余勇进
广东南方职业学院，
摘要：本文介绍了运用SolidWorks三维软件进行的机械制图课程教学方法改革及其必要性。
关键词：机械制图；SolidWorks软件；教学改革
一、机械制图课程教学改革的必要性
机械制图课程是工程类专业的专业基础课，是一门既有系统理论又有很强实践性的专业技术课。工程图样被称为“工程界的语言”，它是表达和交流技术思想的重要工具，是工程技术部门的一项重要技术文件。机械制图课程通过研究绘制和阅读工程图样的原理和方法，培养学生的空间思维能力和形体构思能力，从而提高识读、绘制零件图、装配图的能力。在传统课堂教学中，教师大多采用实物模型或多媒体课件进行教学，均存在一定的不足。
1、采用实物模型教学时，由于模型数量有限，而且模型体积小，学生不容易看清楚；模型结构通常是成套固定的，不一定能完全对应教材的教学要求；有些模型的内部结构无法看清；实物无法快速转换成三视图或者剖视图；教师需要根据教材章节内容从大量的模型、挂图中选择适用的，使得课前准备工作耗费较多时间，而且一但准备不充分，会对正常的教学造成困难等。
2、采用多媒体课件教学时，由于课件都是课前准备好的，而且是静态图形的展现，教师想根据课堂教学需求、学生提问随时在短时间内建立不同形态的模型视图，从而有效协助教师在理论正推及问题分析过程中实现详尽、具象的实例展现，那就需要三维软件的支持才能实现。另外，有的课件不是开放性的，内容不方便修改，使得教学的灵活性有所限制。而且，通常教材出版社提供的教学课件中不包含习题集里面的素材，当学生在做习题集练习中遇到困难时，如果没有二维基本视图、与其对应的三维模型和装配图的模型库，学生理解起来会事倍功半。
二、SolidWorks软件用于教学的优点
目前常用的工程绘图软件如SolidWorks、Pro/E、UG、AutoCAD等都集成带有三维设计及制图功能的模块，选择考虑将SolidWorks软件应用到机械制图课堂教学改革当中，主要是因为它有以下几点优势：
1、SolidWorks相较于其他软件而言，是公认的易学、易用、工作界面简洁友好、操作过程直观、简单、功能强大的三维设计软件，初学者可以很快掌握软件的基本使用方法，意味着教师容易使用而学生也易于接受，特别适合课堂上短暂演示项目操作，在机械制图教学中有显著的实际应用优势。
2、SolidWorks具有强大的基于特征的三维建模功能。通过拉伸、旋转、薄壁、拔模、抽壳、阵列以及打孔等特征操作来实现零件的实体建模，它可以对特征和草图进行动态修改，还可以对三维模型添加一定程度的渲染效果，使模型更加具体逼真，给学生以真实的感觉。教师采用SolidWorks软件，可根据课堂实际情况，随时绘制所需的模型，一步一步的特征建模过程，让学生直观了解模型结构，通过切换不同视图，学生能高效理解相应的投影视图。
3、SolidWorks拥有便捷的二维工程图功能。软件自带工程图模块，可通过简单命令将三维模型导入到图纸进行视图布局和标注操作，包括可以建立各种类型的投影视图、剖面视图和局部放大图，还可设置各种标准模板，出图十分方便，效率很高。
三、基于SolidWorks的机械制图课程教学改革
1、SolidWorks在基本体投影课程的运用
在机械制图课程教学中，要求学生能正确理解和掌握基本体投影的基础知识，并学会合理应用到实际制图中。基本体的投影是构建空间想象能力的基础，
如果不掌握好这个知识点，会直接影响到课程后续内容的学习。在教学过程中，教师可通过SolidWorks软件的特征建模逐步生成三维模型，再利用软件的四视图功能进行投影，同时生成主视图、俯视图、左视图和正等轴测视图。通过这样的建模和投影演示，学生能直观、形象地看到基本体投影的整个生成过程与结果，帮助学生更好地理解基本体投影的概念，同时也提高了学生的学习兴趣。
2、SolidWorks在组合体视图课程的运用
课程中组合体三视图部分，其难点是组合体上各基本体之间相邻表面关系的分析与画法，通常在已知组合体两个视图需要补画第三个视图的练习中，部分学生的空间想象力不足，难以绘制出正确的视图。教师可以在讲解时应用 SolidWorks软件给学生演示组合体的建模过程，有的学生可能在模型建立过程中便理解了第三个视图的正确绘制方式，或察觉到自己绘制的视图中存在的问题。
讲解的过程中，可以通过移动或旋转零件来展示组合体各部分的形体特征，可以切换对应的视图选择线框图的渲染模式进行展示，还可以将三维模型放大观察各基本体之间的连接关系和细节，用来检查形体间表面连接处的投影是否绘制正确，从而加深学生对当练习内容的深度理解，实现空间想象力的有效培养与应用。
3、SolidWorks在相贯线课程的运用
相贯线是机械制图的重点和难点，传统教学中即使花费较多的课时，学生也不容易理解和掌握。如两圆柱孔在实体内表面相交，可以利用SolidWorks画出两相交圆柱孔的三维图，相贯线就会自动产生，再利用软件的剖面视图功能，将两个圆柱孔的剖面展示出来，学生可以很清晰地观察和理解，也可将模型设置为线框显示形式，直观性大大增强。教师可以很容易向学生指出相贯线上的特殊点并进行分析，逐步讲解画法，利于学生思考，节约了教学及学生掌握的时间。
4、SolidWorks在装配图课程的运用
在传统的装配图教学过程中，装配体的各零件内部结构和装配过程都很难演示给学生，利用SoidWorks软件可以很容易解决上述问题。教师可以通过SolidWorks软件建立各零件模型，再根据不同零件的装配位置进行配合约束，按步骤模拟装配体的真实装配过程。装配完成后，通过运动仿真可以演示机器或部件的工作原理。
在建模过程中学生能清楚看到各个零件的结构形状，而通过虚拟的零件装配过程和运动仿真展示，学生能更好地理解零部件装配的工作原理，让学习装配图的困难迎刃而解。
四、结束语
改变机械制图课程常规的教学模式，运用SolidWorks软件与课堂教学相结合，不仅能让学生对抽象的概念建立直观的认识，还能形象地向学生讲授枯燥的理论知识，帮助学生高效地突破课程的难点、培养空间思维能力，并且可以激发学生的学习热情，增强课堂教学的互动性，从而取得良好的教学效果。
参考文献
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