專業(yè)軟件在“工程制圖”多媒體課件制作中的作用

文章編號(hào)：1672-5913(2008)16-0158-02

摘要：本文分析了目前“工程制圖”教具、多媒體課件存在的缺點(diǎn)和“工程制圖”多媒體課件應(yīng)具有的特點(diǎn)，指出了專業(yè)軟件在“工程制圖”課件制作中的教學(xué)作用，并舉例說明了專業(yè)軟件在“工程制圖”多媒體課件制作中的使用方法。

關(guān)鍵詞：制圖；專業(yè)軟件；多媒體課件；教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

“工程制圖”是既有理論性又有較強(qiáng)實(shí)踐性的一門課程，通常在第一學(xué)期開設(shè)，但此時(shí)學(xué)生十分缺乏對(duì)零部件的認(rèn)知，即使使用教具輔助教學(xué)也不能取得很好的教學(xué)效果。為此，筆者充分利用多媒體教學(xué)設(shè)備，利用一些CAD、CAM專業(yè)軟件和數(shù)控加工仿真軟件制作“工程制圖”多媒體課件素材，制作出了具有立體感和金屬質(zhì)感的零件和裝配體，利用專業(yè)軟件的自動(dòng)生成二維工程圖、生成裝配體爆炸動(dòng)畫圖等功能制作出生動(dòng)、直觀的教學(xué)素材，利用多媒體教學(xué)設(shè)備的展示能力，取得了良好的教學(xué)效果。

1傳統(tǒng)教具與“工程制圖”多媒體課件的缺點(diǎn)

雖然“工程制圖”已經(jīng)有了很多的教具，如掛圖、木質(zhì)模型、金屬模型等，但這些教具還不能充分將三維空間實(shí)體與二維工程圖進(jìn)行聯(lián)系，有的教具沒有零部件的金屬質(zhì)感，不能充分展示零件的加工過程和和表面的生成過程，金屬模型因?yàn)榘嘿F而不能大量使用，教具攜帶不方便，不容易更改，而且大量教具的保存也是一個(gè)問題。

目前大多數(shù)制圖多媒體課件主要運(yùn)用豐富、形象、生動(dòng)的三維圖形作為教學(xué)模型展示教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生快速建立空間形體與工程圖之間的直觀聯(lián)系。它很好地解決了傳統(tǒng)教學(xué)中教師在提高學(xué)生空間想象能力和空間思維能力上的難題，但大多是從如何設(shè)計(jì)形式各樣的立體模型和豐富多彩的界面形式出發(fā)，忽視了教學(xué)信息傳遞這一過程性環(huán)節(jié)。如制圖教學(xué)中的“線面求交點(diǎn)、相貫線和截交線求解、軸測(cè)圖”等一系列內(nèi)容都是需要強(qiáng)調(diào)作圖過程和步驟的教學(xué)內(nèi)容，其目的是教會(huì)學(xué)生怎樣繪出圖形。傳統(tǒng)的教學(xué)方法教學(xué)過程性和步驟性強(qiáng)，教師通過黑板上一步步地作圖來帶動(dòng)學(xué)生同步思維，這正是現(xiàn)有多媒體課件所欠缺的。因此在進(jìn)行多媒體教學(xué)時(shí)，無法完全擺脫傳統(tǒng)的黑板教學(xué)方式，或需借助其他的教學(xué)輔助工具，如實(shí)物投影儀等。

因此，設(shè)計(jì)和開發(fā)一種完全擺脫傳統(tǒng)教學(xué)方式的多媒體教學(xué)課件已成為當(dāng)前深化教學(xué)改革和發(fā)展遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

的迫切要求。

2“工程制圖”課件應(yīng)具有的特點(diǎn)

(1) 采用操作簡單的應(yīng)用軟件制作，如PowerPoint(下稱PPT)，以便于教師修改。因?yàn)閷W(xué)生的學(xué)習(xí)能力是有差別的，教師用PPT，可以隨時(shí)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況修改課件。

(2) 界面簡潔明了。以便將有限的屏幕空間留給教學(xué)內(nèi)容，切忌用花哨雜亂的東西分散學(xué)生的注意力。

(3) 所選素材應(yīng)重點(diǎn)突出。一些學(xué)生自行閱讀就能掌握的淺顯內(nèi)容，便無需浪費(fèi)精力制作課件。只有那些用單一的語言或文字無法表達(dá)或難以揭示相關(guān)規(guī)律的內(nèi)容才適合采用多媒體手段進(jìn)行教學(xué)。如立體的三視圖的形成、軸測(cè)圖的形成、螺旋線的形成、剖視圖的形成等，不僅要有立體圖形，還要有動(dòng)畫以顯示其投影規(guī)律及各要素之間的聯(lián)系。而對(duì)于裝配圖，不僅要有二維工程圖和裝配體立體圖的對(duì)應(yīng)，而且要有爆炸圖以顯示裝配體的裝配和拆卸過程以及零件間的裝配關(guān)系。

(4) 動(dòng)畫要能控制。動(dòng)畫設(shè)計(jì)是工程制圖課程課件制作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，動(dòng)畫過程一定要可以控制。因?yàn)閷W(xué)生基礎(chǔ)不同，接受力不同，教師講課語速也不同，一味順序播放的動(dòng)畫是不可取的。好的動(dòng)畫設(shè)計(jì)能模擬傳統(tǒng)教學(xué)的邊講邊畫的授課過程，并根據(jù)需要給足學(xué)生接受思考的時(shí)間。比如在講組合體的三視圖時(shí)，最好是先看組合體的三維立體圖，再用動(dòng)畫控制先作組合體三視圖的作圖基準(zhǔn)線，再根據(jù)形體分析法，三個(gè)視圖對(duì)應(yīng)著畫基本立體的視圖，再補(bǔ)全截交線和相貫線，擦去多余的作圖線，最后描深，完成作圖。整個(gè)作圖過程要設(shè)置一些控制點(diǎn)，中間穿插必要的講解。還有螺紋連接件的畫法，這是學(xué)生最易出錯(cuò)的地方，教師在課件中就可以把錯(cuò)誤的地方一步一步地控制，這樣使得授課教師能根據(jù)需要適時(shí)進(jìn)行師生互動(dòng)，活躍課堂氣氛，加深學(xué)生印象，從而提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)也克服了多媒體課件授課教學(xué)過程程序化，講課變說課，上課變看課的問題。

