機械制圖規范標準范文
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篇1
【摘 要】文章主要講述了在機械繪圖中如何運用AutoCAD進行繪圖、設計,對于機械工程師來說,一定要明白機械制圖在機械工程中的絕對地位,為此,我們對機械制圖進行分析了解其在機械工程中的重要地位,AutoCAD主要有幾種繪圖設置,進而對此進行研究。
關鍵詞 機械制圖;AutoCAD;繪圖設置;研究
AutoCAD(Auto Computer Aided Design)是Autodesk(歐特克)公司首次于1982年開發的自動計算機輔助設計軟件,用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計。現已經成為國際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD具有良好的用戶界面,通過交互菜單或命令行方式便可以進行各種操作。它的多文檔設計環境,讓非計算機專業人員也能很快地學會使用。在不斷實踐的過程中更好地掌握它的各種應用和開發技巧,從而不斷提高工作效率。AutoCAD具有廣泛的適應性,它可以在各種操作系統支持的微型計算機和工作站上運行。
一、機械制圖在機械工程中的重要地位
在工程界里,圖樣就是工程師們交流的技術語言,作為載體無時無刻的傳遞著設計思想,同時,它又是生產過程中加工、檢驗的主要依據,依據多年經驗,強調機械制圖在機械工程里的重要地位。
在機械工程中機械制圖作為技術語言運用在機械設計、生產以及使用等各個環節。設計者可以通過圖樣來體現他的意圖,制造者也可以通過它知道設計的要求,使用和可以通過它了解設備結構、性能進行操作,所有的一切都是依據圖樣進行的。因此,所有的工程人員都需要掌握機械制圖這門技術語言。
只有掌握了機械制圖才可以從事機械工程行業。一般來說,在機器、零部件的設計中,首先依照設計的要求來畫裝配圖用以體現其工作原理、傳動路線以及零件之間的關系、結構形狀,之后根據裝配圖來設計零件進行繪制零件圖。在生產過程中,裝配圖是制定機器、部件的裝配工藝規程、指導裝配、檢驗以及安裝和維修的主要憑據。只有正確的進行機械制圖才能做到機械工程崗位上的無障礙交流、溝通,這也是進行技術交流的一種重要方法。無論是誰都要嚴格遵守機械制圖的原理、標準和相關規定,這也體現出國家標準的統一性。隨著新時代的到來,我國各個領域都在進行國際接軌,機械工程的國家標準也會逐漸取向于國際化標準。因此,我們必須熟練掌握機械制圖這門技術語言,更好的與個國際性技術的交流、探討。熟悉機械制圖的相關法規,一邊確立更嚴謹、權威的制圖標準。
二、機械制圖中AutoCAD繪圖設置方法
運用AutoCAD繪圖設置進行機械制圖時,默認設置已經不能完全符合制圖的標準要求了,我們必須配合一些繪圖設置用以符合現今的制圖標準。其中主要有以下幾種設置方法
1.圖層設置
在整個Auto CAD機械制圖中最主要的問題就是圖層設置的合理性和規范化。這對于繪圖效率的提高以及整體管理的方便性都起著非常重要的作用。
首先,就是圖層設置的基本要求,在設置時做到簡潔,夠用就好。因為,從機械制圖來說,通常情況都是按照圖中的各種線型(粗實線、細點畫線以及虛線等)進行分層,此外,像是尺寸標注、文字標注等圖元、注釋也能分成不同圖層。
其次,圖層的顏色必須依據國家標準、企業標準來進行設置,如按照線型分類的圖層,其圖層顏色就參照線型顏色進行設置。在《機械工程CAD制圖規則》中,圖層顏色與圖線顏色相結合,進行設置,如粗實線圖層用綠色,細實線、波浪線和雙折線的圖層用白色,虛線圖層用黃色,細點畫線的用紅色,雙點畫線得用粉色等。
2.線型、線寬的設置
為了保證制圖的清晰化、規范化,機械制圖中對于線型的運用十分重視。除了其中一些特定的要求,規定不同對象的不同線型,對其具體畫法也有一定要求。在《機械工程CAD制圖規則》中已經作出明確規定,點畫線寬度默認為0.25毫米,通常取本身線寬的24倍兩點的空隙與點的比例通常是7。但是,在Auto CAD自帶線型庫中卻有不同要求,其中二者比例是2完全不符合標準規定。根據這樣的情況,在繪圖中我們可以通過選擇相近線型或是自定義符合標準兩個辦法解決AutoCAD自帶線型與我國機械制圖標準不符的問題。
3.字體的設置
在機械制圖中,AutoCAD軟件通常可以利用CAD的專有字體,后綴名為shx或是 windows系統的通用字體。一般在機械制圖中的要求,中文字體一般應用仿宋體,寬度比例設置成0.71,字母及數字應用斜體或正體,通常選擇gbeitc.shx(斜體)或gbenor.shx(正體)。在設置文字高度時要在標時設置而不是在文字樣式中,高度通常根據圖幅設定,A1的是5毫米,A2、A3、和A4的是3.5毫米。
4.尺寸標注樣式的設置
AutoCAD默認的標注樣式是ISO-25,但是,其中的許多設置都不符合我國機械制圖的標準,通常在機械繪圖中,我們參考機械制圖尺寸注法(GB/T4458·4—2003)所規定的尺寸標注,通過新建、修改標注樣式以達到要求。
結束語
綜上所述,在機械工程中,機械制圖的地位誰也無法取代,然而,運用 Auto CAD軟件進行機械制圖與設計時,機械工程人員們必須參照我國機械制圖的標準,在本文中提到了AutoCAD在機械制圖的幾種方法,通過其對繪圖環境的設置,進而構建一些常用的圖塊以及模板,使得在工作實踐中不斷提高機械制圖設計的效率、質量,同時,能夠更好的適應行業標準的變動更新,適應現今高速發展的技術要求。
參考文獻
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[3]蔡石堅.基于AutoCAD機械制圖規范的模板化定制[J].機電產品開發與創新,2007(04).
篇2
(大連海洋大學,遼寧 大連 116023)
摘 要:文章從機械制圖課程教學的特點著眼,分析了機械制圖課程教學現狀,提出了基于資源庫平臺的機械制圖創新教學模式,并闡述了該模式的實施成效。
關鍵詞:機械制圖;資源庫;教學模式
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2015)06-0004-02
隨著高校專業建設和課程體系改革的進一步深入,資源庫建設正成為高校教學建設的重要方面,就高等教育的資源建設來說,開發一批卓有成效的資源庫,在人才的培養過程中,對提高教學質量和教學水平有著積極的作用[1]。
一、機械制圖課程教學的特點
機械制圖課程是一門理論、實踐性較強的專業基礎課,通過教學培養學生空間想象能力、繪制和閱讀機械工程圖樣的能力等重要任務。機械制圖課程是理工科大學本科生的必修基礎課,包含的知識點眾多。如何根據機械制圖課程的特點并結合新時期機械制圖課程教學中出現的新問題來提高教學質量一直是一個熱點問題。
二、機械制圖課程教學現狀
對于教師來說,目前機械制圖教學模式、方法和手段單一,大多數學校都采用的是板書、模型和結合多媒體課件的教學方式。
對于學生來說,學習途徑、方法和手段單一,學生獲取知識的途徑只能通過課堂教師的教學,而對于自身興趣的發展沒有一個良好的途徑。
探索如何以學生為中心,以需求為導向,以提升學生的學習力和創造力為根本目的,構架出實時高效、信息共享、資源豐富、功能強大、技術和管理先進的機械制圖教學模式,一直是機械制圖教學追求的目標。
三、資源庫平臺下機械制圖教學模式的創新實踐
目前,同類大部分高校的機械制圖教學中,一般采用傳統教學模式或傳統教學和多媒體結合的教學模式,還有部分院校采取通過網絡建立課程網站提供教學資源的課外輔助教學模式,但卻沒有使用以豐富的資源庫為平臺下的實時教學模式,而且資源庫平臺的應用不受有無網絡條件的限制,具有很強的實用性。鑒于資源庫平臺下的教學模式優點和對制圖課程教學發展的前瞻性,探索并建立一種基于計算機技術下以資源庫為教學平臺的教學模式,該模式必對機械制圖課程教學產生積極的影響。
(一)機械制圖教學資源庫的功能模塊
1.機械制圖國家標準資源庫。在設計和繪制機械圖樣時,必須嚴格遵守國家標準和有關的技術標準,這是本學科特別強調規范性、標準性的原因。
在教學中,由于普遍存在著教材內容的滯后性,有些新標準尚未及時反映到教材中,部分章節可能會同時使用新、舊兩種標準。
在生產中,隨著中國市場經濟迅速發展,綜合國力進一步加強,中國在世界大舞臺上扮演著日益重要的角色,與各國間的科技、文化交流與合作也更加頻繁,為了與世界接軌,機械制圖國家標準的作用便顯得尤其重要。
