中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

摘要：在工程制圖的教學活動中，利用三維CAD的實體模型輔助教學，有利于加強學生平面和三維模型之間的轉(zhuǎn)換能力，從而提高學生圖形結(jié)合的空間想象能力，最終達到教學目的和效果。本文簡要分析了三維CAD在工程制圖教學中的作用，并就三維CAD在工程制圖教學中的運用進行了簡單闡述。

關(guān)鍵詞：三維CAD；工程制圖；教學方法

工程制圖是大學工科教學過程中理論與實踐結(jié)合性非常強的一門學科[1]，它需要學生閱讀圖樣、分析圖樣和繪制圖樣。由于學生接觸的實物較少，頭腦里無法形成清晰的模型，無法形成平面與空間之間的相互轉(zhuǎn)化，因此，工程制圖往往成為學生最為頭疼的課程之一。針對這一問題，我校認真探索，積極研究，采用三維CAD的模式輔助工程制圖教學活動，加強了二者之間的相互融合，提高了學生的空間思維，教學效果非常不錯。

一、 三維CAD在工程制圖教學中的作用

通過三維CAD建立模型，能夠給與學生真實直觀的感受，讓學生在工程制圖的過程中不在局限于點、線、面，而是將側(cè)重點集中在實體模型上面，對于提高學生圖形結(jié)合能力有著很大的促進作用。

（1）為工程制圖提供了三維的教學模型

傳統(tǒng)的工程制圖教學活動基本上都是在二維平臺進行的，學生閱讀各種二維的投影視圖，在頭腦中對其進行分析和理解，并開始想象它們的空間構(gòu)型，再根據(jù)頭腦中想象的三維構(gòu)象，在圖紙上進行繪圖[2]。學生整個的思維過程是平面——空間——平面，其模型構(gòu)造是間接的，不直觀的，不利于教學活動的進行和開展。針對上述的問題，三維CAD為工程制圖提供了一個三維的教學模型，將二維的圖形三維化，平面的圖形立體化。老師在教學過程中采用三維CAD的3D功能建立組合體和零件圖的模型，將學生看圖的思維方式轉(zhuǎn)化到CAD建模的過程中，一邊講解各種圖形、投影之間的關(guān)系，一邊演示每個步驟作圖過程從而引導學生循序漸進，幫助學生建立一個完整的平面——空間體系。

（2）提高學生對工程制圖課程的興趣

傳統(tǒng)的工程制圖二維教學模式缺乏實物模型與理論知識的有效聯(lián)系，老師往往只是通過一些平面的圖形來向?qū)W生講述零件、機械的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，再加上工程制圖是大一時期的課程，學生往往缺乏對實物模型的認識。因此，在工程制圖的教學過程中，學生感覺到學習枯燥，難以理解，最終可能產(chǎn)生厭惡的學習情緒。而三維CAD可以利用數(shù)學建模來制作實體的工件模型，每個模型之間可以裝配、拆除，就相當于將工廠的裝配拆除車間轉(zhuǎn)移到教室，將各種三維動畫和平面圖形很好地融為一體，學生更加容易理解老師課堂上講述的理論知識，使得教學活動形象生動，極大地提高學生對工程制圖課程的興趣。

二、 三維CAD在工程制圖教學中的運用

鑒于三維CAD在工程制圖中的重要作用，因此應(yīng)該將其運用到日常的教學活動之中，讓其輔助學生理解工程制圖這門課程，最終達到教學效果。

（1）構(gòu)建虛擬實物模型輔助教學

在工程制圖的教學活動中，許多組合體的構(gòu)型都是由許多基本形體構(gòu)成的，通過三維CAD建立各種基本體的虛擬實物模型，再通過一定的方式進行組合，拼裝，使之形成直觀立體的圖形。對于老師來說，在講授課程的過程中，由于學生空間思維能力參差不齊，很多學生難以理解各種平面圖，更加無法通過平面圖形想象構(gòu)造立體構(gòu)形。此時，老師利用三維CAD構(gòu)建各種基本實物模型，然后對其進行組裝，形成三維的組合體，從已知的組合體進行開展教學活動。對于學生而言，學生在工程制圖課程中往往涉及到已知兩種視圖，而要求畫出第三種視圖的，此時，在三維CAD中畫出已知的視圖，將視圖進行拉伸、旋轉(zhuǎn)，在三維CAD中形成直觀的實物圖形，此時補畫出第三種視圖相對比較容易，于此同時還可以通過旋轉(zhuǎn)觀察實物模型的各個視圖，與已知的視圖進行對照，從而檢查驗證自己所畫的視圖是否正確。

（2）制作動畫仿真輔助教學

在工程制圖中，相貫線和截切線的學習是整個課程最難以理解的章節(jié)，由于兩個立體的相貫往往涉及到曲面的交界相貫，它們之間的相貫線隨著立體曲面性質(zhì)、曲面大小和相互之間的空間位置的不同而各有差異，如果空間想象能力不強，則很難想象出一個復雜的三維組合圖形。組合體是由多種組合方式通過疊加、切割等形成的，對于相對復雜的組合形態(tài)，我們可以將組合體進行分解成為多個簡單的形體，再利用三維CAD制出相應(yīng)的模型，通過動畫將每種模型的組合的方式顯現(xiàn)出來，將學生明白每個復雜的組合體都是由簡單的形體切去或者增加若干部分形成的，從而進一步加深學生對于復雜組合的空間認知和形成過程。

總而言之，三維CAD在輔助工程制圖的教學活動中開始扮演著越來越重要的角色，將三維CAD融入到工程制圖之中，增強了教學活動的真實性和畫面感，使得學生對于教學內(nèi)容理解更加深刻。

參考文獻：

[1]嚴惠娥. 三維CAD軟件輔助工程制圖教學探索[J].中國電子教育，2010（04）

[2]吳狄. 基于三維CAD技術(shù)的工程制圖教學改革研究[J]. 沈陽工程學院學報，2014（07）