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《计算机辅助设计绘图员(机械)》中级考证是一门以《机械制图》为基础,应用AutoCAD软件绘制机件图样、实践性较强的技术基础课,是模具、数控、机电专业学生要求考取的一个技能中级证。本课程要求学生有一定的读图能力和计算机基础,有较好的空间想象力。题型包括绘图系统的基本操作、选择题、按要求抄画几何图形、按要求抄画两视图并求作第三视图、按题目要求抄画零件图。由于技校生文化程度较低,相关知识基础薄弱,以及缺乏实践,要较好地建立学生的空间想象力,存在一定的困难。所以在补画第三视图时,往往难以正确绘制,或者是直接放弃,是考证中丢分最为严重的一道题目,要想拿高分,必须攻破。随着考试题库的改革,题量增加,难度加大,但综合分析,可以总结三视图题型的特点:实体都是通过简单基本体的多次切割或叠加后所形成。针对考证题型的特点,作为AutoCAD教师,要想有效地培养学生空间概念和空间想象力,就要根据课程的特点和学生的特征,优化教学方法,提高教学质量。那么该如何提高绘制正确率?如何优化教学质量呢?下面从加强形体分析法、借助轴测草图、利用实体建模和强化训练四个方面,浅谈如何培养学生的空间想象力,做到补画第三视图不费力。
一、加强形体分析法,培养学生的空间想象力
计算机辅助设计绘图员(机械)不是单纯的计算机知识,如果不懂机械制图的基础知识,那么对于三视图、零件图,识读图纸都无从下手,更谈不上绘制正确了。针对补画三视图的抽象不直观,讲解费神,部分教师在教学过程中,苦于难以展开,往往在给学生已知视图的同时,直接就展示了立体图,学生不加思考想象,便可以开始画图。其实,这种教学方法,不是补画第三视图,应该是看立体图画其中一个视图。从片面短期来看,可以提高课堂练习的正确率,但从全面长期来分析,会养成学生的依赖性和思考的懒惰性,不利于积累学生的学习方法和培养学生的空间想象力。
在AutoCAD教学中,通过几何平面图的任务驱动,一般能把AutoCAD的常用绘制和编辑命令介绍完毕,接下来就是三视图题型的介绍。进入三视图前,必须对三视图的形成展开,投影规律“长对正、高平齐、宽相等”,机件的六个方位“左右、前后、上下”,三个方向的长度“长、宽、高”的含义,进行比较详细全面的讲解。在复习的过程中,学生往往在巩固知识点的同时,对以前模棱两可的疑难点得到了解决,对制图的基础知识有了比较清晰的理解,掌握得比较牢固。
形体分析与线面分析方法是制图课中分析形体的两个基本方法,其中,形体分析法对于培养学生的空间想象力起着至关重要的作用。所以,在巩固基础知识的同时,要加强形体分析法,只有形体分析能力上去了,空间想象力才能完全发挥到位。在分析过程中,以不同颜色的图线勾画区分代表不同的形体,从个体开始想象立体,再一个个叠加起来就是整体的空间立体图,再从对应的部分到另一部分进行投影作图,有条不紊,避免出现多线或漏线,如图1所示。
图1
二、借助轴测草图,提高学生的空间想象力
轴测图是在一个投影面上能同时反映物体三个方向的尺寸,立体感强,因此把轴测图作为机械图样的辅助图形,把轴测图作为教学的辅助手段,以增加学生的表象储备,丰富学生的空间想象。轴测图的教学主要是为了培养学生的空间想象力和读图能力,但在制图教学中,往往因为学时较少的原因,没有真正地重视轴测图的教学和学生的掌握情况,多是简单介绍,和学生用尺规画一两个正等轴测图,就算完成任务,一般都会忽略轴测草图的讲解和板图演示。这样不利于培养学生的空间想象力,特别是基础差的技校生。