針對目前機械制圖中新舊國家標準混用的問題,認真總結機械制圖國家標準的修訂和發展,歸納探討機械制圖課程中所涉及的國家標準,對正確學習和把握機械制圖課程中的國家標準具有重要意義。
搜集現行機械制圖國家相關標準,并分類整理。按照最新國家標準修訂、編寫教材,并對選用教材進行新標準補充,從教學資源上解決機械制圖教學在標準使用上的滯后性問題。通過對學生的教學與培訓,結合對企業技術人員的培訓,統一應用新的國家標準,縮小甚至消除目前產學差異性。以高校為載體,建立起培訓、講座等制圖新標準的傳播及普及方式[2-3]。
2.機械制圖教學圖樣資源庫。繪制教學相關二維和三維圖樣,搜集生產實例。應用三維繪圖軟件創建制圖實體模型庫。三維實體模型庫在教學中的應用完全可以改善傳統教具的缺點;模型庫中的模型不僅形象逼真、色彩豐富,而且能將復雜形體的內腔隨意剖切開來動態展示,對于裝配體中零件之間的連接、裝配關系也可充分地展示出來,并能進行裝拆動畫演示,使教學中的知識難點更加清晰、生動、形象。還可以針對不同的教學對象、教學要求調整現有的模型,充分滿足了教學中對模型種類及數量的需要。
3.機械制圖教學CAI課件資源庫。制作出與教學同步的課件,使用方便。傳統的教學媒體如黑板作圖、模型演示、掛圖、教材等,承載信息的種類和能力都十分有限,無法滿足現代制圖教學的需要。使用多媒體技術將聲音、文字、圖表、動靜態圖像、視頻等集成在一起,構成教學軟件,產生生動、形象、真實、直觀,色彩豐富的動靜態畫面,可以使學生產生濃厚的學習興趣。特別是目前機械制圖課程面臨學時數減少、信息量卻更為豐富的局面,CAI課件資源庫的作用也越來越明顯[4-5]。
4.機械制圖習題學習資源庫。如何利用現有的習題和考試資源實現資源共享,是機械制圖教學質量提高的手段之一,以習題庫的試題為導向,引導學生采取集體討論法或者自主授課法進行學習,是培養他們自主學習能力的有效手段。學生使用資源庫內的習題資源,一方面可以按照教師的要求進行具有指導性的自學,另一方面可以根據自己的需要按照章節進行練習;此外還可以按照指定的組卷參數形成試卷進行自測練習。
(二)資源庫平臺下機械制圖教學模式的實效
1.教學資源庫的教學素材豐富、新穎,既有不斷更新的教學內容(標準等)、圖樣(二維、三維)、習題(教材以外),又有一系列的教學方法、手段,優化了教學資源,改善了教學條件。
2.提高教師的教學水平與技能。資源庫的各種資源為教師備課提供了規范而有彈性的參考,為教師實施課堂教學提供了科學、完善的技術支持和新方法。
3.豐富了學生學習的多樣性。資源庫的各種資源為學生提供了易自學、易操作的學習環境,從以課堂學習為主,轉變為課堂學習、課外學習相輔相成,滿足了學生自主學習、獨立鉆研和解決問題的需求。采用教師講授和學生自學雙管齊下的學習方式,更使學生最大限度地獲取知識。同時,資源庫中具有大量教材以外的教學內容、圖樣、習題,克服了只依靠教材授課的教學形式單一性,拓展了學生學習的知識面,能調動學生學習的積極性,有利于大學生素質教育和創新能力的培養。
4.促進了課程建設與發展。教學資源庫既是課程建設與發展產物,又對課程建設與發展起到了積極的推動作用。
5.具有很好的輻射和示范作用。一個學科資源庫的建立、使用可帶動其他學科教學水平的發展,從而促進了學校整體教學水平的提高[6-7]。
對于教師,課前可以輔助備課;課中可使用現代化的教學手段與傳統的教學手段有機結合;課后利用平臺布置作業,開展講座等教研活動。
對于學生,課前可以利用資源庫進行預習新課;課中更生動形象地接受知識;課后根據個人興趣進行知識拓展、問題研究。
通過建立以資源庫為平臺的機械制圖教學模式,不斷更新教學內容、圖樣、習題,探究新模式下的教學方法、手段,提高教師的教學水平與技能,豐富學生學習的多樣性,加強教師與學生的資源共享性,拓寬其他學科的教學思路,提高機械制圖的教學質量。
參考文獻:
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篇3
關鍵詞:CAD;機械制圖;結合
中圖分類號:TH126文獻標識碼: A
引言
隨著計算機輔助設計與制造的飛速發展,CAD專業制圖軟件在機械設計領域得到了廣泛的應用。在機械工程當中,人們為了提高機械制圖的準確性,人們就將CAD技術和機械制圖有機的結合在一起,從而使得學生的專業能力得到進一步的提升。本文對機械CAD和機械制圖結合的相關內容進行介紹。
一、CAD技術在機械制圖中重要地位
首先,伴隨著計算機技術的發展,CAD技術在機械制圖中的應用也迅速推廣開來,比如圖形圖像的處理、現代化機械工程的設計,現代化企業當中,CAD的基礎知識和三維立體建模的基本技術在我們應用于計算機進行數控機床及機電一體化建模更是廣泛需求。其次,CAD技術是現代制圖的重要工具,它縮短了設計的周期,提高了工作效率,以一種逼真的、形象化的方式展現未來新產品。極大地開發設計者的思維,預先得知新產品的認可程度,提升新產品的成功率有非常重要的作用。最后,CAD技術是以機械制圖知識為基礎,學生在機械制圖過程中掌握識圖和制圖的能力,幫助學生掌握三維圖形設計和手繪圖能力,樹立創造性思維之后,采用計算機這個現代化工具,進行圖紙設計,實現了基本理論和基本技能與現代化工具和手段的完美結合。
二、機械制圖與機械CAD的關系
在機械工程發展的過程中,機械制圖在其中有著十分中的作用的,它不僅是一門基礎性的課程,還有利于學生能力的培養,從而使得學生的空間想象能力、分析能力得到進一步的提升。然而在傳統的機械設計的過程中,人們都是依靠自己的空間思維能力,在自己的大腦中建立一個三維模型,從而通過相關的技術方法將其實體化,在對按照相關的要求,來對其進行相應的改進和完善。不過,這種傳統的機械設計方法在實際應用的過程中,不僅對設計人員的專業能力有著較高的要求,而且還存在著一定的局限性,從而使得機械設計的效果受到了嚴重的影響。
而機械CAD技術的出現,則是在CAD技術的基礎上,通過計算機制圖軟件,來對機械制圖進行相應的繪制,這樣不僅是對機械制圖的一次革新,還有利于機械工程的發展,從而使得機械設計活動的相關內容逐漸向著信息化、自動化的方向發展。因此在機械制圖工作當中,將機械CAD技術與之有機的結合在一起,不僅使得設計人員的綜合能力得到進一步的提升,還提高了機械制圖的工作效率。
三、機械制圖與機械CAD的有機結合分析
CAD繪圖技術的應用豐富了機械制圖的教學內容,簡化了機械制圖的教學課程,改變了機械制圖的教學方式,是制圖教學的一場革命。具體的結合形式如下。
1、機械制圖的內容與機械CAD結合
機械制圖研究的是閱讀與繪制機械圖樣的方法、原理,其課程目的在于學習正投影的基本理論;掌握繪制與閱讀機械圖樣的基本方法、技能和知識,并培養學者的空間想象、分析能力。CAD是一種計算機繪圖工具:把顯示器當作是圖板和圖紙;把鼠標和鍵盤當作是鉛筆、圓規和直尺。當然,CAD的繪圖工具要比手工繪圖工具豐富許多,并且CAD在繪圖效率和繪圖質量上也有明顯優勢。比如CAD的三維模型,它雖然取代了傳統的手工制圖方法,但它并未取代制圖的理論與制圖的規范、標準,相反之下,它是依據機械制圖理論與標準研發的一個計算機繪圖軟件,不僅豐富了制圖的理論,而且還增設了CAD制圖的標準。當前學校所使用的教材都會存在著陳舊老化、面面俱到、實用性不強、交叉重復等各種缺點,難以適應當下機械制圖課程教學的需求,因此,應對其課程的內容進行調整與改革,以“夠用、實用”為原則,將機械制圖與機械CAD的相關內容進行有機結合。
2、機械制圖的課程與機械CAD結合
在機械制圖與CAD的教學實踐過程中,應打破常規課程的專業性、系統性,強調實用性原則;減輕學生們的負擔,提高課程的教學質量;以繪圖為教學手段,以培養學生的看圖能力以及空間想象能力為主要教學目標。過去的實踐教學中,通常是以培養學生的CAD繪圖能力為重點,但基本沒有學生從事繪圖工作,大部分學生都是在流水線上操作,只需要他們會看圖即可。在教學實踐中,教師將兩門課程結合起來一同講授,要互相穿行,課時比例按1:3進行,以CAD為主,機械制圖為輔,先講機械制圖,后講CAD,以機械制圖為主線在整個課程中貫穿。在講CAD時,要將機械制圖國家標準貫穿始終,用以CAD帶動機械制圖,每節CAD課程,都要將機械制圖的簡要進行簡單的介紹,特別是要根據機械制圖的知識建立CAD三維立體圖,以深刻地體會其作法。
3、教學方法與手段的融合
