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龙萌
（岳阳职业技术学院 机电工程学院，湖南 岳阳 414000）
随着“制造强国”“三高四新”战略的提出和推行，中国制造业飞速发展，企业对高校毕业生的要求越来越高、越来越具体。对于机械类高职毕业生来说，企业希望毕业生具备岗位相关的基本技能以及较强的动手实践能力[1]。这就要求高校在人才培养方面要顺应时代发展浪潮，明确岗位用人要求，在教学模式上进行改革创新，探索适配高职学生学情的教学路径。
机械制图是高职机械类专业学生的一门专业基础课程，兼具理论性和实践性，要求学生通过学习和实践，具备看图、识图和作图的能力，提升空间想象能力。同时，这门课程也是整个机械学科的基石，为机械加工工艺、增材制造、公差与配合等课程提供基础的理论支撑和引导。从现今的企业岗位应用来看，机械制图是应用二维、三维计算机软件来完成的，除了现场测绘和示意，已不再使用手工尺规作图，所以现在各高校都在探索利用三维软件来替代机械制图中的尺规作图教学。绘图软件极大地提高了制图效率[2]，但从制图技能培养的层面上来看，在零基础阶段，尺规作图十分必要，尺规作图与计算机绘图最大的区别是画错了就需要擦除重新画，比较费时费力，效率不高，而恰恰是这一点，学生在尺规作图时需要更加细致、谨慎地考虑视图表达方案、视图布局、比例、图幅、标注等要素，反过来可以促进学生技能提升。目前机械类竞赛中仍有尺规作图的赛项[3]。但是，由于高职学生学习能力和基础较差，缺乏空间想象能力，难以将二维平面图形在脑海中转化为空间形态，进而引发畏难、厌学等不良情绪和氛围。因此，如何能让高职院校的学生突破空间想象能力的桎梏，学好“机械制图”课程，为其他专业课、技能操作打下扎实的基础是高职院校教师面临的问题。
结合高职教育特点和学生的实际学习能力，提出将Sview软件引入到机械制图课程的教学中，改变传统的由二维图形想象空间形态，再到尺规作图的传统模式，转变为直接让学生从观察三维模型入手，360°观察零件的各个特征，通过软件自由地从零件三维状态切换到基本视图的操作方式，与绘制图形进行比对、印证，直接进行尺规作图的模式，预先绕过从零件工程图到三维形态想象这一阶段，通过三维零件模型交互操作，提升学生学习兴趣[4]，让学生不再畏难，然后在三维到二维，再到三维的映射中，反向培养学生的空间想象能力，促进作图技能成长。
Sview软件是一款基于Windows和手机平台开发的3D看图软件，支持将主流CAD文件（例如UG、Solidworks、Inventor、ProE/Creo等）转化为轻量化的svlx文件，保留了原模型的装配结构树、几何外形以及PMI信息，非常适用于基于互联网的交流、展示。学生通过手机扫描软件生成的模型二维码即可浏览三维模型，无需安装APP，可以实现视图选择、漫游、剖切、爆炸、测量、注释等功能，操作简便、易懂，分享便捷。
2.1 学生空间想象能力不足
高职院校生源多数基础较差，并且还有部分单招学生，学习积极性低，自主学习能力不强。从实际教学情况来看，对于简单的基本几何体，学生掌握难度并不大，但到了组合体内容之后，学生的空间想象思维能力薄弱的现象就随之体现，大部分学生学习较为费力，难以有效构建零部件的空间形态，遇到复杂的图形，学生难以下手，持续一段时间后，学生不再愿意学习这门课程，直接影响学生的看图、识图能力，并将会对技能抽查、机械工艺、数控加工等课程产生不利影响。并且，机械制图课程通常都是在第一学期开设，学生之前并没有接触过机械类的专业课程，在畏难情绪下，学生会逐渐失去学习机械制图课程的信心和主观能动性，按照传统的教学模式，整体教学效果较差。
2.2 教学手段单一
在传统的机械制图教学过程中，以“教”为主体，教师通常通过PPT、电子挂图、实物展示等方式开展教学[5]，讲解原理，对照图纸反复比划，让学生理解零件的空间形态，但是，从实际学生学情来看，尽管教师花费了很多的时间和准备，尽心尽力帮助学生理解，但大多数高职学生难以长时间集中精力跟随教师去反复思考结构特征，理解难度大，并且由于学生没有有效参与到教学活动中来，学生很容易走神，整堂课下来结果收效甚微；
实物模型是一种较好的展示方法，学生通过观察直接看到零件的三维形态，但从实际来看，模型数量一般都有限，并且结构简单，由于复杂的零件成本较高，容易损坏，一般没有此类复杂零件用于展示，难以广泛应用。