在计算机辅助设计绘图员(机械)AutoCAD教学中,教师随手就在黑板上画出一个轴测草图,可引导学生的感观认识,大大激发了学生学习三视图的兴趣,避免学生产生抵触心理和厌画情绪。
在演示轴测草图时,边看图分析边讲解草绘,从总长、总高、总宽画出基本体,再结合两视图的对应尺寸进行切割删线,或叠加加线,完成轴测图。根据轴测图,草绘出第三视图,再到电脑上根据已知两视图和投影规律,利用“对象辅捉”和“对象追踪”找到具体点的位置连线,完成第三视图的补画。
这种方法正确率比较高,绘图速度也相对提高。但对学生的轴测图知识和动手绘图能力要求比较高,所以要求学生上课时带铅笔草稿纸,随堂一起或自行绘制轴测草图,再根据轴测图绘制第三视图。这样,边思考边动手,不仅提高学生的学习积极性和动手实操能力,同时也提高了学生的空间想象力。
三、利用实体建模,发挥学生的空间想象力
技校学生基础相对较差,学习兴趣往往不高,但一般对新事物比较感兴趣。所以利用AutoCAD进行简单实体的建模,无非可以一举两得,一来方便上课演示三视图的实体模型的形成,二来可以引起学生的注意力,提高学习的兴趣。
课前准备工作,利用AutoCAD“拉伸”“旋转”等建模命令,应用不同的图层,根据两视图的总长、总宽、总高把基本体创建,再结合视图对应尺寸创建切割或叠加部分,然后利用图层的“开关功能”隐藏切割或叠加部分。在课堂上,开启两个文件窗口,一个是已知视图的电子文件,方便看图和讲解图纸,一个是实体建模电子文件,展示实体形成过程。在授课讲解中,结合已知两视图,先展示基本体,结合视图对应尺寸再一个个单体打开,利用AutoCAD“交、差集”命令进行实体的相加减,即基本体加上叠加体,减去切割体,则三视图的实体就创建完毕,最后结合实体绘制第三视图。下面以一个实例分析在教学中的操作过程。
第一步骤:发放电子图纸,即已知两视图,补画俯视图(图2)。
图2
第二步骤:实体建模的过程(图3)。
图3
第三步骤:根据实体俯视图和已知两视图,补画完成第三视图(图4)。
如果课时允许,可以给学生简单介绍建模的简单命令,那么学生可以自己进行简单的建模。整个三视图的实体建模演示过程,形象易懂、直观清晰,容易集中学生的注意力,较好地优化教学质量,有助于发挥学生的空间想象力。
四、通过强化训练,提高学生的绘图实操能力
俗话说:冰冻三尺非一日之寒,滴水石穿非一日之功。通过上述的方法对学生空间想象力进行培养后,要想提高学生补画第三视图的实操能力,也不是一朝一夕可以实现的。所谓熟能生巧,必须要进行不同形体的强化训练,从中慢慢总结技巧。
1.启发讨论,触类旁通
在实例分析时,在选取有代表性的例子前提下,教师的分析讲解,举一反三,组织学生讨论,可以促进学生积极思考,活跃学生的思路。学生的思路对于学生来说,比较容易接受和理解。所以,学生的互相讨论过程,无非就是彼此空间立体图的想象搭建过程。为了巩固加强,课堂上给一定量的练习要求学生当堂完成,一来可以提高学生练习的积极性,二来可以在一定程度上形成学生的紧迫感。在选择练习的时候要注意选取与实例相似的类型,这样,学生在练习时就可以触类旁通,提高正确率,一定程度上加强了学生的自信心和成就感,空间想象力也得到了进一步的加强。
2.强化训练,熟能生巧
在考试前,要进行一段时间的三视图强化训练。新旧题库的真题发给学生在课堂上练习,在强化训练的过程中,引导鼓励学生应用所学的方法创建空间立体图,并互相讨论核对结果,教师巡视,检查正误,个别指导,对于复杂的三视图教师出示实体模型。