有效利用多媒體教學、網絡教學等多種現代化教學手段,采取先演示、再分析,得出方法,最后鼓勵學生動手繪圖的路線。在多媒體教學過程中,首先,采用媒體效果全方位展示設計的產品,觀察模型特點,這樣圖文并茂,可以突出教學重點;其次找出設計方法,而后老師在動態展示圖紙的設計過程,幫學生理清設計思路,做到了分解教學難點,深入淺出,讓學生可以更容易理解和接受。另外,構建網絡教學平臺,學生可以方便地獲得任課教師所具有的的全部教學資源,方便課前預習,課后復習,同時通過計算機網絡,學生可以了解行業對技術需求的動態、拓展專業領域知識的視野,激發自主學習的能動性。最后,老師可以采取觀摩教學的方式,帶學生到實習工廠參觀,以實物或圖樣為教具,教師要帶領學生多到實習工廠現場教學,以實物、圖樣為教具,以真正的生產線作為學生的學習平臺,加深學生頭腦中監理三維立體圖形的概念,提高探索知識解決實際問題的熱情,做到理論與實踐的結合,為日后走上工作崗位打下堅實的基礎。
4、CAD繪圖軟件在機械制圖各方面的應用
Auto CAD在機械制圖中的應用可從多方面來闡述:裝配圖繪制是機械制圖中的一個重要方面,在制圖中培養對裝配體的結構關系、連接構造、零件裝配等的感性認識是一項難點,Auto CAD繪圖軟件可進行三維實體建模,進而實現對裝配體的模擬裝配,模型準確展示了裝配體各部分的形狀結構,并能清晰的表達出各零件構造間的動力連接關系等。
剖視圖是表達零件構造的常用圖,當零件構造含有較多的孔槽結構時通常會使用剖視圖展現零件的剖切面以展示更全面的零件構造,剖視圖一般含有較多的交叉重疊線條,形體較為復雜,利用Auto CAD繪圖軟件可先建立零件模型,再使用繪圖菜單下的剖切功能剖切出零件內部結構形狀從而分析零件的實際形狀。機械制圖中的另一個難點內容是對組合體視圖的信息讀取,對組合體一般先進行線面分析法與形體分析法的線面特征分析,分析組合體的基本幾何體投影與線面投影。組合體通長是由切割基本幾何體與基本幾何體組合構成,利用Auto CAD可進行三維實體建模,再根據其組合方式進行造型構造出基本幾何體構造,通過建立坐標軸將各立體結構旋轉到相應方向并調整位置,進而組合形成組合體。 CAD的應用使機械制圖中的復雜形體可進行快捷的制作。
機械制圖中的點、線、面幾何構圖可利用 CAD快捷的通過創建主視、俯視等視口直觀的建立,通過三維模型的著色功能將點、線、面融入到三維實體中,可方便的分析不同位置的線、面投影。
結束語
總而言之,在機械設計當中,將機械制圖和機械CAD有機的結合在一起有著十分重要的意義,計算機制圖與機械制圖相輔相成與有機結合促進了制圖軟件與理論學科的雙贏發展。
參考文獻
[1]宛勤鳳.論《機械制圖》教學[J].科技信息,2011年.
篇4
【關鍵詞】職業教育;機械制圖;計算機繪圖;教學改革
機械制圖是機械類專業的主要基礎課,擔負著培養學生空間想象能力、繪制和閱讀機械工程圖樣能力的重要任務,工程圖樣被喻為工程界的技術語言,在機械類人才培養中起著極其重要的作用,任何關系機械類人才培養的改革都離不開機械制圖教學的改革。正因為機械制圖在人才培養改革中占有重要的地位和作用,所以機械制圖教學改革的成敗直接關系到后續課程改革的成功和整個人才培養的最終效果。
一、傳統機械制圖教學的難點及缺點
1.直觀性較差,抽象難學。傳統的機械制圖,由于直觀性較差,抽象難學,因此老師講課特別多、特別細,是一種灌輸式的教學。這樣學生在課堂上處于被動接受地位,盡管老師講的很賣力,學生的掌握情況與老師的期望值仍有很大差距。
2.尺規作圖耗時長。在講授機械制圖時,很多時候要在黑板上用標注的尺規作圖才能夠讓學生更生動更形象更直觀地理解圖形的繪制。畫圖費時多,一節課很大一部分時間都浪費在黑板作圖上,講授的內容很少,不利于教學的進程。
3.傳統的掛圖及模型具有局限性。在制圖教學中我們也有很多的掛圖和模型。雖然掛圖和模型能夠減少繪圖的時間,能夠讓學生更直觀更直接地觀察到圖形,但是由于掛圖和模型是事先定制的,成本高而且靈活性差,使用時有很大的局限性。特別是在教材一再改版的情況下,模型和掛圖的更新始終要滯后一些,同時更新也需要投入更多的資金。
4.多媒體課件過于簡單快捷。對于前幾點弊端,很多教師在教學中會想到應用多媒體課件,但是機械制圖的學習,僅僅用多媒體課件來教學,是達不到預期的效果的。學生反饋多媒體教學不如黑板作圖易于掌握,對于圖形的繪制方法及步驟并不能夠準確把握,很多時候會導致學生“消化不良”,達不到預期的教學效果。
二、計算機繪圖應用于機械制圖教學的優點
1.制圖標準可以直接納入計算機繪圖中。制圖標準直接納入計算機繪圖中后,在繪圖過程中可以幫助學生熟悉和掌握各種制圖標準。例如,計算機繪圖可以直接調出我們需要的字體和需要的線型、線寬,而無需學生慢慢按規范寫字,按規范畫線,這樣可以使學生把更多的時間用于圖形的繪制。
2.各種實物計算快速準確。計算實物的長度、夾角、面積等屬性是計算機繪圖的強項,無需人為計算,只需要按照正確的操作命令便可既快速又準確的實現,免去了學生來進行繁瑣而復雜的計算,這樣也可以增強學生的學習興趣。
3.更加直觀地培養學生的空間想象能力。對于制圖教學中的重點,在講授組合體三視圖畫法時,教師可以利用三維AutoCAD自動生成三維工程圖,學生可以更加理解從空間到平面相互轉化的方法和過程,再經比較,找到投影規律。比之傳統的模型,用計算機繪圖更為靈活,能夠更加直觀地培養學生的空間想象能力。
4.方便快捷地對立體圖形進行編輯。計算機繪圖,可以把立體模型進行放大、縮小、旋轉、拉伸、復制、鏡像等編輯,減少了學生用于繪圖的重復時間,也可以非常方便快捷地標注尺寸,丈量圖形的尺寸,減少了學生用于尺寸標注的時間,讓學生有更多的時間來讀圖和識圖。
三、教學改革的體會
1.壓縮了學時,提高了效率。把計算機繪圖應用于機械制圖中,能夠提高教學效率,壓縮了教學學時。同時也改善了學生的知識結構,拓寬了專業知識,為新課程的開設創造了良好的條件。
2.加強了學生空間想象能力培養。計算機繪圖融入機械制圖中改變了以往教學中空間想象能力培養的方式。通過計算機繪圖,三維造型等內容的學習,以及對空間邏輯思維及形象思維能力的培養,使學生的空間想象能力培養從抽象走向直觀,從枯燥走向生動,讓學生感覺很輕松,能夠更快的提高學生的繪圖能力以及繪圖技巧。
3.使學生對計算機繪圖產生濃厚的興趣。計算機繪圖的學提高了學生學習應用計算機知識和技術的積極性,對學生繪圖能力的培養產生了深遠的影響。計算機繪圖融入機械制圖中使每個學生都親自體會到計算機繪圖的方便、快捷和高質量,從而對學習計算機產生了濃厚的興趣。
四、結語
通過用計算機繪圖這種現代科學技術改革傳統機械制圖課程的教學內容、教學手段和教學方法所取得的一些成果,可以清楚地看到,進行教學改革離不開現代科學技術,要以現代科學技術作為教學改革的推動力,把現代科學技術既作為教學內容,又作為改革傳統內容、傳統教學手段和教學方法的重要措施和強有力的手段,是進行教學改革的最好方法。
參考文獻:
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關鍵詞: 機械制圖 制圖測繪 計算機繪圖 教學改革
1.引言
《機械制圖》、《制圖測繪》、《計算機繪圖》是工科院校中機械類專業的專業基礎課程,三門課程都以培養學生的空間想象能力、繪圖識圖能力為教學目標。其中《機械制圖》注重講授制圖原理和方法,《計算機繪圖》注重講授利用計算機軟件繪制圖形的技巧,《制圖測繪》則注重實踐。因此,如何將三門課程有機地結合,構建計算機繪圖與機械制圖課程新體系及改革教學方法,并進一步提高教學質量,成為當前機械制圖教學改革中亟待解決的問題。
2.教學改革背景
傳統教學中,《機械制圖》課程教師運用圖紙、實物模型、多媒體課件,輔以圓規、三角板等教具[1],學生在通過大量練習鞏固知識達到培養空間想象能力、圖解簡單空間幾何問題,從而達到掌握繪制、閱讀機械圖樣的基本能力,以及識讀、繪制機械零件圖和裝配圖的教學目的。《計算機繪圖》主要運用Auto CAD軟件進行教學,結合理論進行上機實踐操作,從而增強計算機繪圖的能力和技巧,進而為計算機輔助設計奠定基礎。《制圖測繪》則初步培養學生機械工程的意識,綜合運用《機械制圖》課程中所學知識,根據現有部件(或機器),通過查閱相關資料、測量實物等方法,畫出該部件(或機器)裝配圖和零件圖的過程。傳統的教學方式存在諸多弊端,三門課程分別單獨授課,專業知識重復、授課學時增加、教學效果不明顯。
