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摘 要 要想使制图多媒体教学更加生动、形象、直观，避免存在的一些弊端，必须将多媒体技术与先进的计算机辅助技术有机的融合起来，才能取得最佳的教学效果。本文就《机械制图》课引入CATIA三维软件的必要性、教学过程的优化进行了详细的论述。
关键词 CATIA V5 随意动像 教学变革
中图分类号：TP37 文献标识码：A
0引言
科学技术的突飞猛进，计算机教育在其迅速扩大的应用中，不再单纯是一种高效的运算工具，而已经成为人们在各领域的一个得力助手。机械制图课采用多媒体教学已成为必然，在制图多媒体课件中，要想吸引学生的眼球，帮助他们建立空间想象能力，在于通过课件他们可以看到所绘制图形各个角度的实体造型图、形成过程以及视图间的变化和对应关系等等。
所以，在制作制图课件时，如何正确合理地使用制作软件及CAD/CAM软件，使其内容中实体造型达到随意动像的效果，是我们目前急需解决的首要问题。实践证明，引入功能强大的CATIA V5三维建模软件与制作多媒体软件有机结合，制作出随意动像的效果，使制图教学演示更加形象、直观。
1采用CATIA V5三维建模软件的重要性
著名德国教育家第斯多惠提出：“教学的艺术不止在于传授本领，更在于激励、唤醒、鼓舞学生”。教学的目的不仅是让学生掌握基础知识和技能，更重要的是进一步激发他们的学习兴趣，增强信息意识和创新意识，培养他们的自学能力和创新能力。这就需要我们在教学手段和教学方法上下功夫，就目前机械制图教学情况来看，CAD/CAM软件与制作多媒体软件有机结合的应用已成为机械制图教学中不可缺少的手段，但存在诸多问题：一是大部分多媒体教学已演变成了“黑板搬家”，“书本拷贝”的模式，虽然为教师的教学工作带来了方便，但却没能充分利用计算机的各项功能；二是目前制作多媒体课件的软件很多，如PowerPoint、Flash、Author ware等，但是，大多以反映结果为主，不能将绘制图形各个角度的实体造型图、形成过程以及视图间的变化和对应关系等，以“随意动像”画面呈现在学生面前；三是大多数多媒体课件“随意性”较差，使得教学互动性较差；四是没能更好地激发学生对新技术、新知识的学习兴趣和热情。
CATIA是由法国达梭（Dassault System）公司开发的集CAD/CAM/CAE于一体的优秀三维设计软件，是一个智能化的软件，可以采用它的基于特征的建模模块、参数化设计模块等技术特点与制图多媒体软件有机结合，来进行教学，以上问题便可缝纫而解。
2教学过程的优化
2.1直观演示培养学生的感性认识激发学生的学习兴趣
著名心理学家皮亚杰所说“一切有效的工作必须以某种兴趣为先决条件。”也就是说，兴趣是人们力求认识某种事物或爱好某种活动的倾向，它能推动人们去追求某种知识或从事某种活动。
例如：在绪论课的教学中，用什么方法可以直观、形象地让学生明确该课程的性质、任务及图样的内容和作用？仅凭几张幻灯片来培养学生的感性认识激发学生的学习兴趣，是远远不够的。因大多数幻灯片只能反映结果，不能表达过程的形成与变化，内容所表达的形象性差。在结果给出之前，教师还必须用语言准确、生动、形象地来描述，并且要不断地重复讲述，可是对“图”来说，不是用语言就能形象的描述清楚。为此，不妨在多媒体的基础上引入CATIA软件中的装配设计模块为学生营造一个更加直观的认知环境：使学生明确“图样”是交流传递技术信息、思想的媒介和工具，是工程界通用的技术语言。作为中等职业教育培养目标的生产第一线的现代新型技能型人才，必须学会并掌握这种语言，让学生们意识到，学好机械制图对他们今后的学习乃至工作都有重要影响。如图1所示。
2.2互动教学培养学生的创造性思维
快乐的学习是发展兴趣、树立学习信心的关键因素。而兴趣和信心的产生却往往是与探索的愉快、发现的欢乐等愉悦的情绪体验紧密相连。怎样才能让学生真正感受到掌握知识的乐趣？这需要师生间和谐相处、情感愉快交流，即互动教学。
在实际教学中有很多教师都努力往这方面去做，但由于种种原因，学生与教师的互动较难向深层次发展。因为一些多媒体课件设计的所谓启发式、互动式教学，其实是一厢情愿。在设计课件时没有留给学生个人潜能施展的空间，没有留给学生与教师交流的机会。
CATIA软件的实体随意动像特点，能呈现问题真实的过程，它对生成的造型可以灵活地进行特征参数化修改。无论造型到哪一步，通过尺寸驱动或修改特征生成过程中的任何参数，都会相应地更新形体的相关尺寸和参数，自动改变零件的形状和尺寸。此特点能够满足学生与教师一起讨论研究，不断完善问题所在。
例如：在讲授常见的圆柱与圆柱相贯线的投影时，学生总是难以理解圆柱相贯线的内容和投影关系。采用CATIA的基于特征的三维建模功能及三维剖视图功能，把两正交圆柱相贯及孔与孔相贯直观形象地展现给学生，来帮助学生弄清投影图中各图线与立体图表面相贯线的对应关系。同时，鼓励学生思考如果正交两圆柱的相对位置不变，而相对大小发生变化时，相贯线的形状和位置将如何变化？让学生尽情讨论、尽情辩论，教师可利用CATIA软件的“尺寸驱动”功能帮助学生验证问题，将学生的思考过程直观地呈现在学生面前，充分体现学生的主体性，不断激发学生的学习兴趣和学习热情。如图2所示
2.3仿制三维模型培养学生空间思维
在教学中最重要的是培养学生的空间想象能力和发散型思维，采用CATIA软件进行演示，能把物体的整个变化过程生动而形象地呈现在学生面前，使学生身临其境，产生立体效应，促进学生形体感知积累，增强学生表象储存量，明白“体”-“形”之间，即“物”-“图”之间的转变。
比如：在剖视图教学中，学生总是难以想象出形体内部的结构，同时对于剖切方式和剖切位置的选择也不好理解。CATIA软件的剖视功能，能使以上问题迎刃而解。首先要想让学生直观地理解剖视图的概念，可以在CATIA“零件设计”模块下直接绘制出机件的模型，用“剖视”工具完成剖切平面的选择并按规定位置剖开零件，再以直观的三维动态旋转形式进行课堂演示。使教学内容更形象、更直观，便于学生掌握。如图3所示。
3结论
为培养学生的技术应用能力、职业实践能力和创新能力，以适应科技、社会发展和知识经济时代对人才的要求，《机械制图》教学手段应与更多的先进技术相结合。通过近一年的实践教学表明，在《机械制图》教学中引入CATIA三维软件，使得教学更加直观、立体结构更加形象、绘图过程更加清晰、教学气氛更加活跃，激发了学生主动学习的兴趣，调动了学生学习的积极性，培养了学生观察、分析、思考问题的综合能力，不但提高了教学成绩，而且使学生的综合素质得到进一步提高，为他们未来能更加适应社会的需求打下一定的基础。
参考文献：
[1] 钟玉琢.多媒体技术[M].北京：清华大学出版社，1999.
[2] 鄢春艳.机械制图与CAD课程教学改革的探索与实践[J].职业教育研究，2008（2）.
[3] 沈海宁.CATIA V5建模技巧探析[J].青海大学学报，2004.
[4] 尤春风.CATIA V5机械设计[M].清华大学出版社，2002（9）. |
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发表于 2022-2-27 18:21:28