[摘要]本文闡述了在工程圖學(xué)的組合體教學(xué)中，為解決學(xué)生較難糾正的不正確的作圖習(xí)慣以及較難想象的立體及其交線，加入了簡單易學(xué)的CAXA實體設(shè)計軟件，培養(yǎng)了學(xué)生空間想象能力與二維表達(dá)能力。

[關(guān)鍵詞]CAXA實體設(shè)計軟件 組合體教學(xué) 空間思維能力

按傳統(tǒng)的說法，工程圖學(xué)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力、繪圖能力和空間思維能力，而組合體知識是工程圖學(xué)中培養(yǎng)這三種能力的關(guān)鍵一環(huán)。針對組合體知識中存在的難點問題，我們將CAXA實體設(shè)計軟件引入到該部分的教學(xué)中來，收到了良好的效果。

一、直觀性強，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

組合體的教學(xué)，費時、費力、難懂，以往整個教學(xué)活動中必須配以大量的模型、掛圖、投影薄膜和教學(xué)錄像帶等輔助手段，即便如此，仍然是教的辛苦，學(xué)的疲憊，所付時間、精力之多與教學(xué)效果不協(xié)調(diào)，在組合體讀圖和兩視圖補第三視圖時，如圖1（a），學(xué)生往往想象空間形狀比較困難，尤其是特殊的交線，致使不少學(xué)生厭學(xué)，嚴(yán)重影響了教學(xué)雙方的積極性。加入三維造型之后，如圖1（b），其主要特點之一就是解決了傳統(tǒng)教學(xué)中的憑空想象問題，較難想象的交線一目了然，在教學(xué)過程中直接地描述空間形體，使空間想象直觀、形象地表現(xiàn)出來。對較難想象的立體及其交線有了明確的感性認(rèn)識，使學(xué)生產(chǎn)生了濃厚的興趣，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

二、快速、省時，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率

CAXA實體設(shè)計軟件中，對組合體這樣簡單件的造型方便、快捷、省時，在建模過程中，反復(fù)應(yīng)用視角轉(zhuǎn)換，使學(xué)生逐漸認(rèn)識了空間形體與正投影之間的對應(yīng)關(guān)系。這個過程就是由三維空間到二維平面的思維轉(zhuǎn)換過程。在課堂上構(gòu)造模型，幫助學(xué)生加深對組合體形狀的想象，促進(jìn)學(xué)生理解知識，提高了學(xué)生的空間想象力，學(xué)習(xí)效率明顯提高。

三、建模步驟清晰，有利于糾正作圖的不良習(xí)慣

繪制組合體視圖時，應(yīng)該用形體分析法，把組合體分解成若干個基本體，一個基本形體的三視圖畫完再畫與它相臨的另一個形體，三個視圖對照著畫，這樣不易漏線。同學(xué)們經(jīng)常是一個視圖畫完，再畫另一個視圖，這樣畫完圖后，圖上經(jīng)常是缺東少西，多年來同學(xué)們的這種習(xí)慣很難糾正。于是我們在講該部分知識時，先讓學(xué)生抄畫組合體視圖，如圖2（a），同時引導(dǎo)學(xué)生按照圖2（b）所示的結(jié)構(gòu)1—3—2的順序畫圖，講清楚畫圖時應(yīng)先找基準(zhǔn)，在看圖或繪圖的過程中，要注意結(jié)構(gòu)間的相互位置關(guān)系，也就是說當(dāng)畫完結(jié)構(gòu)1時，要畫結(jié)構(gòu)3，這時一定要先確定結(jié)構(gòu)3相對于結(jié)構(gòu)1的位置，強調(diào)先讀定位尺寸，再讀形狀尺寸。

盡管在學(xué)生作圖時強調(diào)作圖順序，大多數(shù)同學(xué)還是認(rèn)識不到它的重要性，這時就要借助CAXA實體設(shè)計軟件進(jìn)行造型演示，要注意培養(yǎng)學(xué)生尋找特征視圖的能力（識圖能力），根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征，能夠看出每部分結(jié)構(gòu)的特征視圖，例如結(jié)構(gòu)1帶孔的圓柱，特征視圖為同心圓，三維建模的過程如圖3所示，這樣就要求學(xué)生必須按照三視圖間的“三等”關(guān)系，把帶孔的圓柱的三視圖讀完整，才能建立該形體的模型。接著以帶孔圓柱的左端面為基準(zhǔn)面，建立結(jié)構(gòu)3，如圖 4所示。再如圖5所示建立結(jié)構(gòu)2。因為建模時要一個形體建立完才能建立與之有關(guān)的另一個形體，這有利于養(yǎng)成把一個形體的視圖讀完再讀另一個形體的習(xí)慣，學(xué)生們也隨之認(rèn)識到了繪圖時也應(yīng)把一個形體的三視圖繪制完整再繪制另一形體的重要性。這樣幾個回合下來，學(xué)生也就逐漸養(yǎng)成了繪圖時應(yīng)用形體分析法的好習(xí)慣。

四、造型生動，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性

三維教學(xué)手段的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)制圖課枯燥、繁重的教學(xué)狀況，使學(xué)生在輕松、自由的環(huán)境下學(xué)習(xí)。制圖課不再是單純的“教師講、學(xué)生聽”，而是動手實踐、大膽創(chuàng)意、主動學(xué)習(xí)的過程。通過畫二維草圖與三維建模相結(jié)合來實現(xiàn)二維投影能力的提高。首先，在三維建模的基礎(chǔ)上，畫三視圖草圖，培養(yǎng)學(xué)生的二維表達(dá)能力；其次，根據(jù)兩視圖進(jìn)行三維建模練習(xí)，檢驗讀圖能力，而后再補畫第三視圖。幾個回合下來，學(xué)生不但想立體形狀容易了，而且還掌握了三維造型方法。學(xué)會了三維造型，學(xué)生一有時間就開始自己想形狀，自己設(shè)計立體，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。

五、提前入門三維軟件，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)

經(jīng)過一定量的建模實踐，學(xué)生在不知不覺中就掌握了三維立體與二維平面圖形的對應(yīng)關(guān)系，提高了空間想象力，尤其數(shù)控專業(yè)后續(xù)要學(xué)習(xí)CAXA制造工程師進(jìn)行零件造型及模擬仿真，在一年級的制圖課中學(xué)生掌握了三維建模的基本操作，使得在后續(xù)學(xué)習(xí)零件造型、仿真時，接受起來容易，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)。

六、結(jié)論

CAXA二維電子圖板就是全中文人機界面，自由的定制操作，簡單、易于上手；學(xué)生在掌握CAXA二維繪圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行三維造型，接受起來非常容易，便于掌握。在機械制圖課有限的教學(xué)時間內(nèi)，加入三維造型的知識，CAXA實體設(shè)計軟件是較為理想的選擇。CAXA實體設(shè)計軟件在組合體教學(xué)中的應(yīng)用，減少了教學(xué)難點，提高了教學(xué)質(zhì)量，又培養(yǎng)了學(xué)生的形象思維和空間思維能力，同時也使學(xué)生掌握了一種三維設(shè)計軟件，為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

綜上所述，筆者認(rèn)為在工程圖學(xué)的組合體教學(xué)中應(yīng)用CAXA實體設(shè)計軟件是非常必要的，也是工程圖學(xué)教學(xué)改革的必然趨勢。

基金項目：本文系黑龍江省新世紀(jì)教改工程項目《新世紀(jì)高職院?！礄C械制圖〉教學(xué)改革的研究與實踐》的階段性研究成果。

（作者單位：黑龍江農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院）