《機械制圖》是基礎,三門課程緊密聯系。《制圖測繪》、《計算機繪圖》不能脫離《機械制圖》課程而獨立開設,必須在全面掌握制圖的基本理論、投影規律、表達方法、國家制圖標準、零件圖和裝配圖基礎上才能進行制圖測繪并運用計算機繪圖畫出規范的機械圖。
科技時代的發展,使得繪圖技能的掌握不僅僅局限于手工繪圖,傳統教學手段已經不能符合現階段的教學要求。在制圖學科中引入計算機繪圖,從而輔助機械制圖,提高繪圖效率。運用計算機先進的輔助工具推動機械制圖的教學。計算機繪圖在授課過程中能夠幫助教師運用CAD中軸測圖、三維圖形變換等功能,向學生展示空間形體及空間—平面的轉換過程,有助于更好地提高學生的識圖、繪圖能力及空間想象和思維能力,大大縮短傳統手工繪圖耗費的時間。同時激勵學生通過軟件繪圖對制圖理論進一步探索。計算機的普及和發展使傳統的《機械制圖》課程教學面臨更多新的挑戰,在圖形文件的保存和管理、圖紙的重復利用等方面也體現了計算機繪圖極大的優越性。
3.教學改革的措施
目前,以我校教學模式為例,《機械制圖》、《制圖測繪》與《計算機繪圖》采用傳統相結合的教學模式,即先進行機械制圖理論教學、再進行制圖測繪,最后學習計算機繪圖,其中計算機繪圖是單獨一門課程。從教學方法分析,此教學方式循序漸進,先加強理論教學,再注入實踐教學,最后運用計算機繪圖綜合前兩門課程。但在時間段上機械制圖與計算機繪圖分離教學,不可避免地造成機械制圖原理和計算機運用方面的脫節,同時未能及時在制圖測繪中運用計算機繪圖,學生僅能掌握計算機制圖的基本運用,未能繪制復雜的裝配圖,影響今后的設計圖紙繪制,達不到預期教學目的。因此,只有將機械制圖和計算機繪圖兩門課程同時進行,分別以各相關知識點為獨立單元,穿插教學,并在制圖測繪中加以實踐檢驗,三門課合理結合,才能達到最佳的學習效果。
通過對傳統教學的弊端及三門課程之間相互關系的分析,在實踐教學中探究一種將三門課程有機結合的教學方法,具體改革措施如下[2]:
(1)理論教學內容的改革。《機械制圖》與《計算機繪圖》兩門課程同時穿行教學,教學內容依次是:
(2)教學手段改革。在《機械制圖》授課中運用多媒體授課同時加入Auto CAD輔助授課。授課前,把課時需要講解的圖形提前在Auto CAD軟件中建立模型,授課中,通過對模型的旋轉、剖切等操作,加深學生對圖形的理解,增強學生的空間思維能力。尤其是組合體和零件圖的識讀及繪制的講解,在教學過程中一直都是難點,加之學生的空間想象力不夠等因素,讀圖制圖較難完成。如果運用Auto CAD建立三維模型,使三視圖和計算機三維模型相互對照,幫助學生理解。并授課后,要求學生在《機械制圖》作業練習冊上與Auto CAD中同時完成。當學生遇到不易理解的圖形,可以通過在Auto CAD中建立三維模型與三視圖對照,快速準確得到結果。
(3)實踐課程教學內容改革。將《制圖測繪》與《計算機繪圖》結合,利用一周時間進行零部件測繪,先手工繪制草圖,再結合計算機繪圖軟件Auto CAD繪制整套圖紙[3]。
同時,將計算機繪圖運用到機械制圖及其相關課程中會存在一些問題。例如,少數學生直接抄襲圖形,敷衍了事。這就要求教師必須全面加強授課中的過程監控。
4.結語
隨著科技的進步,《機械制圖》、《制圖測繪》與《計算機繪圖》課程有機結合的教學改革勢在必行,這將在使學生掌握基本理論和知識的同時,更好地培養空間想象力和軟件應用能力,并提高學生的學習效率,教學效果得到進一步增強。
未來計算機技術的發展,除Auto CAD軟件外,更多的機械繪圖軟件也將逐步運用到機械制圖及相關課程的教學中來,制圖課程的教學改革也會隨著之發展變化。因此,將計算機繪圖合理地運用到機械制圖及相關課程中,具有重要意義,通過逐步完善和構建新的課程體系,進一步提高教學質量,優化教學效果。
參考文獻:
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【關鍵詞】中職;機械制圖;教學有效性
機械制圖屬于機械通用工種,在中職學校機械類課程中,機械制圖是一門非常重要的專業基礎課。機械制圖課程教學的主要目的對學生的幾何空間想象能力和思維能力進行培養,提高學生識讀、繪制機械圖樣的能力。為達到有效教學,根據個人教學經驗,可以進行空間想象力的訓練,測繪動手能力的培養和計算機多媒體輔助教學相結合的方法教授本門課程。
1幾何空間想象力的訓練,夯實基礎學習
機械制圖這門課程的基礎性較強,好的空間想象能力是對一個機械專業學生的基本要求。
1.1理論教學形成視圖體系
通過對正投影(視圖)的形成原理講解,有效地培養幾何空間想象力和思維能力,對視圖的原理產生深刻正確的認知,使學生能夠很自然地在工程實體和圖樣之間建立起一對一的關聯。
1.2實體到三視圖的平面對應
對于一個實體,對它分別作三個投影面上的投影。通常老師應選擇小零件或者模型讓學生自由擺放,結合所學理論知識做出投影圖。多次嘗試自然安放之后,進行總結,找出其中的規律,讓學生自然而然的理解原理和理論知識。
由簡單到復雜的畫圖練習是必不可少的,讓學生牢記投影和視圖形成的原理,先用較為簡單直觀的零件(如銷軸、墊片等)在圖紙上畫出實體與平面線的對應關系,經過大量的繪圖練習在腦海中逐步建立起圖像和線框的對應,從而構成一種形象思維模式。
1.3三視圖到實體的立體對應
將一個實體畫成三視圖的能力有了之后,還需要完成反向的過程,即由平面上的三視圖還原一個實體,這對于學生的空間想象能力又有了進一步的要求。例如觀察一個長方體的三視圖,從主視圖中可以讀出長和高,從左視圖中讀出寬和高,再從俯視圖中讀到長和寬,并且可以確定出這是一個長方體,同時一個長方體的立體圖逐漸浮現在腦海中。這個過程就完成了從三視圖到立體圖的對應,多加練習就可以培養出學生的空間想象力。
2測繪動手實踐力的培養,練習增強能力
學生需要通過測繪零件圖和裝配圖的訓練,以提高自身工程圖樣表達實踐能力。
2.1測繪零件
測繪零件是對學習機械制圖學生的進一步要求,有了之前的理論知識,學生需要自己動手測繪零件,由簡到繁,逐步標準化。通過實踐學習更多的圖樣表達方法,如零件的形狀和大小,以做為學,更接近工程實際。
2.2裝配體和裝配圖
學習裝配圖的一個重要環節就是依照設計要求以及結構特點將各個零件組裝起來,這個過程學生必須要親自動手去做,自己探索、想象,這樣才能把課程中學到的零件與零件之間的相互位置關系、連接形式及其視圖特點深刻理解并且熟記于心。在對裝配體有了一定的了解之后就可以教授學生繪制裝配圖了。
這個過程使得學生擁有了實踐的機會,同時了解了各種常見的零件和它們的裝配體,并且學會了工程圖樣的表達技法。
2.3標準化
標準化的制圖才能便于交流。從最初作圖開始,教師就應該規范畫圖并且要求學生作圖的規范性,以養成良好的畫圖習慣。在整個教學過程中都必須要強調規范的重要性,嚴格按照國家標準制圖,及時糾正學生任何細小問題。
3計算機多媒體的輔助,科技彌補空缺
傳統教學自然存在一些不靈活的弊端,計算機多媒體輔助教學和計算機出圖的誕生使得這一問題得到很好的解決。
3.1 CAI課件進入課堂
目的,計算機多媒體教學中使用最為廣泛的就是CAI課件。這種方式要花費教師更多的準備時間,但多媒體呈現的內容大大縮短了課堂的時間,在很短的時間內便可以呈現出豐富的內容,直觀、動態、多彩的形式更加吸引學生的注意力,對于空間的直觀描述更有利于表達課堂內容。CAI課件恰到好處的將機械制圖課程中抽象的部分表達的淋漓盡致。
3.2正確看待計算機多媒體教學
通過計算機制圖和多媒體的輔助教學可以將畫面清晰展示出來,對于空間方位關系和基本體的切割等可以采用動畫的形式演示,彌補了傳統教學中不能解決的問題。學生也可以使用計算機作圖,正確迅速,同時直觀地看到效果,對學生的觀察力和空間想象力有極大的好處。
不管是計算機多媒體教學還是傳統教學方式,都只是教學的手段而已,重要的是讓學生真正的掌握機械制圖這門所要求的知識,培養他們的專業素養。
4結束語
作為一門基礎課程,在機械制圖課程的教育教學中,只要把握基礎的教育,所有的教學手段都圍繞一個目的,有效地培養學生空間想象力和提高動手測繪能力就可以了。注重學生的基礎能力培養,多練習,多動手,傳統課堂和計算機多媒體相結合,優勢互補以達到更好的效果,最終完成本門課程的教學目標,為學生日后的學習打下堅實的基礎。
參考文獻:
[1]王艷芳.中等職業學校機械制圖課程教學有效性分析[J].課程教育研究(新教師教學),2014,(28):294-294.
