耿曙光 郭曉東

摘 要：本文創(chuàng)建了工程圖學(xué)新的課程體系，論述了實(shí)現(xiàn)三維工程制圖的必要性、可行性及其重要意義，說明了三維制圖必將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二維制圖的原因。

關(guān)鍵詞：工程圖學(xué)；數(shù)字化；課程體系；三維CAD

高等教育已成為大眾教育，從畢業(yè)生就業(yè)形勢看，競爭非常激烈。如何對?？茖W(xué)生進(jìn)行適合社會需要的教育，使他們在畢業(yè)時具備市場經(jīng)濟(jì)所需要的就業(yè)本領(lǐng)，是專科教育必須研究的問題。在教學(xué)過程中，授課方式方法直接關(guān)系到學(xué)生對專業(yè)課內(nèi)容的學(xué)習(xí)和掌握，關(guān)系到學(xué)生未來的能力結(jié)構(gòu)。因此，教師必須根據(jù)專業(yè)特色和人才市場的需求，以就業(yè)為導(dǎo)向，及時優(yōu)化專業(yè)課教學(xué)，增強(qiáng)專業(yè)適應(yīng)性。

所謂三維機(jī)械制圖，就是利用先進(jìn)的三維參數(shù)化實(shí)體設(shè)計軟件為平臺，在計算機(jī)上創(chuàng)建和表達(dá)機(jī)件的三維實(shí)體模型或虛擬裝配模型，并附加相關(guān)的技術(shù)要求。作為一門課程，它不再以講授投影理論、二維圖樣畫法、零部件的表達(dá)方法為主線，而是以三維參數(shù)化實(shí)體造型和三維圖樣的表達(dá)方法為主要內(nèi)容，主要培養(yǎng)學(xué)生利用三維參數(shù)化實(shí)體設(shè)計軟件，完整、準(zhǔn)確地創(chuàng)建和表達(dá)機(jī)件的三維實(shí)體模型、虛擬裝配模型，以及添加相關(guān)技術(shù)要求的基本技能，同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和素質(zhì)。

一、創(chuàng)建新的工程圖學(xué)課程體系

融入三維數(shù)字化的工程圖學(xué)課程體系是一種創(chuàng)新的課程體系，能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和設(shè)計能力，這是培養(yǎng)學(xué)生工程圖學(xué)新思維方式的關(guān)鍵，也是培養(yǎng)學(xué)生工程圖學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵。在學(xué)生創(chuàng)造性構(gòu)型設(shè)計能力培養(yǎng)中，突出的是三維形體的造型能力，這是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要形式之一。這一能力在融入三維數(shù)字化的工程圖學(xué)課程中必須通過刪減與現(xiàn)代工程設(shè)計理念和工程實(shí)踐無關(guān)或聯(lián)系不密切的傳統(tǒng)內(nèi)容，來進(jìn)一步增加計算機(jī)三維造型原理、方法的內(nèi)容，并利用先進(jìn)教學(xué)方法和手段來完成。在融入三維數(shù)字化的現(xiàn)代工程圖學(xué)課程體系中，將形體的構(gòu)型設(shè)計作為體系中的一個重要部分，并作為一條主線貫穿于整門課程之中，這是新課程體系的一個特色。該課程體系共包括七部分，即基礎(chǔ)知識，三維構(gòu)型設(shè)計基礎(chǔ)，投影基礎(chǔ)，三維構(gòu)型與二維表達(dá)，機(jī)件表達(dá)方法，機(jī)械工程圖樣，CAD繪圖。

二、實(shí)施新課程體系的方法

1.理論教學(xué)方面

（1）減少傳統(tǒng)畫法幾何內(nèi)容。畫法幾何是投影基礎(chǔ)的主要部分，畫法幾何內(nèi)容在一般的工程圖學(xué)課程中占有相當(dāng)?shù)谋壤蛯W(xué)時。在目前工程圖學(xué)課程學(xué)時減少的情況下，要在課程體系中加強(qiáng)三維構(gòu)型設(shè)計的內(nèi)容，在投影基礎(chǔ)上要對傳統(tǒng)點(diǎn)、線、面及其相對位置的投影及圖解法等部分進(jìn)行精簡，重點(diǎn)在形體投影的圖示上。

（2）增加三維空間和構(gòu)型設(shè)計。①增加了三維構(gòu)型設(shè)計基礎(chǔ)并將其放在投影法之前，旨在以三維立體作為切入點(diǎn)展開課程內(nèi)容并作為一條主線貫穿于教材之中。②用空間直角坐標(biāo)系引出三維投影面體系，將坐標(biāo)值和點(diǎn)的投影規(guī)律聯(lián)系起來，利用學(xué)生已儲備的幾何知識幫助其理解抽象的內(nèi)容，使復(fù)雜問題簡單化。③將現(xiàn)代造型方法和傳統(tǒng)投影理論相結(jié)合，用于軸測投影和組合體的繪制，使學(xué)生不但容易想象出組合體的形狀而且知道其成型的方法和過程。這是現(xiàn)代工程圖學(xué)教材中的一個創(chuàng)新點(diǎn)。

（3）實(shí)施三維教學(xué)模式。教師在教學(xué)過程中可將傳統(tǒng)內(nèi)容和現(xiàn)代內(nèi)容融合在一起講授。例如：現(xiàn)代內(nèi)容中的基本立體與三維CAD成型方法、組合體讀圖與三維CAD成型過程的融合講授，零件圖中工藝結(jié)構(gòu)與三維CAD中特征造型的融合講授。通過精心策劃教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，實(shí)施以“三維實(shí)體設(shè)計”為主線的教學(xué)模式，使傳統(tǒng)內(nèi)容與現(xiàn)代內(nèi)容在教學(xué)過程中融合在一起，而不是拼合在一起，既節(jié)省了學(xué)時，又提高了效率，同時增加了課程信息量。

2.實(shí)踐教學(xué)方面

第一，教師布置教學(xué)內(nèi)容和要求；第二，學(xué)生分組（5人一組），領(lǐng)取液壓泵和測繪工具；第三，拆卸零件，記錄拆卸過程；第四，對零件進(jìn)行分類，填寫標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表，繪制裝配圖示意圖；第五，測量尺寸，徒手繪制零件草圖；第六，繪制二維零件圖和裝配圖；第七，繪制三維零件實(shí)體造型和三維實(shí)體裝配并生成軸測爆炸圖。

三、結(jié)論

三維工程制圖必將替代傳統(tǒng)的二維工程制圖。三維工程制圖有非常明顯的優(yōu)勢。實(shí)現(xiàn)三維工程制圖，不僅是現(xiàn)代制造業(yè)信息化發(fā)展的必然要求，而且是工程制圖課程教學(xué)改革的唯一出路。

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