由于课时有限,上机时间比较紧迫,在上机时不可能进行大量的三视图练习,所以要布置课后作业,学生课后手绘草图练习,教师给参考答案。这样的强化训练,一样可以提高强化学生的空间想象力,提高学生的绘图实操能力。
通过数据比较分析,应用上述的教学方法,对学生进行空间想象力的培养,三视图补画的绘图实操正确率大大提高,参加考证的班级学生合格率达到90%以上。
总之,空间想象力的培养不是一朝一夕的事,在教学过程中需不断调整教学方式,使学生一直保持学习的热情,坚持不懈、循序渐进,让每一个学生在头脑中树立起一座“空间骨架”,逐步增强学生的空间想象力,那么在《计算机辅助设计绘图员(机械)》中级考证中补画第三视图就不再费力。
(作者单位:广东省广州市公用事业高级技工学校)
一、加强形体分析法,培养学生的空间想象力
计算机辅助设计绘图员(机械)不是单纯的计算机知识,如果不懂机械制图的基础知识,那么对于三视图、零件图,识读图纸都无从下手,更谈不上绘制正确了。针对补画三视图的抽象不直观,讲解费神,部分教师在教学过程中,苦于难以展开,往往在给学生已知视图的同时,直接就展示了立体图,学生不加思考想象,便可以开始画图。其实,这种教学方法,不是补画第三视图,应该是看立体图画其中一个视图。从片面短期来看,可以提高课堂练习的正确率,但从全面长期来分析,会养成学生的依赖性和思考的懒惰性,不利于积累学生的学习方法和培养学生的空间想象力。
在AutoCAD教学中,通过几何平面图的任务驱动,一般能把AutoCAD的常用绘制和编辑命令介绍完毕,接下来就是三视图题型的介绍。进入三视图前,必须对三视图的形成展开,投影规律“长对正、高平齐、宽相等”,机件的六个方位“左右、前后、上下”,三个方向的长度“长、宽、高”的含义,进行比较详细全面的讲解。在复习的过程中,学生往往在巩固知识点的同时,对以前模棱两可的疑难点得到了解决,对制图的基础知识有了比较清晰的理解,掌握得比较牢固。
形体分析与线面分析方法是制图课中分析形体的两个基本方法,其中,形体分析法对于培养学生的空间想象力起着至关重要的作用。所以,在巩固基础知识的同时,要加强形体分析法,只有形体分析能力上去了,空间想象力才能完全发挥到位。在分析过程中,以不同颜色的图线勾画区分代表不同的形体,从个体开始想象立体,再一个个叠加起来就是整体的空间立体图,再从对应的部分到另一部分进行投影作图,有条不紊,避免出现多线或漏线,如图1所示。
图1
二、借助轴测草图,提高学生的空间想象力
轴测图是在一个投影面上能同时反映物体三个方向的尺寸,立体感强,因此把轴测图作为机械图样的辅助图形,把轴测图作为教学的辅助手段,以增加学生的表象储备,丰富学生的空间想象。轴测图的教学主要是为了培养学生的空间想象力和读图能力,但在制图教学中,往往因为学时较少的原因,没有真正地重视轴测图的教学和学生的掌握情况,多是简单介绍,和学生用尺规画一两个正等轴测图,就算完成任务,一般都会忽略轴测草图的讲解和板图演示。这样不利于培养学生的空间想象力,特别是基础差的技校生。
在计算机辅助设计绘图员(机械)AutoCAD教学中,教师随手就在黑板上画出一个轴测草图,可引导学生的感观认识,大大激发了学生学习三视图的兴趣,避免学生产生抵触心理和厌画情绪。
在演示轴测草图时,边看图分析边讲解草绘,从总长、总高、总宽画出基本体,再结合两视图的对应尺寸进行切割删线,或叠加加线,完成轴测图。根据轴测图,草绘出第三视图,再到电脑上根据已知两视图和投影规律,利用“对象辅捉”和“对象追踪”找到具体点的位置连线,完成第三视图的补画。
