AUTO CAD在《工程制圖》組合體教學中的運用

郭 瑩

摘要:組合體三視圖的教學質量直接影響《工程制圖》課程的教學效果。文章論述了運用Auto CAD設計組合體三視圖的教學方法及教學優勢。

關鍵詞:Auto CAD;工程制圖;組合體

《工程制圖》作為工科院校必修的專業技術基礎課,其主要教學任務和教學目的是培養學生的空間思維能力。空間思維能力的培養直接關系著本門課程的教學質量。在《工程制圖》所有的教學內容中,組合體三視圖教學在鍛煉和提高學生的空間思維能力方面所起的作用尤為突出。因此,對組合體三視圖這一教學內容的教學模式、教學方法的研究也就顯得格外重要。

傳統的組合體三視圖教學模式與教學方法

組合體三視圖一章的教學內容分三部分:組合體三視圖的畫圖、組合體三視圖的讀圖、組合體的尺寸標注,其中組合體三視圖的讀圖是教學難點,也是《工程制圖》課程的教學難點。這一章的教學時間一般為10學時,其中講授6學時,習題訓練2學時,A3圖訓練2學時。

(一)“黑板——模型”教學模式

在傳統的“黑板——模型”教學模式中,進行組合體三視圖的畫圖教學時,教師要在2小時內對照著模型在黑板上畫出兩個組合體的三視圖,并要講授清楚、分析透徹。時間緊張,教師辛苦,學生也沒有實踐的機會。進行組合體三視圖的讀圖教學時,一般進行“二補一”的訓練,即根據組合體的兩個視圖補畫第三個視圖。這節內容是《工程制圖》課程所有教學內容中最難的,而教學時數只有2小時。教師必須在課間休息時就將要講授的組合體實例畫在黑板上。由于教師不可能將所有實例的軸測圖都畫出來,學生是否積極進行了空間構思和想象,想象的組合體形狀是否正確,都得不到及時的驗證,這是這種教學模式和教學手段存在的最大弊端。組合體的尺寸標注一般都滲透在組合體三視圖讀圖教學中進行,因為如果單獨進行教學,教師還要將組合體的三視圖先畫在黑板上,然后進行尺寸標注,重復勞動無形中增加了工作量。而將組合體的尺寸標注滲透在組合體三視圖的讀圖教學中,則淡化了組合體三視圖讀圖這一重要主題。這一矛盾在傳統的“黑板——模型”教學模式中是無法解決的。

(二)PPT教學模式

隨著多媒體教學手段在教學中的應用,多數教材都配備了相應的教學光盤,而多數教學光盤都采用PPT制作而成。這種教學手段大大減少了教師的工作量,然而在使用過程中也存在一些問題。

問題一:在PPT中,多數圖形都采用圖片形式,學生看到的是成形的圖片,而學生在課堂上是看不到制圖過程的。盡管在2小時的授課時間內能多講解一些圖例,增大教學信息量,但對于基礎較差、接受能力較弱的學生而言,在進行空間想象和構思方面還存在相當大的問題。

問題二:由于在PPT中學生看到的是成形的圖片,特別是讀組合體三視圖時,組合體的軸測圖圖片就在PPT中,學生就不會積極地進行空間想象,慢慢會養成學習惰性。這樣,也就失去了組合體三視圖教學在鍛煉和提高學生空間思維能力方面所起的重要作用,也就達不到預期的教學效果。

運用Auto CAD設計組合體三視圖的教學

(一)組合體三視圖畫圖的教學設計

首先,要講清楚什么是組合體,組合形式有哪些,相鄰形體的表面共面、相切、相交時視圖上圖線怎么處理,什么是形體分析法,什么是線面分析法等基本知識。這些內容可制成PPT,并結合教學模型進行講解。然后,用實例講解、分析組合體三視圖的畫圖方法。這部分內容可以運用Auto CAD進行教學。