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關鍵詞: 國家標準; 光學制圖; 對比; 建議
中圖分類號: TN 201文獻標識碼: Adoi: 10.3969/j.issn.10055630.2012.05.004
引言在工程技術界中,由于“形”信息的重要性,工程技術人員均把掌握工程圖學作為基本素質及基本技能來看待。圖紙是工程人員的語言,而光學圖紙就是光學專業工程技術人員的語言。要掌握一門語言,就應該掌握它的發音方法、語法結構和規則,光學制圖的國家標準就是起到這樣的作用。它是我國光學領域的一項重要的基礎標準,是企業、工廠選擇光學材料、制訂工藝規程和進行光學加工、檢驗的依據[1],為保障我國光學產品的質量和企業間的相互溝通發揮了重要的作用。《光學制圖》國家標準的最早版本是GB 1331-77,1991年改版為GB 13323-91[2]。1991版光學制圖標準實施已達20年,對我國光學行業的影響是根深蒂固的。隨著國家光學行業技術水平的不斷進步和我國加入世界貿易組織后與國際交流的日益頻繁,國際標準的影響日漸增大。由于GB 13323-91與ISO 10110-1《光學和光子學 光學元件和光學系統繪圖準備 第1部分:總則》在很多方面有明顯區別,造成在行業溝通中出現一些分歧。為了適應發展的需要,暢通和開拓國際間技術交流渠道,新的國家標準GB/T 13323-2009[3]《光學制圖》應運而生。2009版標準主要參考了國際標準ISO 10110-1:2006[4],與1991版標準相比有很大的變化。現行國家標準2009.12.15,從2010.02.01開始實施,至今已有兩年了。從實際情況來看,新標準的實施與推廣效果并不明顯,國內圖紙絕大部分仍按1991版標準繪制,甚至現在還有很多技術人員不知有2009版新標準。造成這種現象的原因,一方面是由于對新標準的宣貫不力,另一方面是由于新標準與1991版標準區別較大,缺乏相應的解讀資料,技術人員不易于接受和執行,因此實施的難度大。文中詳細說明和分析了新舊標準的不同之處,并指出了新標準執行中需注意的一些問題,給出了實施建議。1《光學制圖》國家標準改版的必要性與意義工程類制圖標準是應用廣泛的基礎標準,不但是工程技術界的語言,而且是一切工業標準的基礎[5]。1991版《光學制圖》國家標準是以工程類制圖標準為主要依據,增加了光學零組件方面的技術要求和表示方法的說明,引用標準如表1所示。光學儀器標準編號標準名稱引用時的版本標準現狀GB 131機械制圖 表面粗糙度代號及其注法GB 131-83改版為GB/T 131-2006《產品幾何技術規范(GPS)技術產品文件中表面結構的表示法》GB 1204光學零件的倒角GB 1204-75作廢,調整為JB/T 10567-2009《光學零件的倒角》GB 1316光學零件鍍膜 減反射膜GB 1316-1988作廢,調整為JB/T 8226.1-1999《光學零件鍍膜 減反射膜》GB 1322光學零件鍍膜 內反射膜GB 1322-1988作廢,調整為JB/T 8226.4-1999《光學零件鍍膜 內反射膜》GB 4457.1機械制圖 圖紙幅面及格式GB 4457.1-1984作廢,被GB/T 14689《技術制圖 圖紙幅面及格式》替代GB 4457.2機械制圖 比例GB 4457.2-1984改版為GB/T 4457.2-2003《技術制圖 圖樣畫法 指引線和基準線的基本規定》GB 4457.3機械制圖 字體GB 4457.3-1984作廢,被GB/T 14691《技術制圖 字體》替代GB 4457.4機械制圖 圖線GB 4457.4-1984改版為GB/T 4457.4-2002《機械制圖 圖樣畫法 圖線》GB 4457.5機械制圖 剖面符號GB 4457.5-1984仍為現行GB 4458.1機械制圖 圖樣畫法GB 4458.1-1984改版為GB/T 4458.1-2002《機械制圖 圖樣畫法 視圖》GB 4458.2機械制圖 裝配圖中零、部件的序號及其編排方法GB 4458.2-1984改版為GB/T 4458.2-2003《機械制圖 裝配圖中零、部件序號及其編排方法》GB 4458.3機械制圖 軸測圖GB 4458.3-1984仍為現行有效GB 4458.4機械制圖 尺寸注法GB 4458.4-1984改版為GB/T 4458.4-2003GB 4458.5機械制圖 尺寸公差與配合的注法GB 4458.5-1984改版為GB/T 4458.5-2003《機械制圖 尺寸公差與配合注法》――――――新增GB/T 4458.6-2002《機械制圖 圖樣畫法 剖視圖和斷面圖》GB 4459.1機械制圖 螺紋及螺紋緊固件的畫法GB 4459.1-1984已改版,整體不適用于光學元件GB 4459.2機械制圖 齒輪畫法GB 4459.2-1984已改版,整體不適用于光學元件GB 4459.3機械制圖 花鍵畫法GB 4459.3-1984已改版,整體不適用于光學元件GB 4459.4機械制圖 彈簧畫法GB 4459.4-1984已改版,整體不適用于光學元件GB 4459.5機械制圖 中心孔畫法GB 4459.5-1984已改版,整體不適用于光學元件GB 4460機械制圖 機構運動簡圖符號GB 4460-1984仍為現行有效GB 10609.1技術制圖 標題欄GB 10609.1-1989改版為GB/T 10609.1-2008GB 10609.2技術制圖 明細欄GB 10609.2-1989改版為GB/T 10609.2-2009中國于2001年加入世界貿易組織后,各項標準向國際標準看齊,機械制圖和技術制圖的國家標準對應于國際標準都進行了相應的修改,以之為主要基礎的光學制圖標準也應隨之作相應修改。從表1中可以看出,(1)原標準所引用的標準大部分發生了變化;(2)部分標準已作廢或被替代,如GB 1204、GB 1316、GB 1322、GB 4457.1、GB 4457.3;(3)還有部分引用標準不適用于光學元件,應取消,如GB4459、GB 4460。我國加入國際標準化組織ISO后,早在20世紀80年代初期就已明確提出應采用ISO標準并貫徹于技術領域各個環節的要求。光學制圖的國際標準ISO 10110于1996年首次,其中ISO 10110-1于2006年進行了改版,為進一步提高標準化水平和貫徹最新國際標準,對光學制圖國家標準進行修訂十分必要。另一方面,1991版《光學制圖》在表達方式上較多地使用了文字敘述,從圖紙版面設置上來說,是用文字將“對材料的要求”、“對零件的要求”、“對膠合件的要求”以專用表格的形式列于圖紙的右上角。從有利于標準的統一和便于各國之間技術交流的角度出發,應在圖樣中少出現漢字,盡量以數字或字母代號來表示各項參數。2新舊標準主要變化GB/T 13323-2009對應ISO 10110-1:2006《光學和光子學 光學元件和光學系統繪圖準備 第1部分:總則》,一致性程度為非等效。與ISO 10110-1:2006的主要差異在于:刪除了國際標準的序言和前言;根據ISO 10110-1:2006及我國標準用語習慣對標準范圍及符號作了重新編寫;參考并補充了ISO 10110-8、ISO 10110-10、ISO 10110-12相關部分的內容。總體來說,與ISO 10110-1:2006是基本一致的,而與GB 13323-91相比,變化十分明顯。主要變化內容如下:(1)修改了標準范圍:增加了對尺寸、公差標注的規定。(2)修改了光軸的標注方法:1991版中以單點劃線表示光軸,而2009版中為了區別光軸和中心線,特別規定要以雙點劃線表示光軸,單點劃線只是用于表示中心線。(3)在描述方面,將GB 13323-91的毛面修改為非拋光面。(4)修改了附錄A(資料性附錄)的示例,并增加了非球面透鏡的圖樣標注方法。(5)修改了光學零件圖樣的列表格式及內容:此處變化非常明顯,整個圖面的排版布局都完全不同。1991版是在右上角列表,2009版是在圖面下方列表或是引線標注,且各項要求的標注方法也不同,后面將詳細說明。(6)修改了對材料的要求的標注方法,1991版中對材料的各項要求基本都執行GB 903-87《無色光學玻璃》[6],在2009版中,“氣泡度”執行GB/T 7661-2009《光學零件氣泡度》[7]的最新標準,雙折射和非均勻性暫無單獨的國家標準與之對應,所做的公差標注方法的修改是在附錄B(規范性附錄)中詳細描述。具體修改內容后續將詳細說明。(7)增加了表面結構的公差的標注方法,并將其內容放入附錄C(規范性附錄)。3需注意的重要修改部分在表述上,參照ISO 10110-1:2006,將原標準中“對材料的要求”和“對零件的要求”統稱為“缺陷公差”,缺陷公差項目的表示方法對比如表2所示。
