计算机绘图教学效果提升途径

时间:2022-02-05 11:28:11

计算机绘图教学效果提升途径

摘要:伴随时展、环保理念宣传、协同化设计、异地联合办公等先进设计思想的推广,加工制造业中零件设计、建模等经常采用计算机绘图软件设计绘制图形,通过无纸化办公模式,提高出图效率。在日常教学方面,紧跟行业发展步伐,除了必要的手工绘图外,主要采用计算机软件绘制图形,有助于提高学生专业水平,提升学生综合能力,但在实际操作过程中,由于多种因素,学生绘图往往达不到理想效果。本文以常见轴类零件为例,以点带面讲述提升绘图效率的方式,仅供参考。

关键词:软件操作;精讲多练;轴类零件;CAD;建模

在国务院印发的《国家职业教育改革实施方案》(职教20条)中提到,“随着我国进入新的发展阶段,产业升级和经济结构调整不断加快,各行各业对技术技能人才的需求越来越紧迫”“着力培养高素质劳动者和技术技能人才”。职业教育按照国家改革方案,积极认真完善自身的人才培养方案,大部分加工制造类专业均开设“CAD/CAM软件应用”课程,该课程运用前面所学专业知识,进行综合训练提升,是加工制造类专业为培养技术技能人才必修专业操作课[1]。SolidEdge2019软件是SiemensPLMSoftware公司旗下,基于Windows平台、功能强大且易用的三维CAD软件,能激发学生创新意识,锻炼基本操作技能。

1发现问题

近期,学生训练项目为绘制轴类零件,根据课前发放的二维图形样例,建立三维立体模型,并操作软件生成相应的二维图形,结合样例,绘制规范的零件图。初期熟悉软件及讲解基本操作后,经过一段时间操作练习,发觉部分学生的绘图效率不高,网络提交图形错误点较多。部分人员操作计算机,以一种很悠闲的姿势绘制图形,对计算机基本操作的标准姿势掌握不佳,以致绘图过程中显得悠哉、闲散,或是手忙脚乱。

2分析问题

结合近期练习的几种轴类图形,较多同学拿到图纸后,仍以前面训练的简易组合体思维考虑问题,仅做简单的查看,甚至极少数同学直接进行建模,不注重细节问题,以致后面不好处理,导致浪费较多时间,且绘制效果不佳,综合查看主要存在以下两种问题。2.1界面不熟,效率低下。1)CAD课程有限,每次课不连续。正式操作前都需要引导学生再次查看,此外每个人自身差异,学习接受能力不一致。正常上课操作中,结合样例,多数同学仅仅重点重复了教师讲解的命令,其他延伸的命令,较少真正、切实有效的使用,甚至做好教师布置的样图,就算完成任务,不再摸索尝试,对整个软件操作界面不熟悉,以致操作中仅用一种方法,不能根据不同图形,做到举一反三。比如,图线选取,可以选择“单一”“链”“面”,在同一个草图或者叠加模型拉伸时,选择模式是否合理,影响建模效率;又如,绘制轴类零件草图标注尺寸时,选择直径标注,一目了然,减少错误率。2)学生拥有个人电脑并安装操作软件较少,操作手机自控能力弱。课后较少观看互联网中专业操作教学视频,网络学习资料不仔细阅读,书籍类文字资料看的也较少,很多需要在课前做的事情没有做好,占用一定的上课操作时间,故平时操作中,多数对界面及命令不了解,软件操作使用不够熟练。比如,摆正图形,主视图或者俯视图,需要在右下角“图标”翻到相应的位置,点击后才能摆正,而采用快捷键“ctrl+h”,则很快到达设计界面,部分同学操作键盘及鼠标的姿势不当(且极少数同学对键盘界面不够熟悉,手势没有按照打字的标准姿势),不记忆组合键,不注意相应的命令菜单位置,仅用鼠标缓慢点击,逐个寻找,效果较差,有些命令还需要教育者重新提醒讲述,以致绘图建模效率低。2.2建模不当,操作较乱。建模操作命令使用不当,很可能出现事倍功半的效果。1)因软件操作界面不熟悉。操作者很少尝试课堂例题之外的命令,以致初始阶段建模方式单一[2],对后续建模产生较大的负面影响,不便于后续软件操作,甚至要全部删除,重新建模,占用较多的修改时间,降低绘图效率,影响建模效果。比如,对称类零件,采用对称拉伸,便于建模;又如,简单的类型,直接建模叠加的方式就可以,中等复杂程度,绘制草图,旋转建模,然后再“叠加”或者“切割”。2)整体识读图纸、分析图纸能力较弱。尤其细微结构的表达及建模处理,未能综合全面考虑,只认为做出来就行,以致前面做出的实体成为无用功,未对整体模型统筹思考,这也是目前普遍存在的问题。比如,轴端部有对称的四个平面,建模时,若采用先“拉伸”轴端圆柱体,再进行“切割”,比较费时间,相对快捷的建模方式是,直接绘制成草图,通过“修剪”命令,得到模型,再“拉伸”。

