黃英

摘 要 機械制圖教學中三維技術(shù)的拓展應用可起到推進教學效果的作用，尤其體現(xiàn)在機械制圖的教學模式和教學方法的改進方面，學生可以有效獲取理論和實操方面的更為全面的知識，尤其是對其空間思維能力有著顯著的效果，如三維CAD技術(shù)的機械制圖教學模式是本文在拓展應用方面的主要研究對象，該研究結(jié)果以作為此領域的研究借鑒為宗旨。

關鍵詞 機械制圖 教學 三維技術(shù) 拓展應用

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

Applied Research to Expand the Three-dimensional

Technology in Teaching of Mechanical Drawing

HUANG Ying

（Changsha Aeronautical Vocational and Technical College， Changsha， Hu'nan 410124）

Abstract Expand the application of the teaching of mechanical drawing three-dimensional technology can play a role in promoting the teaching effectiveness， particularly reflected in the teaching mode of mechanical drawing and improved teaching methods， students can effectively obtain more comprehensive knowledge of theory and practical operation of aspects， especially there is a significant effect on its spatial thinking skills， such as mechanical drawing teaching model is a three-dimensional CAD technology to expand the main object of study in this paper， application of the research findings in this field as a reference for the purpose.

Key words mechanical drawing； teaching； three-dimensional technology； application development

0 引言

科學技術(shù)的極速進步，推動了相關技術(shù)的應用高峰。其中，三維設計軟件在相關學科的教學應用也逐漸普及，三維技術(shù)可以通過設計近乎真實感的圖像、照片，以供社會群體使用；也可在線瀏覽相關產(chǎn)品；并且，三維產(chǎn)品數(shù)據(jù)可以直接傳遞給制造部門，對數(shù)控加工進行編程；供給特定系統(tǒng)進行有限元分析，產(chǎn)品或樣品由此可進行數(shù)據(jù)的輸出操作，然后再將設備經(jīng)過制造快速成型。所以，企業(yè)已在高科技浪潮沖擊下大規(guī)模使用三維CAD技術(shù)，即通過產(chǎn)品設計和制造中巧妙地應用三維CAD技術(shù)以提高產(chǎn)品的制造效果和效率。由此，針對三維設計軟件在當今制造業(yè)發(fā)展應用中的普及性和關鍵性，在現(xiàn)代的機械制圖教學實踐過程中應普及和加強學生在三維技術(shù)方面的學習和應用，挖掘和提高學生的創(chuàng)新研發(fā)能力。

1 對傳統(tǒng)機械制圖教學

在基于三維特征的教學模式中，繼而對三維形體進行二維化表現(xiàn)出來，然而，二維平面技術(shù)在三維立體的構(gòu)建特征上應用較少。總體上來說，計算機三維設計軟件在相關領域的使用逐漸變得普遍，由此，相關信息或數(shù)據(jù)用來對應產(chǎn)品供應鏈上所有操作過程的需要，以達到成品信息交流與共享的目的。為跟進當代新形勢的要求，機械制圖的教學模式與方法應革新傳統(tǒng)的學科教學理念，從單一關注二維平面技術(shù)制圖的理念中走出來，針對三維技術(shù)轉(zhuǎn)換為二維的投影模式等特征進行講解，并重點圍繞三維技術(shù)的實踐操作開展教學，重視學生的操作技能的培訓，尤其是三維造型方法的應用教學對學生的實用性更強。

2 在機械制圖教學中突出三維技術(shù)的重要地位

轉(zhuǎn)變機械制圖的教學模式和教學方法：在傳統(tǒng)的機械制圖的教學中，教學模型和實物通常被作為教學素材進行輔助教學，這種形式通常被作為一種重要的機械制圖教學模式。但這種模式的弊端是模型不真實，精度低，形象不逼真。為了將抽象的投影特征轉(zhuǎn)換為接近真實的印象效果，傳統(tǒng)的模式完全不能迎合現(xiàn)代制圖的要求。如通過使用基于計算機三維CAD技術(shù)構(gòu)造的三維模型，擁有形象逼真、模型特征展示多樣化、色彩顯示豐富，精度較高的優(yōu)點。這樣，在機械制圖教學過程中，三維技術(shù)利用其諸多優(yōu)點全方位地滿足現(xiàn)代教學效果要求，從各方面都可代替實物模型來實現(xiàn)最優(yōu)的教學效果，以下是計算機三維技術(shù)的幾個典型的優(yōu)勢：

