教學視頻，網絡學習資料不仔細閱讀，書籍類文字資料看的也較少，很多需要在課前做的事情沒有做好，占用一定的上課操作時間，故平時操作中，多數對界面及命令不了解，軟件操作使用不夠熟練。 比如，擺正圖形，主視圖或者俯視圖，需要在右下角“圖標”翻到相應的位置，點擊后才能擺正，而采用快捷鍵“ctrl+h”，則很快到達設計界面，部分同學操作鍵盤及鼠標的姿勢不當 （且極少數同學對鍵盤界面不夠熟悉，手勢沒有按照打字的標準姿勢），不記憶組合鍵，不注意相應的命令菜單位置，僅用鼠標緩慢點擊，逐個尋找，效果較差，有些命令還需要教育者重新提醒講述，以致繪圖建模效率低。

2.2 建模不當，操作較亂

建模操作命令使用不當，很可能出現事倍功半的效果。

1）因軟件操作界面不熟悉。操作者很少嘗試課堂例題之外的命令，以致初始階段建模方式單一[2]，對后續建模產生較大的負面影響，不便于后續軟件操作，甚至要全部刪除，重新建模，占用較多的修改時間，降低繪圖效率，影響建模效果。比如，對稱類零件，采用對稱拉伸，便于建模；又如，簡單的類型，直接建模疊加的方式就可以，中等復雜程度，繪制草圖，旋轉建模，然后再“疊加”或者“切割”。

2）整體識讀圖紙、分析圖紙能力較弱。 尤其細微結構的表達及建模處理，未能綜合全面考慮，只認為做出來就行，以致前面做出的實體成為無用功，未對整體模型統籌思考，這也是目前普遍存在的問題。 比如，軸端部有對稱的四個平面，建模時，若采用先“拉伸”軸端圓柱體，再進行“切割”，比較費時間，相對快捷的建模方式是，直接繪制成草圖，通過“修剪”命令，得到模型，再“拉伸”。

3 解決措施

通過筆者自身學習情況來看，除了常規的培養學習興趣外，還需要綜合多方面調整，理清學生學習觀念，養成良好學習習慣，建立規范的操作方式[3]，結合學生實際情況，初步采用以下措施運行調整。

3.1 分析圖形，初步思考

引導學生建立仔細看圖、統籌思考的習慣，圖紙擺在面前，不要著急繪制，正所謂“磨刀不誤砍柴工”，鼓勵學生將之前學習的專業課程的圖形，尤其“機械制圖”中經典圖例，對照圖紙，稍微細致分析下圖形，頭腦中形成粗略的建模步驟，明確各部分結構關聯特點，然后再結合不同部位，有針對性地建模，這樣既減少返工的概率，又提高了繪圖效率。

整體建模過程中，綜合對比，綜合選用，考驗學生對圖形分析情況，對軟件操作掌握程度。以代表性的圖例，講述不同的操作方式，通過操作，查看時間，明確思考意義，減少任何圖形都是那套“三板斧”現狀。比如，簡單的臺階軸，尺寸較少，適合直接建模，一端建模，采用“疊加”的方式，逐步疊加；若有錐度或者帶有偏心的軸類零件，對于錐度及偏心部分不適合直接建模，一般采用繪制草圖，根據圖紙，約束尺寸，旋轉建模；涉及兩端對稱的軸類零件，采用“對稱拉伸”直接建模，比較快捷；而多數軸類零件，則是綜合建模，有時先采用草圖繪制主體部分，細節之處再采用端部建模（疊加），最后采取“切割”的方式建模。

3.2 軟件操作，精講多練

相對而言，常規軸類圖形典型樣例，除了端部結構有變動外，其他基本都是相同的操作步驟，這需要教師引導學生，歸納常規的操作方式，帶領學生將軟件操作界面熟悉一遍，尤其是針對性的操作方式，借助圖例講解，將圖形預先發到班級群里，根據圖紙，談談自己的建模思路，討論優化幾種方案，營造學習的趣味性，然后建模驗證。當然相同的圖形，有多種建模方式，這也要結合學生實際操作習慣、理解程度而定，學生練習過程中，可以通過人為的、多選擇性的分組“PK”方式，以實際操作驗證最優的操作思路。

課堂練習中，不以完成零件建模為主要的考評方式，在完成基本的軟件操作任務后，還可以開創性的鼓勵學生，結合例圖，自己摸索嘗試，探索練習，尋找不同的操作方式，以工匠精神追求精益求精[4]，激發學生學習持久度。

3.3 展示評價，經驗推廣

每次的課堂練習及課后作品，都選取優秀作品進行展示評價，及時查看，適時評價，綜合點評，操作較好的同學，進行經驗分享，并給予相應的學業積分，促進學生向更好的方向努力探索。 根據學生學習狀況，允許已完成基本任務的同學，開創性的設計作品，借助網絡及時展示，激發學生拼搏、進取意識。

采用多方位、 多渠道展示優秀作品，比如在 “互聯網+”背景下，借助班級主頁、班級群、班級微信公眾號，以及傳統的班級櫥窗，采用截圖、彩色打印張貼的方式展示作品，有助于學生建立自豪感，此外定期推送網絡中比較經典的圖例，建立“比、學、趕、忙、操”的良性學習氛圍。

部分掌握不佳的同學，小組成員互幫互助，促進操作能力提升，以鼓勵、引導為主，調動學生學習主動性，結合學生自身學習情況，制定相應的規則要求，提高課堂學習效果。

4 效果與反思

4.1 效果

經過一段時間的調整與完善，多數同學能夠較好的熟悉軟件界面，較好的進行三維建模，完成基本的操作任務，部分同學能夠設計有創意性的作品。

4.1.1 效率提升，效果明顯

界面操作熟悉，基礎圖例基本都能有效完成，基礎薄弱同學能在周邊伙伴的協助下有所收獲。 學生識圖能力有一定的提升，沒有一開始的輕視或者茫然，能客觀、針對性的描述，初步建立較好的建模思維模式，明晰了幾種建模方式，能夠活學活用，有效思考。 在中等難度圖形三維建模方面，以往唉聲一片，只做老師講過的樣圖，稍微有點難度，等待老師分析，現在各小組爭相積極主動表述，各小組成員軟件界面熟悉度較好，三維建模效果提升明顯。

4.1.2 探索練習，學以致用

自開展創意設計三維建模以來，學生創意思維不斷激發，各類操作命令及操作想法層出不窮，不斷激發了學生探索練習，學以致用的良好態勢，也促進筆者教學相長，不斷提升。

4.2 反思

整個課程的學習提高了學生專業建模技能，雖然取得一定的成效，但實際操作及課堂檢查中，還存在以下不足。

4.2.1 綜合分析有待提升

也許是專業基礎課學的不扎實，也許是個人對軟件操作有極大的排斥感，極個別同學操作水平提升緩慢，圖形綜合分析能力較弱。 而身邊掌握較好的伙伴，基本在探索自己的創意作品，無暇兼顧，任課教師忙于解答各類層出不窮的操作問題。 對于分析能力不佳的同學，還需要耐下心來，不斷補充講解，避免少部分同學掉隊太遠。

4.2.2 規范繪圖還需加強

由于三維建模軟件的強大功能，只要模型建好，就可以直接轉化為二維圖形，相對出圖比較方便快捷，但軟件畢竟也有瑕疵，生成的二維圖形還需要再次完善。 比如，尺寸標注、技術要求、中心線等環節，多數同學缺乏足夠的耐心，稍微粗糙調整，不能有效按照國標進行，還需要加強學生的規范意識。