教師在備課時畫好各形體的三視圖(如圖1所示),課上對組合體進行形體分析。

分析各形體的位置,將各形體的三視圖由下向上組合在一起(如圖2所示)。在講授時只需將各形體的三視圖根據各自的位置用Move命令移動組合在一起。

再分析各形體的可見性及表面相切、相交、共面的情況,根據具體情況修改個別圖線,邊講解邊修改(如圖3所示)。

最后檢查視圖的正確性。

教師在備課時應先畫組合體三視圖,再將其分解,畫出各形體的三視圖,否則在將各形體的三視圖用Move命令移動組合在一起時會出現錯位。

(二)組合體三視圖讀圖的教學設計

首先,講授讀組合體三視圖的基本要領以及用形體分析法讀組合體三視圖的方法和步驟。這部分可制成PPT進行講解。然后,用CAD制作圖例,具體分析講解讀組合體三視圖的方法和步驟。根據組合體的主視圖和俯視圖補畫其左視圖(如圖4所示)。根據形體分析法先將組合體的主視圖分解為三個線框,再根據投影規律在俯視圖中找出與其相對應的線框,并用不同的顏色區分(如圖5所示)。引導學生想象三個線框對應形體的空間形狀,并分別畫出它們的左視圖(如圖6所示)。分析三個形體的位置關系,將三個形體根據其位置關系組合在一起,進一步分析各形體間共面、相切、相交的情況。根據具體情況修改視圖,仔細檢查完成全圖(如圖7所示)。最后給出組合體的空間模型(如圖8所示),使用動態觀察,讓學生看清楚組合體各個方向的形狀,并對照模型檢查自己想象的組合體形狀是否正確。

課堂上可先講解簡單的組合體,再舉復雜的組合體的例子。這種由簡單到復雜的具體實例的分析和講解,可以收到令人滿意的教學效果。

(三)組合體尺寸標注的教學設計

在進行組合體尺寸標注教學之前,應先講授基本體及基本結構體的尺寸標注法,這部分可采用PPT教學。組合體尺寸標注教學無需單獨進行,在畫組合體三視圖時,將各形體的尺寸同時注出,只不過必須在新的圖層上進行尺寸標注。在講授組合體三視圖畫法時可將尺寸層關閉,在進行組合體尺寸標注教學時將尺寸層開啟,然后具體分析每個形體的定形尺寸及定位尺寸,在分析過程中講授組合體尺寸的標注方法(如圖9所示)。

組合體三視圖教學是《工程制圖》課程的教學重點,更是教學難點,是培養學生空間想象能力的關鍵教學環節。因此,這部分教學質量關系著這門課程的教學質量。運用Auto CAD設計組合體三視圖教學,不需要再在黑板上畫圖,不僅減少了教師的工作量,還增加了課堂信息量。其最大的優點在于能讓學生動態地觀察組合體空間模型,課堂上的具體實例不再依賴于靜止的模型。運用Auto CAD設計組合體三視圖教學,還克服了PPT教學中學生看不到制圖過程的弊端。在運用Auto CAD進行教學時,簡單形體的三視圖是教師在備課時繪制成的,而復雜組合體的三視圖是教師在課堂上邊分析邊組合的,對部分圖線教師還會進行相應的修改,圖形的形成是動態的。

運用Auto CAD設計組合體三視圖教學的實踐證明:這種教學方式靈活方便,動態直觀,深受學生好評,取得了令人滿意的教學效果。

參考文獻:

[1]竇忠強,續丹,陳錦昌.工業產品設計與表達[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]竇忠強,續丹,陳錦昌.工業產品設計與表達習題集[M].北京:高等教育出版社,2006.

[3]周惠群.Auto CAD 2000上機操作——提高篇[M].西安:西安電子科技大學出版社,2000.

作者簡介:

郭瑩(1966—),女,陜西漢中人,陜西理工學院副教授,研究方向為機械設計與制造、工程制圖及計算機圖形學教學。