2.3 专业绘图软件培训时间长
大多数高职院校都开设了AutoCAD、Solidworks、UG等专业绘图软件课程，通常这些课程都开设在机械制图课程之后的学期，专业绘图软件相比手工尺规作图，绘图效率高，容错率低，有着无可比拟的优势，但这类软件具有自身的操作规范和方法，学生需要较长时间才能掌握，并且限于我院机械制图的90课时量，以及学生自主学习能力弱的问题，学生难以在学习传统尺规作图的同时，掌握专业绘图软件的使用。所以，采用专业三维绘图软件完全替代尺规作图教学的方式仍有难度。
3.1 基于Sview模型可视化的教学设计
在人类的认知规律中，总是先看到某件事物，引发兴趣后再去分析、研究该事物，从而提升自身的认知水平。本文遵循该认识规律，以“看”为起始，彻底改变传统的由纸面二维平面图纸想象零件三维空间形态，再作图的教学模式，提出了先查看零件三维模型—再作图的教学方法。在课前将教学所用零件绘制成三维模型，转化为二维码，通过职教云提供给学生预习、理解熟悉。课堂上，教师通过Sview的Windows客户端展示模型，将图纸变为“活图”，不再对照二维工程图进行比划、分析，而是结合三维模型讲解知识要点，让学生能直接看到平面截切立体、剖视图的形成等等图形变化过程，将传统教学方法难以直观描述的内容让学生直接看到，降低理解难度，学生直接获取有效信息，加强对知识的理解；
学生作图练习时，通过手机微信扫描二维码，全方位查看零件三维模型，仔细观察各个特征，制定适宜的视图表达方案，从而跨过空间想象能力薄弱的这一不足，直接锻炼学生的作图能力和水平，在绘图练习中，可从三维形态自由切换到基本视图状态，在软件图形与尺规作图图形的交互对比过程中，促进了学生空间想象能力的提高。另外，学生偏爱使用手机，通过手机扫码查看模型学习，新颖的学习方式可有效激发学生的学习兴趣，增强学生学习的主观能动性。从而免去了学习专业绘图软件的大量时间，又能将三维零件模型应用到教学中，提高课堂的互动性和教学效果。Windows界面见图1，手机端界面见图2。
图1 教师Windows操作界面
图2 学生手机端操作界面（剖视）
3.2 注重“师带徒”绘图引导
高职院校的教育目标在于培养有实操能力的技能型人才，重在动手能力的提升。高职学生学习主观能动性不足，在教学过程中要以学生为主体，注重绘图的引导，让学生直观感受作图方法，尽量避免让学生冥思苦想，教师可以在黑板上边画图边讲解作图方法和要点，引导学生跟着教师的步骤，手把手传授作图过程，然后再通过“举一反三”的方式，让学生掌握绘图方法。除此之外，教师可以提前将零件图的绘图过程录制成视频，在学生在课堂练习时循环滚动播放，供学生作图时参考，让全体学生都参与到绘图中，并且也能帮助学生在课后强化技能。实践出真知，整体的课程设计应旨在让学生都能动手作图，消除畏难情绪，激发学习兴趣；
只有动手练习，学生才能逐渐掌握机械制图的理论和作图方法，提高综合绘图能力，从而达到学生掌握知识和提升技能的教学目的。
3.3 融合机械加工工艺
绘图技能的进阶和提升，离不开对尺寸标注、形位公差的深度理解，而学生在这方面往往不足，不知道由这类标注引发的加工方式、零件成型效果等内容。机械工程图纸的最终目的是生产加工，因此，在课程设计中要考虑让学生体验到从图纸到零件实物加工成型的过程，通过观看实物加工和动手演练，将机械加工工艺思想融入到机械制图过程中，使学生深度理解标注的内涵，比如尺寸链不能封闭是因为公差处理的需要、不同的表面粗糙度数值对应的加工方法和成本、不同形位公差的标注对应的装夹和机床选择等等，这些理解将为后续专业课程的学习打下良好的基础，并提前适应企业的岗位需求，打通理论作图到企业实际应用的最后一公里，有效提升学生综合实践能力，建立经济成本和责任意识。
在当前高职学生的学习能力情形下，Sview软件与机械制图课程融合的教学模式改革是一种行之有效的模式，在不额外增加学时和硬件设备的情况下，学生通过手机扫描二维码，直接查看零件三维模型，与三维模型进行多种方式交互，突破了高职学生空间想象能力的不足，激发了学生学习兴趣，提高了学生动手练习的积极性，促进了空间想象能力的提升。通过直接展示作图过程和方法、“师带徒”手把手引导、融入机械加工工艺等，提升课堂的教学质量，多维度提升学生的综合制图能力和经济责任意识，适应时代的发展和现代制造业企业岗位的需要。
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