3解决措施

通过笔者自身学习情况来看,除了常规的培养学习兴趣外,还需要综合多方面调整,理清学生学习观念,养成良好学习习惯,建立规范的操作方式[3],结合学生实际情况,初步采用以下措施运行调整。3.1分析图形,初步思考。引导学生建立仔细看图、统筹思考的习惯,图纸摆在面前,不要着急绘制,正所谓“磨刀不误砍柴工”,鼓励学生将之前学习的专业课程的图形,尤其“机械制图”中经典图例,对照图纸,稍微细致分析下图形,头脑中形成粗略的建模步骤,明确各部分结构关联特点,然后再结合不同部位,有针对性地建模,这样既减少返工的概率,又提高了绘图效率。整体建模过程中,综合对比,综合选用,考验学生对图形分析情况,对软件操作掌握程度。以代表性的图例,讲述不同的操作方式,通过操作,查看时间,明确思考意义,减少任何图形都是那套“三板斧”现状。比如,简单的台阶轴,尺寸较少,适合直接建模,一端建模,采用“叠加”的方式,逐步叠加;若有锥度或者带有偏心的轴类零件,对于锥度及偏心部分不适合直接建模,一般采用绘制草图,根据图纸,约束尺寸,旋转建模;涉及两端对称的轴类零件,采用“对称拉伸”直接建模,比较快捷;而多数轴类零件,则是综合建模,有时先采用草图绘制主体部分,细节之处再采用端部建模(叠加),最后采取“切割”的方式建模。3.2软件操作,精讲多练。相对而言,常规轴类图形典型样例,除了端部结构有变动外,其他基本都是相同的操作步骤,这需要教师引导学生,归纳常规的操作方式,带领学生将软件操作界面熟悉一遍,尤其是针对性的操作方式,借助图例讲解,将图形预先发到班级群里,根据图纸,谈谈自己的建模思路,讨论优化几种方案,营造学习的趣味性,然后建模验证。当然相同的图形,有多种建模方式,这也要结合学生实际操作习惯、理解程度而定,学生练习过程中,可以通过人为的、多选择性的分组“PK”方式,以实际操作验证最优的操作思路。课堂练习中,不以完成零件建模为主要的考评方式,在完成基本的软件操作任务后,还可以开创性的鼓励学生,结合例图,自己摸索尝试,探索练习,寻找不同的操作方式,以工匠精神追求精益求精[4],激发学生学习持久度。3.3展示评价,经验推广。每次的课堂练习及课后作品,都选取优秀作品进行展示评价,及时查看,适时评价,综合点评,操作较好的同学,进行经验分享,并给予相应的学业积分,促进学生向更好的方向努力探索。根据学生学习状况,允许已完成基本任务的同学,开创性的设计作品,借助网络及时展示,激发学生拼搏、进取意识。采用多方位、多渠道展示优秀作品,比如在“互联网+”背景下,借助班级主页、班级群、班级微信公众号,以及传统的班级橱窗,采用截图、彩色打印张贴的方式展示作品,有助于学生建立自豪感,此外定期推送网络中比较经典的图例,建立“比、学、赶、忙、操”的良性学习氛围。部分掌握不佳的同学,小组成员互帮互助,促进操作能力提升,以鼓励、引导为主,调动学生学习主动性,结合学生自身学习情况,制定相应的规则要求,提高课堂学习效果。

4效果与反思

4.1效果。经过一段时间的调整与完善,多数同学能够较好的熟悉软件界面,较好的进行三维建模,完成基本的操作任务,部分同学能够设计有创意性的作品。4.1.1效率提升,效果明显。界面操作熟悉,基础图例基本都能有效完成,基础薄弱同学能在周边伙伴的协助下有所收获。学生识图能力有一定的提升,没有一开始的轻视或者茫然,能客观、针对性的描述,初步建立较好的建模思维模式,明晰了几种建模方式,能够活学活用,有效思考。在中等难度图形三维建模方面,以往唉声一片,只做老师讲过的样图,稍微有点难度,等待老师分析,现在各小组争相积极主动表述,各小组成员软件界面熟悉度较好,三维建模效果提升明显。4.1.2探索练习,学以致用。自开展创意设计三维建模以来,学生创意思维不断激发,各类操作命令及操作想法层出不穷,不断激发了学生探索练习,学以致用的良好态势,也促进笔者教学相长,不断提升。4.2反思。整个课程的学习提高了学生专业建模技能,虽然取得一定的成效,但实际操作及课堂检查中,还存在以下不足。4.2.1综合分析有待提升。也许是专业基础课学的不扎实,也许是个人对软件操作有极大的排斥感,极个别同学操作水平提升缓慢,图形综合分析能力较弱。而身边掌握较好的伙伴,基本在探索自己的创意作品,无暇兼顾,任课教师忙于解答各类层出不穷的操作问题。对于分析能力不佳的同学,还需要耐下心来,不断补充讲解,避免少部分同学掉队太远。4.2.2规范绘图还需加强。由于三维建模软件的强大功能,只要模型建好,就可以直接转化为二维图形,相对出图比较方便快捷,但软件毕竟也有瑕疵,生成的二维图形还需要再次完善。比如,尺寸标注、技术要求、中心线等环节,多数同学缺乏足够的耐心,稍微粗糙调整,不能有效按照国标进行,还需要加强学生的规范意识。

参考文献:

[1]荣先林,魏春海.基于工作过程的《CAD制图技术》项目化课程教学改革研究[J].科技信息,2014(12):307+312.

[2]刘立新,苏静.基于机械制图AutoCAD教学方法的研究与实践[J].张家口职业技术学院学报,2010,23(2):73-75.

[3]许桓榕.CAD技术在机械设计与制造中的应用[J].南方农机,2020,51(2):157.

[4]姚钢.工业机器人技能人才工匠精神的培育探索[J].南方农机,2020,51(15):22-24.

作者:方杰 孙石 单位:1.霍尔果斯中等职业技术学校 2.江苏省高淳中等专业学校