3.1材料缺陷標準發生顯著變化GB 13323-91中,材料缺陷公差項目都以文字說明來表示,在“對材料的要求”列表中左側顯示,右側對應的是按GB 903-87《無色光學玻璃》執行的等級表示。GB/T 13323-2009則取消了所有的文字表示,均以數字碼作為不同材料缺陷公差代號。最重要的是,各公差執行的標準發生了顯著變化。(1)應力雙折射在1991版中,“應力雙折射”按照GB 903-87《無色光學玻璃》,其等級有中部應力和邊緣應力兩種表示方法。在2009版中,參考了國際標準ISO 10110-2:1996,不再區分中部應力和邊緣應力,直接以樣品單位程長內的光程差(OPD)表示,且不再以數字代號作為等級標志,直接以光程差大小表示,即“0/”后面所跟的數字即為允許的OPD值大小。(2)氣泡度在1991版中,材料的“氣泡度”按GB 903-87《無色光學玻璃》執行的等級表示。除“對材料的要求”中有氣泡度要求外,在“對零件的要求”中也有對光學零件氣泡度的要求,以字母“q”表示,執行的是GB 7661-87《光學零件氣泡度》,導致氣泡度標注較為混亂。在2009版中,“氣泡度”以數學碼“1”表示,執行GB/T 7661-2009《光學零件氣泡度》的最新標準。對氣泡度的要求做了統一規定,不再出現重復標注現象。該標準參考了國際標準ISO 10110-3:在圖紙上的標注為1/N×A,其中N是氣泡和雜質的數目,A是氣泡和雜質投影面積的平方根,以mm計。(3)非均勻性和條紋光學零件內部折射率的逐漸變化的最大折射率與最小折射率之差,在GB 13323-91中,稱之為“光學均勻性”,而在GB/T 13323-2009中,則根據其實際意義改稱為“非均勻性”。GB/T 13323-2009中,認為“條紋”也是“非均勻性”的一種表現形式,所以“非均勻性”和“條紋”統一用數字碼“2”表示,即“2/”所跟的兩個數字,前者指“非均勻性”,后者指“條紋”。在1991版中,按GB 903-87《無色光學玻璃》執行的等級表示,光學均勻性類別的數值越小,代表折射率微差越小;條紋度等級表示數字越小或字母越靠前,代表材料的條紋等級越好。而在GB/T 13323-2009中,“非均勻性”、“條紋”的分類方法與ISO 10110-4是一致的,與GB 13323-91則正好反過來,數字越大,代表“非均勻性”和“條紋”要求越高。此處非常容易混淆,在看圖紙時一定要注意,材料的生產方和使用方必須予以特別當心[8]。
3.2加工缺陷標注變化GB 13323-91中,加工缺陷公差在“對材料的要求”列表中左側顯示公差代號,右側對應的是按各相應標準進行的等級標注。在2009版中,主要差別體現在公差項目代號的不同,見表2。
需要注意的是,表面疵病所執行的《光學零件表面疵病》最新標準GB/T 1185-2006[9]中規定是以字母“B”為代號,而光學制圖新標準中規定是以數字代碼“5”表示。繪圖識圖時,代號應按GB/T 13323-2009,以“5”表示,執行標準按GB/T 1185-2006。隨著高能激光在軍事和民用技術領域越來越廣泛地應用,抗激光輻射損傷閾值成為激光系統中對光學零件的一項重要技術要求。該指標指的是光學零件受到激光輻射后,導致表面破壞概率為零的最大能量密度或功率密度,它與材料的結構和性能、表面光滑程度、膜層結構與性能以及膜層與材料的結合性能有關。該項指標在1991版中無體現,目前國家標準中也尚無與之相對應的要求和規范,主要參考國際標準ISO 10110-17:2004《光學和光學儀器 光學元件和光學系統圖樣 第17部分:抗激光破壞閾值》[10],以代號“6”表示該指標。
3.3表面結構公差標注變化表面結構公差即表面粗糙度的標注。在GB 13323-91中,未對光學零件表面粗糙度的標注做專門說明,執行國家標準GB 131《機械制圖 表面粗糙度代號及其注法》和GB 1031《表面粗糙度 參數及其數值》即可。光學工作者普遍認為,用機械表面標準表述光學表面是極不充分的,尤其是在超光滑表面、高功率激光光學等方面,表面粗糙度是一個相當重要的參數[8],不能簡單套用機械表面標準。2009版光學制圖標準中對光學零件表面粗糙度的標注參考了國際標準ISO 10110-8:1997《光學和光學儀器 光學元件和光學系統圖樣 第8部分:表面質地》[11]中對光學零件表面粗糙度的要求,將光學表面分為粗糙表面和拋光表面。粗糙表面結構用字母G(Ground)表示輪廓面,其微觀輪廓要求用輪廓均方根偏差Rq來度量。拋光表面結構用字母P(Polished)表示輪廓表面,有四種表示方式:(1)無輪廓微缺陷要求的拋光表面,直接以“P”表示;(2)帶有輪廓微觀缺陷要求的拋光表面,字母P的右側數字表示可允許的輪廓微觀缺陷密度等級(P1~P4四級);(3)輪廓均方根偏差Rq;(4)功率頻譜密度函數(PSD)的定量方法,該項指標對于在高技術強激光應用中確定超光滑表面特性特別有用。4應注意的問題和實施建議透鏡圖示例如圖1所示。
圖1GB/T 13323-2009透鏡圖示例
Fig.1Drawing of lens according to GB/T 13323-2009
結合透鏡圖示例和前面的分析,在新標準執行中需重點注意以下幾點問題:(1)首先要注意整體圖面的布局變化,改變在圖面右上角進行各項要求說明的習慣,而改為在圖面下方列表說明或引線說明的方式。(2)注意各項指標代號的變化和等級表示方法的變化。尤其是對材料的應力雙折射、非均勻性和條紋的標注,其等級描述與1991版是恰好相反的,千萬不能搞錯。(3)由于一項國家標準的制訂、改版是需要很長時間的,因此難免出現相關聯標準未能完全配套的現象,如表面疵病的最新國家標準與該標準中疵病的代號就不同,但兩個標準都是現行有效的最新標準,又如GB 903-87《無色光學玻璃》也依然是現行有效的標準,但其中各項指標的標注在相關的國家標準里均有較大的變更,這些都是技術人員在看圖、識圖、繪圖的過程中要特別注意的地方。對于更好地貫徹和實施該標準,提出以下幾點建議:(1)及時了解和掌握最新標準動態,樹立標準化意識。標準中已說明不注日期的引用文件是以最新版本為準,所以一定要及時跟蹤掌握,查用現行有效的最新標準。(2)認真學習與審慎理解標準各條文的含義和內在要求,由于標準編寫有規范的結構和用語,言簡意賅,不能淺嘗輒止,避免出現曲解或誤用現象。5結論隨著科學技術的發展和進步及國際交流的日益頻繁,國家標準跟蹤國際標準的發展而發展,需要不斷地制定、修訂、充實和更新。對于光學工程技術人員而言,正確理解和認識修訂改版后的《光學制圖》國家標準十分重要。通過對新舊標準的詳細解讀,指出了新標準執行中需注意的一些問題,并給出了實施建議,讓技術人員更易接受理解,從而更快推動新版《光學制圖》國家標準的貫徹與執行。參考文獻:
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關鍵詞:中職學生 機械制圖 空間想象力 啟發式教育