这种方法正确率比较高,绘图速度也相对提高。但对学生的轴测图知识和动手绘图能力要求比较高,所以要求学生上课时带铅笔草稿纸,随堂一起或自行绘制轴测草图,再根据轴测图绘制第三视图。这样,边思考边动手,不仅提高学生的学习积极性和动手实操能力,同时也提高了学生的空间想象力。
三、利用实体建模,发挥学生的空间想象力
技校学生基础相对较差,学习兴趣往往不高,但一般对新事物比较感兴趣。所以利用AutoCAD进行简单实体的建模,无非可以一举两得,一来方便上课演示三视图的实体模型的形成,二来可以引起学生的注意力,提高学习的兴趣。
课前准备工作,利用AutoCAD“拉伸”“旋转”等建模命令,应用不同的图层,根据两视图的总长、总宽、总高把基本体创建,再结合视图对应尺寸创建切割或叠加部分,然后利用图层的“开关功能”隐藏切割或叠加部分。在课堂上,开启两个文件窗口,一个是已知视图的电子文件,方便看图和讲解图纸,一个是实体建模电子文件,展示实体形成过程。在授课讲解中,结合已知两视图,先展示基本体,结合视图对应尺寸再一个个单体打开,利用AutoCAD“交、差集”命令进行实体的相加减,即基本体加上叠加体,减去切割体,则三视图的实体就创建完毕,最后结合实体绘制第三视图。下面以一个实例分析在教学中的操作过程。
第一步骤:发放电子图纸,即已知两视图,补画俯视图(图2)。
图2
第二步骤:实体建模的过程(图3)。
图3
第三步骤:根据实体俯视图和已知两视图,补画完成第三视图(图4)。
如果课时允许,可以给学生简单介绍建模的简单命令,那么学生可以自己进行简单的建模。整个三视图的实体建模演示过程,形象易懂、直观清晰,容易集中学生的注意力,较好地优化教学质量,有助于发挥学生的空间想象力。
四、通过强化训练,提高学生的绘图实操能力
俗话说:冰冻三尺非一日之寒,滴水石穿非一日之功。通过上述的方法对学生空间想象力进行培养后,要想提高学生补画第三视图的实操能力,也不是一朝一夕可以实现的。所谓熟能生巧,必须要进行不同形体的强化训练,从中慢慢总结技巧。
1.启发讨论,触类旁通
在实例分析时,在选取有代表性的例子前提下,教师的分析讲解,举一反三,组织学生讨论,可以促进学生积极思考,活跃学生的思路。学生的思路对于学生来说,比较容易接受和理解。所以,学生的互相讨论过程,无非就是彼此空间立体图的想象搭建过程。为了巩固加强,课堂上给一定量的练习要求学生当堂完成,一来可以提高学生练习的积极性,二来可以在一定程度上形成学生的紧迫感。在选择练习的时候要注意选取与实例相似的类型,这样,学生在练习时就可以触类旁通,提高正确率,一定程度上加强了学生的自信心和成就感,空间想象力也得到了进一步的加强。
2.强化训练,熟能生巧
在考试前,要进行一段时间的三视图强化训练。新旧题库的真题发给学生在课堂上练习,在强化训练的过程中,引导鼓励学生应用所学的方法创建空间立体图,并互相讨论核对结果,教师巡视,检查正误,个别指导,对于复杂的三视图教师出示实体模型。
由于课时有限,上机时间比较紧迫,在上机时不可能进行大量的三视图练习,所以要布置课后作业,学生课后手绘草图练习,教师给参考答案。这样的强化训练,一样可以提高强化学生的空间想象力,提高学生的绘图实操能力。
通过数据比较分析,应用上述的教学方法,对学生进行空间想象力的培养,三视图补画的绘图实操正确率大大提高,参加考证的班级学生合格率达到90%以上。
总之,空间想象力的培养不是一朝一夕的事,在教学过程中需不断调整教学方式,使学生一直保持学习的热情,坚持不懈、循序渐进,让每一个学生在头脑中树立起一座“空间骨架”,逐步增强学生的空间想象力,那么在《计算机辅助设计绘图员(机械)》中级考证中补画第三视图就不再费力。
(作者单位:广东省广州市公用事业高级技工学校)