（1）針對結(jié)構(gòu)縝密而復雜的部件，特別是裝配體本身，實物模型的應用大體上是作為外部結(jié)構(gòu)的展示，對部件本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)難以進行查看和分析，相反，若改用三維技術(shù)，如CAD構(gòu)建的仿真模型，即可根據(jù)項目需求自如地進行切割和進行生成各種特征圖，還可以進行運動仿真，清晰地顯示裝配體部件中的各個零部件的結(jié)構(gòu)關系，以供學生們進行學習和研究，可對裝配體的工作原理進行深入的了解和分析。另外，裝配體的動畫演繹也十分豐富，這樣更使得教學環(huán)節(jié)生動活潑，營造了活躍的課堂氣氛，促使學生以較快的速度融入教學過程。例如：裝配圖觀察和分析時，學生經(jīng)過對裝配圖二維工程圖紙的瀏覽和查閱，認識裝配體的名稱、特征、結(jié)構(gòu)及其特有的工作原理；熟悉部件間的承接和組裝關系；熟知各部件的外形特征與其作用，對裝配體各部件的運行過程進行空間思維.然而，后兩部分是裝配圖了解中的關鍵部分，學生應細致地研究圖紙，在此也要求學生充分展開空間思維的想象：例如減速器裝配圖的觀察中，在研究圖紙時，從全剖的主視圖入手，連接其他的視圖，可采用分組討論和記錄疑問的方式來解決各部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)建、組裝和承接關系，接著，設想裝配體運行時各個部件的運作過程，清楚認識這一工作原理。在學生積極參與思考的基礎上，結(jié)合基于三維CAD技術(shù)的減速器裝配體模型，減速器爆炸視圖，利用多種方式，從不同的視角。

（2）應用計算機三維技術(shù)，以教學的具體內(nèi)容為核心，使整體三維模型的修正和構(gòu)造都簡易化，以提高教學質(zhì)量。

（3）應用計算機三維技術(shù)，可將教學使用的三維模型等結(jié)構(gòu)變成便攜形式，通過拷貝在存儲工具中，自由攜帶。從一定程度上說，傳統(tǒng)的教學用到的實物體形大造成使用和攜帶不方便，而且，也易對實物模型造成損傷，加速減少實物模型的使用壽命。另一方面，在某些教學過程中需要大量的模型展示時，實物展示的量是非常有限的，所以，使用便攜式存儲設備將使用到的教學模型存儲在其中，即可避免以上弊端。

機械制圖課應以關注學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高學生對制圖技術(shù)的應用水平，并把加強學生獨立解決課程問題的能力作為學生對機械制圖技能全面整體得到提升的重要內(nèi)容。一方面，從題海戰(zhàn)術(shù)入手，將制圖過程中可能遇到的所有二維與三維圖形轉(zhuǎn)換的題型進行系統(tǒng)的講解，然后再以類似題給予學生訓練來提升教學效果，使學生能較快融入教學環(huán)節(jié)，這個練習的過程就可以通過課時來進行，并且教師可對學生的動手能力進行現(xiàn)場指導，如學生對實物進行電子化的制作過程，截切、挖孔、開槽等，通過一系列的制作，將每個程序操作后得到的命令作為進行下一個環(huán)節(jié)的程序操作的依據(jù)。

3 結(jié)論

利用計算機三維技術(shù)，將其融入到機械制圖課程的教學過程中，并通過將機械制圖的重點、關注點以及教學瓶頸以更為簡易、方便、智能的模式提高整個教學效果，尤其是對于學生，為其提供了知識量和交互性更為智能的學習環(huán)境，以最大的知識量和實踐性達到教學目的。另外，計算機三維軟件給予的建模、裝配、工程圖以及標準件庫等模塊使得現(xiàn)代機械制圖教學模式更趨于實操性和趣味性，教師和學生都可以通過三維界面使得操作環(huán)境更為簡易、精確、更有效地策劃、設計出理想化的圖形和實物模型。計算機三維技術(shù)的應用對于機械制圖教學的影響是深遠的，它有利于教師的教學技能的提高和知識理論更深一步的傳授。對于學生學習機械制圖課程也有更為重要的意義，一方面能更為直觀地理解圖形結(jié)構(gòu)，加強圖形與理論的結(jié)合。另一方面，提高了學生的動手能力，為學生的專業(yè)發(fā)展奠定了堅實基礎。

參考文獻

[1] 王鶯，施高萍，三維CAD技術(shù)在機械制圖教學中的應用[J].浙江水利水電?？茖W校學報，2009.3.

[2] 鄭盛梓.面向三維CAD技術(shù)的工程制圖教學研究[J].東北大學學報，2005.8（4）：154-156.

[3] 張海霞.利用CAD三維技術(shù)提高工程制圖教學[J].中國水運，2004.8（4）：56-57.

[4] 胡青泥.面向三維CAD/CAM技術(shù)的機械制圖教學研究[J].工程圖學學報，2002（1）：137-141.

[5] 曾美華.CAD技術(shù)在制圖教學中培養(yǎng)學生思維能力的應用[J].南昌高專學報，2002（2）：64-66.

[6] 周旻，鄧學雄.CAD三維技術(shù)與高校工程制圖的發(fā)展[J].肇慶學院學報，2003.4（2）：56-59.