3課件制作過程中專業(yè)軟件的使用

PPT的作圖能力有限，僅僅用PPT不可能作出具有豐富線型和圖形的機(jī)械圖樣，更不用說三維立體圖和動(dòng)畫了。這樣就必須依靠一些專業(yè)軟件作出相應(yīng)的素材安插到PPT中。目前應(yīng)用較多的專業(yè)軟件有CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)、UG、SolidWorks、Solidege、PRO/E等。這些專業(yè)軟件不僅能進(jìn)行三維建模(零件建模，裝配建模)，能對(duì)表面的材質(zhì)進(jìn)行渲染使立體具有金屬或其他材料的質(zhì)感，三維立體的真實(shí)感完全與現(xiàn)實(shí)中的零件一樣，而且能自動(dòng)生成二維工程圖(三視圖、剖視圖、局部視圖、局部放大圖等)，能生成三維實(shí)體動(dòng)畫，能生成裝配爆炸圖以展示裝配和拆卸過程。這些功能，都可為教學(xué)使用。

還有一些針對(duì)性較強(qiáng)的專業(yè)軟件，如數(shù)控加工仿真軟件(常見的有宇龍數(shù)控加工仿真軟件、VNUC數(shù)控加工仿真軟件等)，能夠演示數(shù)控加工過程，演示機(jī)床與刀具的動(dòng)作和工作表面的形成過程非常逼真，也具有生動(dòng)直觀的教學(xué)作用。

(1) 例1：制作演示相貫線作圖的動(dòng)畫

先用CAXA實(shí)體設(shè)作出兩立體相交的三維圖，然后用生成二維工程圖功能自動(dòng)生成三視圖，用屏幕截圖軟件把工程圖和立體圖抓取，用圖像處理軟件把圖形打散(把作圖基準(zhǔn)線、各基本立體圖線分部分按作圖過程打散)，然后把打散的圖形導(dǎo)入到PPT中，在PPT中設(shè)置各部分圖形的動(dòng)畫方案(各部分出現(xiàn)的次序及出現(xiàn)形式)或自定義動(dòng)畫，在PPT頁面的空白處插入立體圖。用PPT本身的作圖能力適當(dāng)畫一些特殊點(diǎn)、一般點(diǎn)及作圖線。這樣，PPT的演示過程完全符合教學(xué)過程，還可以用鼠標(biāo)控制教學(xué)過程，各部分的圖形嚴(yán)格符合投影關(guān)系，而且立體圖形和平面圖形對(duì)應(yīng)，比較生動(dòng)直觀。

(2) 例2：制作雙頭螺柱連接裝配圖的動(dòng)畫

應(yīng)用VNUC數(shù)控加工仿真軟件，演示通孔和不通孔的加工過程，用屏幕錄像軟件錄成視頻，重點(diǎn)說明不通孔孔底留下的圓錐孔為1200和通孔的直徑比不通孔的直徑較大兩個(gè)問題。

應(yīng)用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)作出螺柱的裝配體，利用其爆炸圖和動(dòng)畫功能演示裝配體的裝配和拆卸過程和各零件間的裝配關(guān)系(被連接件、螺柱、墊片、螺母)，用屏幕錄像軟件錄成動(dòng)畫，先通過動(dòng)畫演示給學(xué)生一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。再應(yīng)用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)生成裝配三視圖(主視圖采取剖視的表達(dá)方法)，說明螺柱裝配圖的畫法。最后應(yīng)用例1的過程把這些素材作成PPT演示文稿。畫圖易出錯(cuò)的地方用圓圈標(biāo)出，并用文字說明在作圖過程中應(yīng)注意的問題。文字、平面圖、立體圖、動(dòng)畫等多種形式相結(jié)合，生動(dòng)形象地說明螺柱的畫法，給學(xué)生以深刻的印象。

在這些專業(yè)軟件中，CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)這種國產(chǎn)軟件更貼近中國用戶的操作和使用習(xí)慣，學(xué)習(xí)起來比較容易，功能也比較完善，因此我們制作課件時(shí)多處使用了CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)。數(shù)控加工仿真軟件使用起來也比較簡單，屏幕錄像、截圖軟件更是隨處可見。

4結(jié)束語

專業(yè)軟件和PPT相結(jié)合，能夠彌補(bǔ)PPT制圖能力的不足，能夠制作出綜合文字、圖形、動(dòng)畫等多種媒體且可控制教學(xué)過程的課件，更能取得良好的教學(xué)效果。當(dāng)然，專業(yè)軟件生成的素材，也可以應(yīng)用到Flash、ToolKit等專業(yè)課件制作平臺(tái)中，在此不再綴述。

Abstract: This paper analyzes shortcomings of the current engineering graphics teaching aids and multimedia courseware. Points out the characteristics which the courseware should have. Explains that the specialized field software can play a very important role in engineering graphics teaching. And illustrates how to use specialized software to make engineering graphics multimedia courseware.

Keywords: engineering graphics， specialized field software， multimedia courseware， teaching