SketchUp輔助工程制圖教學應用淺析

李曄　李強

摘 要：利用SketchUp軟件具有操作簡單、快速建模、易于修改等特點，本文以組合體和剖視圖為例，探討了將SketchUp應用于工程制圖的教學實踐方法。通過構建模型實現二維圖形與三維立體的轉換，使得空間構思過程直觀化、可視化、動態化，拓展學生空間思維能力。

關鍵詞：SketchUp；工程制圖；計算機輔助教學

工程制圖作為一門與生產實際密切相關的專業技術基礎課，課程的抽象性一直是教學的難點。對于剛剛接觸制圖的學生，大多數空間想象和思維能力偏弱，認為課程內容難于理解，學習的積極性普遍不高。傳統的教學方法中，教師常常借助三維實體模型、掛圖和多媒體課件來輔助空間感的建立。其中，三維實體模型能最直觀的表達形體的基本特征，但它的制作存在工序復雜、難度大、耗時多的缺點。隨著計算機技術的飛速發展，計算機三維設計技術日趨成熟，三維模型設計以簡單、直觀、快速、便于修改等特點被逐漸引入工程制圖的輔助教學中來。

一、SketchUp用于工程制圖輔助教學的特點

SketchUp又稱“草圖設計大師”，是Google公司的一款專業設計軟件，目的是將立體建模從復雜的構建過程中解脫出來，以最便捷、自由化的方式建立，軟件本身操作簡單、快捷，可視化程度高，借助相關插件更能構建出復雜多變的立體模型。

工程制圖主要培養學生形體分析能力，能夠正確讀圖和制圖。學生需要在頭腦中建立三維立體模型，利用正投影法把三維立體模型轉化為二維工程圖。而借助于SketchUp輔助工程制圖教學，可以使這種空間想象的過程直觀化、具體化，有助于學生的理解和掌握。在工程制圖的教學內容中，組合體和剖視圖的理解相對較難，我們可以將SketchUp計算機輔助教學作為組合體和剖視圖讀圖的一種新方法。

二、運用SketchUp進行組合體讀圖和制圖的教學

在教學實踐過程中，教師對圖樣的立體構建，實際就是一個圖形分析和讀圖的過程，學生可以現場看到老師從平面圖形構建立體模型的每個步驟，然后借助于正投影法，實現三維立體模型與二維工程圖的相互轉化。

如圖1所示，對照組合體三視圖的主、俯視圖進行形體分析，在SketchUp中導入在CAD中繪制好的俯視圖圖樣，利用SketchUp平面“拉伸”命令逐步構建立體模型，對照主視圖進行調整修改，得到準確的三維立體模型（如圖2），實現二維平面到三維立體的簡單轉化；利用“環繞”功能以不同視角觀察模型，利用正投影法再將三維模型轉化為二維工程圖樣。整個過程操作簡單、直觀易懂，學生可以清楚的看到每一個操作步驟的細節，教師在教學過程中亦可以和學生互動交流，做到教師輕松教學，學生易于掌握的目的，極大地改善了學生對空間三維模型構建的思維模式。

三、SketchUp在剖視圖教學中的具體應用

當物體內部結構比較復雜時，常采用“剖視”的方法解決物體內部結構的表示問題。假想用剖切平面剖開物體，將處在觀察者與剖切面之間的部分移去，將其余部分向投影面投射所得到的圖形稱為剖視圖。由于“假想”是一個極其抽象的過程，學生作圖完全依靠空間想象，所以在繪制剖面圖時經常出現錯誤，漏畫、錯畫線的問題比較突出。傳統的教學方式主要依賴于教師的語言描述，往往不能很直觀的講清楚各部分的剖面情況，學生要經歷一個較長的空間思維轉化的適應過程。

目前，SketchUp8.0版本對以前的剖切功能進行了進一步的提升，對之前版本中出現的剖切后的面是“空”的問題進行了修復。教師在剖視圖的教學過程中，可以利用草圖大師的剖切功能，動態地演示對模型的剖切過程，生成剖視圖，使學生對剖切后的模型分析具體化、直觀化。圖3為使用“剖切”命令將模型沿中心線全剖后的形體，但此時所得到的模型剖切表面仍然表現為線條勾勒的空心面。利用SketchUp8.0的新增功能，在選中剖切平面的情況下，點擊鼠標右鍵，在下拉菜單中選擇“生成剖面選項”，在彈出的對話框中進行參數設定，生成剖面（如圖4）。之后，對剖切后的形體進行正投影即可輕松完成剖視圖的繪制，實現抽象過程的直觀化，提高教師的教學質量和學生的學習積極性。

四、對未來的工程制圖教學的思考

通過SketchUp8.0展現出的強大功能，在教學初期，對培養學生熟悉空間結構、快速掌握工程圖樣三視圖的繪制起到了一定的促進作用；后期對復雜圖形的空間結構亦可通過軟件輔助分析，幫助學生從三維立體的視角掌握讀圖和制圖的方法。在今后的教學實踐中應大力推薦計算機輔助軟件在基礎教學中的實踐與應用，將傳統的平面教學模式引向三維立體模式，培養學生的學習興趣，快速掌握基礎課程。

可以建議學生利用課余時間學習SketchUp軟件，在建立模型的過程中加深對工程圖樣的認識和理解，熟悉二維圖形與三維立體間的轉變，做到事半功倍的效果。另外，隨著SketchUp版本不斷提升，功能逐漸完善，適用的插件也會日益增多，這對于復雜模型的構建也將變得更加智能化，將對教師的教學質量和學生的學習效率產生巨大的

幫助。

參考文獻

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作者簡介

李曄（1982-），女，內蒙古機電職業技術學院教師。

李強（1982-），男，呼和浩特市園林管理局滿都海公園管理處，從事園林設計與施工工作，熟悉多種計算機繪圖軟件。