機械制圖這一學科的學習目標就是通過培養學生的空間想象能力及空間分析能力使學生掌握繪制圖樣及辨識和讀取圖樣的能力。為了讓學生掌握這門課,最重要的前提就是要做好學生空間想象力的培養工作。什么是空間想象力,它指的是對客觀事物的空間分布仔細的觀察、分析及抽象思維的一種本領。這種能力的主要表現是可以很好地在大腦中組建研究對象的空間結構及分布,而且可以按照對實物的操作,在大腦中展開相應的思考。筆者根據這幾年的教學經驗發現,機械制圖在培養學生的空間想象力方面有著非常重要的作用。[1]
一、使用語言直觀法
機械制圖是一門工程語言,機械制圖老師上課中就利用形象的語言來闡述工程語言。機械制圖這門課中很多的概念和理論知識比較抽象,假如只是按照課本內容進行授課,課堂上難免會使學生覺得枯燥而且不好理解,不能有效地提高教學的質量及學生的空間想象力。因此,老師應該把機械制圖的相關理論知識與實際的事物相融合,把工程語言進行直觀化,借助生活中普遍的現象來描述機械制圖的知識,幫助學生理解和掌握。比如,在學習投影法的概念的時候,老師可以借助陽光或者是燈光照射物體形成影子的現象來講解,使學生可以更好的理解投影法的概念。老師還可以借助一些通俗易懂的實物來講解相關的知識,比如,在學習基本視圖的時候,可以把教室的4面墻、天花板以及地面看成是空間的6個投影面,這樣可以幫助學生掌握基本視圖的概念。總的來說,使用語言直觀法,能夠幫助學生掌握基本的機械制圖概念,提升教學的質量,幫助培養學生的空間想象力。
二、利用啟發式的教育,把學生作為主體
機械制圖中不僅概念特別的多,要求的規范及標準也特別的多,假如老師只是在課堂是使用滿堂灌的授課方法,很容易讓學生產生枯燥感,并且也無法實現培養學生空間想象力的目標。因此,應該綜合的考慮機械制圖的特征,使用啟發式的教育,啟發學生思考,指導學生正確的想象,使學生自覺地學習、探索,進而實現培養學生空間想象力的目標。
《學記》的作者曾經說過,“道而弗牽,強而弗抑,開而弗達”,意思是提倡啟發式教育,啟發學生,指引學生,但是不可以干預學生的學習;對學生要嚴格的要求,可是不可以給學生太大的壓力;指引學生學習,但是不能為他們作決定。啟發式教育的重心是要啟發思想,培養及拓展學生的智力,進而提升學生的空間想象力。在機械制圖中使用啟發式教育最關鍵的就是啟迪學生思維,指引學生正確的想象。
比如,在學習三視圖的時候,老師可以先畫出二視圖,使學生按照二視圖進行想象,找出這個二視圖的真實物體結構,然后根據真實物體畫出第三視圖。在教學過程中,學生要自己動手,獨立的思考,然后老師指引學生明白二視圖無法正確的描述真實物體的結構。如此既可以增強學習的自主性,還可以有助于培養學生的空間想象力。
啟發式教育中,老師起到指導的作用,學生才是主體,所以,老師應該先弄明白教材,認真地備課,這樣才可以在課堂上游刃有余,才可以幫助培養學生的空間想象力。上課時,老師借助問題,指引學生想象,要不吝嗇贊美及鼓勵,還有,學生在討論及辯論之后,老師要給出正確的總結,使學生根據自己的討論及學習,掌握機械制圖的原理。
三、借助多媒體教學
老師應該借助多媒體技術來提升教學的效果,進一步推動空間想象力的培養。多媒體可以吸引人們的注意力,還可以活躍上課氣氛,增強學生的積極性。借助多媒體可以把抽象的圖像進行直觀化、形象化,可以有助于學生形成較深的印象,有助于培養學生的空間想象力。例如,學習運用形體分析法畫組合體的三視圖的時候,可以借助錄音、視頻,把形體分析法與畫物體的三視圖的步驟相結合,將物體的分解借助多媒體展現在學生眼前,使學生一覽無余。另外,機械制圖的知識點特別的多,但是時間很少,借助多媒體技術可以拓展課時容量,讓學生學到更多的東西,掌握更多的理論知識,有助于培養學生的空間想象力。
四、做好起步教學,培養學生的自信心,努力克服害怕困難的思想
對中職技校的學生來講,《機械制圖》是一門新的課程,在第一學期開始進修。學生從初中剛上來,完全沒有機械制圖的底子,對機械制圖的基本概念及內容也完全不熟悉,所以會產生害怕困難的思想,阻礙學習。所以,老師在剛開始上課時,就要借助學生熟悉的事物及知識展開教學,努力避開專業性很強的名詞術語。應該提高直觀性,全面的借助掛圖、模型及實物等對象開展授課。老師應該盡量多演示,盡可能地發揮多媒體的作用,激發學生的學習熱情,幫助學生克服害怕困難的心理,激勵學生大膽的想象,進而使學生有信心學好機械制圖。[2]
五、借助實物開展教學
實物教學主要就是在課堂上借助模型、實物及掛圖等直觀的東西來講授抽象的機械制圖,指引學生借助投影原理來了解實物和圖形間的聯系,讓學生可以形成清楚的印象,進而幫助學生培養空間想象力,使教學獲得更好的效果。比如,在學習剖視圖的時候,因為剖視圖的類型非常的多,學生要想區別開每個的定義及作用非常的困難,老師應該使用模型,一邊講課,一邊演示,進而減小學生的學習難度,使其更有自信學好機械制圖。在學習零件圖的時候,可以借助掛圖或者是模型、實物等,達到平面和空間之間的轉化,進而幫助學生深入的學習機械制圖,培養空間想象力。
為了充分的借助實物展開教學,學校還可以成立實物展示室,強化學生對三維實物的印象,進一步提升學生的空間想象力。老師可以分章節的讓學生去參觀,對那些空間想象能力不好的學生可以多讓他們來參觀,重點對其進行教育,幫助提升他們的空間想象力。
總而言之,要想培養學生的空間想象力,可以實施很多中方法、策略,在教學的實踐中對學生的空間想象力的培養非常有幫助,而且很有效。當然,空間想象力無法在很短的時間里快速的提升,但是老師可以按照科學有效的方法慢慢的提升學生的空間想象力,學生也可以在學習基本知識及理論的前提下盡量的多看、多花、多想及多練習。
參考文獻:
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一、改革中的學生因素
隨著這些年本科院校的擴招,進入高職院校的學生數量和質量都發生了很大的變化,學生之間的個體差異比較明顯。由于在學習機械制圖課程過程中,需要較好的空間想象能力,而這一能力不是幾天就能培養起來的,所以在學習之初,學生之間的差異化比較明顯,有的學生學習情況較好,能夠完全掌握老師的授課內容,而有的學生幾乎入不了門,即便是非常努力地學習,也是收效甚微,久而久之,也就放棄了這一學科的努力與學習,直接或間接影響到他今后的其他專業的學習和生產實踐。針對出現的這一問題,我們要深入研究學生的具體情況,在機械制圖教學開始時,下足工夫,利用各種手段簡化教學內容,方便學生學習,培養學生的學習興趣,激發他們的學習動力。學生作為教學環節的主體,直接影響到教學效果,而每屆學生的情況都各不相同,所以探索一條方便改革、適應性強的機械制圖教學之路,非常重要。
二、改革中的教師作用
教師作為教學環節中的主導作用,擔負著組織教學的任務。如何上好一堂課,筆者認為,首先教師應該努力提高自身的專業素養和業務水平,不要墨守成規,要以積極的態度去學習和研究一些與機械制圖課程關系密切的相關專業課程,增強對機械類專業課融會貫通的能力,這樣可以在教學中做到游刃有余,提高學生學習的熱情。其次,時刻關注該課程的發展,學習新技術、新方法,多去企業調研,時刻了解企業的需求與新技術的引進,堅持理論與實踐的結合,這樣在教學過程中,才能有效地解答學生提出的這樣那樣的問題。在學生學習開始時,往往會存在一些問題,比如學這門課有什么用,學了以后能干什么,如果學好了,會有多大的幫助等等。筆者認為,解答這些問題的最好也是最有效的方法便是實際生活或生產中的例子,特別是繪圖能力在企業的產品設計、生產過程中的應用和作用,生動且形象,從而增強學生學習的信心與動力。
三、改革教學內容
1.增加計算機繪圖軟件的學習
現在要求學生不僅僅掌握視圖和繪圖能力,還要具備計算機繪圖的能力。計算機繪圖軟件可以分為二維軟件和三維繪圖軟件。目前常用的二維繪圖軟件有AutoCAD、CAXA,三維繪圖軟件有Creo/SolidWorks等。計算機繪圖軟件學習的引入,目的是為了實現對學生的學習起到幫助和鞏固的作用。
