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两种提升制图能力的强效实训法
作者：管巧娟
关键词：工程制图；实训；加工；教学法
工程制图教学改革的思路和方法多半体现在编写教材、制作课件、开辟教学网站和网络教学、整合相关课程、融合CAD等方面。这些思路和方法给制图教学带来了活力，大大改进了传统的系统化制图教学。然而，对于高职学生，仅用上述方法教学还不能最大限度地激发他们的学习兴趣。笔者尝试运用了“捏泥构形法”和“仿制产品模型法”两种实训教学法，发现非常适用于高职学生，收到了较好的实训效果。
捏泥构形法
捏泥构形法是一种强化立体分析能力和提高空间想象能力的手脑并用教学法，是为后期学习制图课程必备的空间分析能力作基础铺垫。此法以橡皮泥为操作工具，分以下三个阶段，即“照体捏体→观体画图→看图捏体”进行进阶式训练。
照体捏体向学生提供的全是平面立体的模型或平面立体的轴测图，不涉及曲面立体。通过捏制橡皮泥，学生感受到了形体的虚实之分和方向之别，并且充分了解了立体的组合形式，积累了大量立体信息。学生懂得了立体形态的创造不仅仅依靠轮廓，还要依靠尺寸，明白了实体与空虚所引出的实线与虚线的来历。
观体画图此阶段引导学生掌握由立体转向平面的核心方法。在训练过程中，教师启发学生：物体是通过推压后由厚变薄直至推压成面，就形成了平面图形。笔者形象地称之为“压平图”。学生照着捏制的模型画出平面图，并按三个观察物体的垂直方向和按垂直压平的思维画出平面图。这为理解“投影”和“三视图”作了铺垫。
看图捏体这是由二维转向三维的“构体”阶段，也是空间想象能力的提高阶段。经过反复构体和类比构体，学生掌握了立体的总体结构和局部结构的二维表达规律，积累了图与体的对应转换经验。所提供的图全是压平图（即三视图）形式，在这些图中，有的是学生在前一阶段自己画的图。看图捏体时，学生将意识中浮现的形象不停地传递给橡皮泥，并定格在橡皮泥上，这比抽象的思考要深刻。这一环节的训练为后续内容“补漏线”、“二求三”打下基础。学生对看图捏体兴趣浓厚，并初步学会了看图方法，掌握了立体分析能力和空间想象能力。
运用捏泥构形法进行教学的过程中，“投影”、“视图”等制图的理论概念用“压平”和“压平图”替代，“压平”比“投影”更直观。在后续内容中涉及“投影”等概念时，学生能与捏泥构形法教学中的内容联系起来，轻松地理解和运用。
仿制产品模型法
仿制产品模型法是在制图内容进入零件图部分时，采用的制图技能实训法。此方法需要配备仿制车床。通过在仿制车床上对“零件加工”的模拟训练，可以有效地提高学生的识图能力，使学生感受到机加工行业对制图知识应用的实际状况，并提高行业素质，加强工程意识，掌握制图基本技能。
仿制车床结构仿制车床是根据机加工车床的实例仿制而成。工件材料为发泡塑料，切削刀具为发热丝（类似木工常用的钢丝锯）。仿制车床结构由卡盘、刀架、导轨拖板以及刀具组成。卡盘用来夹紧工件，刀架用于夹紧刀柄，刀架在导轨拖板的作用下，能左右前后移动，刀架还可在自带的丝杆立柱上作上下移动和360°旋转。基本具备了类似机加工车床的功能。图1是刀架结构示意图。
图1 刀架结构示意图
仿制产品将塑料工件固定在卡盘内，转动刀具可进行外圆柱和孔的加工，通过刀架具备的功能以及导轨拖板的作用，可按5个自由度方向（除刀具垂直台面转动方向不能实现外）移动刀具，能加工平行轴线上的圆柱孔以及垂直交叉轴线上的回转结构。加工前，几乎每一个产品模型都要考虑用几个步骤实现目标。总之，大部分曲面结构可以在仿制车床上完成。对于平面结构，需在类似台虎钳的夹具上用发热丝切割成型。对于不规则零件，要用手工切割刀加工。切割刀通电加热后，要用电压控制加工温度，一般发热丝温度500°左右为宜。图2是仿制产品模型图片。
图2 仿制产品模型图
实训项目及意义项目一：形体分解实训。形体分解加工是所有实训内容的重点，分平面形体分解加工和柱面形体分解加工。分解加工要引导学生学会分解形体，将复杂图形简单化。学生在该项目实训中，一边看图，一边分解，一边加工。这与传统教学有本质的区别，传统教学中形体分解后，学生看不到结果，因此建立不起实物概念。项目二：尺寸意识实训。学生通过亲自加工，可深刻理解尺寸基准、定形尺寸和定位尺寸。学生利用图纸上的定形定位尺寸，可准确地加工出不同结构，训练学生的尺寸定型定位意识。
实训教学的实施仿制产品模型实训可以安排在读零件图和装配图阶段，实训室实行开放式管理，既可以课上实训，也可以课后实训。课上实训主要是教师引导学生加工；课后实训是学生到实训室完成教师布置的作业。
参考文献：
[1]吴琼.草模型与产品设计[J].机械设计，2006，（1）.
[2]包空军.计算机创新能力培养的教学实践与探索[J].教育与职业，2007，（9）.
[3]邝宗敏.试论高等职业教育课程创新[J].中国职业技术教育，2003，（10）.
作者简介：
管巧娟（1959—），女，湖北武汉人，副教授，教研室主任，主要从事机械基础类课程教学和研究工作。
（本栏责任编辑：周秀峰）