2.增加機械制圖課程學習課時
增加計算機繪圖軟件的學習不能以犧牲傳統教學內容的課時為代價。所以,在加入計算機繪圖軟件的學習之后,要適當增加機械制圖課程總的課時量。筆者認為,課時量的增加不是簡單的數量的增加,僅僅在原有機械制圖課程課時量的基礎上增加計算機繪圖軟件的課時量,而是要科學合理地規劃,原則上要讓計算機繪圖軟件的學習和課堂學習相互結合,相互促進,合理搭配,提高效率。
3.按照年級調整課時比例
在機械制圖課程的整個教學過程中,計算機繪圖軟件學習的課時量和機械制圖課程課時量之間的比例并不是一成不變的。因為學生在低年級學習計算機繪圖軟件時,由于掌握的機械制圖知識較少,所以,這時的計算機繪圖的課時量不宜過多,僅僅起到一個提高學生學習興趣與認識的作用。隨著學生機械制圖知識的增加,可以逐漸提高計算機繪圖軟件學習的課時量。這不僅能夠提高學生繪圖的效率,也可以規范他們的繪圖,增加熟練程度,為以后的就業工作打下堅實的基礎。
四、改革教學方法和手段
改革并不是完全推翻傳統的教學方法,用最新的方法取代,因為機械制圖課程傳統的教學方法,雖然存在一定的問題,但是其中也有一些值得保留的、有價值的內容。對于這一部分內容,要將其融合到教學中。
機械制圖是一門標準化要求極高的課程,在各種圖線的畫法及應用、尺寸的標注、工程圖的畫法等方面都必須嚴格執行國家標準,所以,要充分發揮傳統教學過程中的課堂作用。教師言傳身教,以標準的畫法讓學生信服,從而讓學生在開始就形成嚴謹的作風,雖然學習和練習過程中有些枯燥無味,但仍是必需的。
在增加了計算機繪圖軟件的學習內容之后,絕不能淡化或放棄傳統的徒手繪圖能力的培養。因為在實際生產過程中,不完全是計算機繪圖,在圖樣的設計之初,往往需要設計人員進行徒手繪圖,當設計圖樣進行修改后,才會進入計算機繪圖階段。所以,傳統教學過程中的徒手繪圖要保留下來,并且保證課時量,這是保證徒手繪圖能力和規范性的必要條件。
在機械制圖課程的課堂教學中,充分發揮多媒體軟件的作用,從學生的聽覺、視覺等各個方面強化學習內容,提高學習效率。傳統教學往往簡單地依靠一些木質模型,對著模型向學生反復地講解。學生聽得心煩,教師講得無味。現在,可以依托三維軟件生成三維模型,可以從任意角度觀察模型,可以放大縮小、旋轉,特別是對于一些內部結構比較復雜的零件,可以任意進行剖面的觀察,而且可以將三維模型即時生成工程圖,直接建立二維和三維之間的轉換,讓學生明白他們之間的關系。由于軟件中二維和三維視圖之間是關聯的,所以可以隨意改變模型的觀察角度,二維視圖也隨之變化。這在以前的教學過程中,是不可能實現的,也是無法想象的。實踐證明,計算機三維繪圖軟件的引入,可以有效提高學生的理解能力,縮短學生的學習時間,提高學生的學習效率和效果,活躍課堂氣氛,增加學生的知識量,有效減輕教師的教學工作量。
伴隨著3D打印技術的普及,筆者學院引入了桌面型3D打印機和光固化3D打印機。打印機的引入,為拓展機械制圖課程的教學方法和手段提供了多一種選擇。現在不再讓學生的機械制圖課程的學習停留在書本、練習冊、計算機,更是擴展到了實體,簡單地說,就是讓學生將設計的三維實體圖形,利用3D打印機打印出來,拿在手上,這對于學生的誘惑是非常大的。實踐證明,3D打印與機械制圖課程的結合非常成功。機械制圖課程可以為3D打印提供素材,反過來3D打印可以促進機械制圖課程的教學,激發學生的學習興趣和動力。
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關鍵詞:中高職課程銜接;課程標準;職業能力;開發;
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)18-0227-02
在中高職分段培養模式下,課程的有效銜接是順利完成高職人才培養目標的保障。目前我國中職教育階段的課程體系、課程標準在國家指導文件的指導下多由學校根據辦學特色調整制定,這使得高職階段的教育沒有了相對統一的起始平臺。針對我院專業開設情況,本文在研究中職機械類專業學生升入高職教育階段后專業課程銜接的問題時,以《機械制圖與CAD》為例探討中高職銜接課程標準的開發。
一、高職課程標準開發的思路
課程標準是人才培養方案的重要組成部分,是課程建設的基礎,是課程實施、管理和評價的依據。在充分研究學生原有知識與能力的基礎上,確定銜接課程的結構和學習內容,設計以職業資格標準為依據,以工作過程為導向,以職業能力為主線,以工作任務為載體的課程模塊,在夯實學生專業知識的同時提升和拓展其職業能力,達到高職人才培養的目標。
二、高職課程標準的開發過程
1.中職階段《機械制圖與CAD》課程教學內容。《機械制圖與CAD》是一門傳授機械圖樣語言的專業平臺課程,該課程所形成的制圖的技能和識圖的能力,對學生后續核心課程的學習和今后崗位職責的完成都至關重要。由于我院招生的學生來自不同的中職院校,各學校機械制圖課程的實施有所差異,但通過對張集中等職業學校、車幅中等職業學校學等國家示范學校調研發現,大多數學校教學內容主要包括機械制圖的基本規定,平面圖形的畫法,投影原理和點、線、面、體的投影規律,立體表面的截交線和相貫線,軸測圖,組合體、常用件和標準件的畫法,AutoCAD平面繪圖。教學側重學生空間想象能力的培養和三視圖的識讀與繪制。
2.高職階段對《機械制圖與CAD》課程的基本要求。高職機械制造與自動化專業主要培養學生掌握現代制造技術及自動控制理論,能從事產品工藝編制、機械零部件制造與裝配、機床設備維修維護、計算機輔助設計與制造、機電產品技術服務等工作,具有生產技術開發與管理潛能的高素質復合型技術人才。為了提高學生運用知識進行解決實際生產問題、設計工藝裝備的能力,參照車工和鉗工的職業資格標準(表1 車工與鉗工對機械制圖的要求)對本課程的要求,將教學目標設定為:要求學生能讀懂復雜畸形零件的工作圖,能繪制中等復雜程度的零件工作圖,能讀懂機床的主軸箱、進給箱的裝配圖,能正確識讀零件圖上的尺寸公差及其他技術要求,樹立國標意識、質量安全意識、培養學生規范作圖的習慣。
三、中職畢業生學情分析
達到中職畢業資格升入高職階段的中職學生,雖然專業主干課程都已修習完畢,但是知識掌握深淺不一。中職生已經知道正投影的規律,能繪制簡單零件如軸、體、組合體的三視圖,具備了基本的繪圖和識圖能力。由于《機械制圖與CAD》通常開設在第一、二學期,是學生接觸機械專業的第一門課程,圖形從平面到空間再到平面的轉換過程對于學生而言難度較大,雖然中職階段課時安排多但學習效果并不理想,學生的識圖和繪圖能力有待提高。
四、高職階段《機械制圖與CAD》課程標準的制定
我們采用優化的教學項目,以工作過程為導向,以職業能力為主線,以工作任務為載體,以模塊化的測繪訓練來設置教學內容,提高學生對復雜零件圖和裝配圖的識讀與繪制能力。本課程以液壓元件齒輪泵和齒輪減速器的測繪過程為主線,內容由淺入深,由易到難,測繪訓練的同時也復習了公差與配合的知識,并為后續課程的學習奠定了基礎。
高職《機械制圖與CAD》課程內容設計如表2所示。模塊1為中高職機械制圖課程的銜接模塊,通過此模塊幫助學生回憶正投影規律和三視圖畫法,強化標準件如連接件、軸承和常用件如齒輪、蝸桿、軸的畫法,幫助學生鞏固中職階段學過的知識,對未能掌握的知識查漏補缺。模塊2和3為提升模塊,通過從單個零件到整個部件的測量、草圖繪制、尺寸標注、視圖選擇、圖形繪制的工作過程,實現學生從圖樣的繪制到零件設計的思維轉變,逐漸提升學生的認識層次和思維方式。模塊4為拓展模塊,以學生熟悉的齒輪泵、減速器為例,采用目前普遍使用的計算機軟件進行零件的建模和部件的裝配,輸出工程圖,用于生產實踐。模塊5為綜合能力提升訓練,根據學生能力選擇較復雜裝配圖,讀圖并拆畫主要零件圖并三維建模,達到綜合能力的提升。
五、課程評價
建立任務考核與期末課程考核相結合的方式,過程考核占60%,期末考核占40%,如表3所示。
參考文獻: