二/三維軟件在高職院校畫法幾何課程中的教學模式探索

武鵬飛

摘 要 畫法幾何課程作為工科類專業的核心基礎課，對學生職業能力的構建起著重要的作用。將畫法幾何課程授課內容歸類為七部分，針對不同部分的內容要求，分析相應的授課特點，并將AutoCAD、Pro/E軟件引入課題教學過程中，把傳統的板述授課與軟件演示相結合，并就合適的教學方法進行探討。

關鍵詞 畫法幾何；教學模式；高職院校；軟件

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）08-0105-02

畫法幾何課程主要培養學生的分析、推理、識圖、制圖以及空間想象能力，是高校識圖與制圖課程體系的基礎課程，同時作為工科類專業的核心專業基礎課，對學生后續專業課的學習以及今后的職業發展都有重要的影響。相比本科院校，高職院校錄取分數線較低，學生普遍學習積極性不高，同時由于畫法幾何課程需要較強的空間思維能力，僅僅通過板述方法進行教學，學生理解困難，課程教學效果較差。

近年來，隨著計算機繪圖技術的快速發展，涌現出大量諸如AutoCAD、CAXA、Pro/E、SolidWorks、SolidEdge、UG等優秀的二維、三維制圖軟件，工程圖學課程指導委員會在其新修訂的教學基本要求報批稿中，亦將“應用繪圖軟件繪制工程圖樣及進行三維造型設計的能力”并行地列入工程圖學課程任務中。因此，在畫法幾何課程教學中將二/三維制圖軟件引入授課過程中，不僅有利于學生空間思維能力的培養，也易于激發學生對計算機繪圖技術的興趣，對后續課程的學習起到一定的促進作用。

1 課程授課現狀及二/三維制圖軟件的選用

當前高職院校對畫法幾何課程的講授大多還沿用傳統的板述教學方法，其優點在于教師在上課過程中邊講邊畫，并在繪圖過程中對所應用到的國家制圖標準進行詳細講解，不僅強化了學生對國家標準的理解，而且能提升學生在繪圖時候的標準化意識和嚴謹的繪圖態度。然而，使用傳統的三角板、圓規、直尺等畫圖工具，在黑板上繪圖費時費力，而且比較難畫得標準、美觀，從而極大地影響了學生對畫法知識的理解。同時由于手繪圖形視覺效果較差，無法提供清晰、動態的投影過程，不僅不利于培養學生的空間構思與思維能力，而且由于課程內容枯燥，也易于導致學生注意力分散，最終喪失學習興趣。

對于二維、三維制圖軟件的選取，應根據相應專業的課程培養體系進行確定，應首選學生后續課程中所要學習的相應制圖軟件。在本文中選擇的二維、三維制圖軟件分別為AutoCAD、Pro/E。AutoCAD作為目前主流的計算機繪圖軟件，其在二維制圖方面有著優異的性能，在企業、高校都有著廣泛的應用。將AutoCAD引入畫法幾何課題，可以一邊繪圖一邊講解，速繪圖速度快，不僅能節省大量的繪圖時間，而且能較完整地展現教學的思路過程，使學生在看的過程中就逐漸掌握了繪制平面圖形的方法，增加了教學過程的趣味性，降低了學習難度，更能激發學生的學習興趣。在畫法幾何課程中有關制圖規范、平面幾何作圖、點線面的投影等內容講解過程中，非常適合使用AutoCAD進行演示教學。

而將三維制圖軟件Pro/E引入畫法幾何課程，不僅能有效彌補學生空間思維能力不足的缺陷，而且可以應用軟件本身自帶的動態識圖功能，為學生從各個角度展示物體的結構，或者應用拉伸、旋轉、倒角等命令輕松地對模型進行靈活的修改，讓學生看到修改后的模型特性以及對于投影視圖的變化特點，將枯燥的學習過程變得更加具體直觀，使學生體會到成長的喜悅。

2 引入繪圖軟件后畫法幾何課程的授課方法

將畫法幾何的授課內容歸納總結成七個部分：制圖規范、平面幾何作圖、空間點線面的三面投影、基本形體投影及表面取點、組合體識圖與制圖、組合體尺寸標注、繪制軸測圖。應根據不同的授課內容選擇合適的授課方法。

制圖規范部分主要講解圖幅、圖框、標題欄、字體、線型、比例、標注方法等國家標注；平面幾何作圖部分主要講解繪圖工具的使用、等分線段、等分圓弧、圓弧連接，通常在這兩部分講完后會布置圓弧連接的作業，要求在圖紙上完成。此時是學生第一次制圖作業，因此需要教師耐心地講解作圖要求、技巧，為了直觀地演示整個作圖過程，可以應用AutoCAD制圖軟件進行示范，詳細為學生講解如何選擇圖框，如何繪制標題欄，平面圖形的畫法及作圖順序等。

對于點、線、面的三面投影中正投影的含義、多面正投影系統的構成、平面展開后的三面投影、投影點之間的關系、點與直線的空間位置判斷、點與平面的空間位置判斷等概念性內容，應以板述為主，注重將概念以及相應的作圖原理講解透徹，為后續的實際作圖打下良好的基礎。例題講解以及內容鞏固應以二維制圖軟件AutoCAD為主。

對于基本形體投影及表面取點部分，主要講解棱臺、棱柱、棱錐、圓柱、圓錐、圓球的三面投影及表面點的投影，這部分內容的講解如果還應用傳統的板述教學，則會在繪圖階段花費大量的時間，使課堂進度緩慢，而且由于手繪圖形不規范，也極易使學生產生誤解。因此，在本部分的講解應以三維、二維制圖軟件相配合，首先應用Pro/E軟件建立基本形體的三維模型，直觀展示在學生面前，然后分別講解形體向三面投影體系中投影后的平面形體。這樣的授課方式不僅將形體直觀地展現在學生面前，而且使課程教學過程更加生動，提高了學生的學習興趣。隨后，利用三維軟件本身自帶的二維投影功能對形體進行投影；最后，對習題的鞏固練習可以使用二維AutoCAD制圖軟件進行講解。

組合體的識圖與制圖內容的講解，主要是對形體分析法、線面分析法的講解，此處內容的講解較為抽象，三維軟件的合理使用將會大大提高學生對此部分內容的理解。如對形體分析法的講解，首先在三維軟件繪制組合體的三維模型，將組合體逐步分解為多個基本形體，隨后為學生逐一講解每一基本形體的投影，最后將投影按組合方式進行疊加；對線面分析法的講解，可首先將組成三視圖的對應圖框進行分析，找出對應關系，然后根據投影關系確定對應的基本形體，最后在三維軟件中將分析后得出的組合體繪制出來展示在學生面前，并參照繪制的組合體模型講解三視圖中的對應圖框。這樣的講解方式不僅將二維投影與三維模型對應起來，而且能極大激發學生的課堂積極性，提高教學效率，激發學生的學習興趣，起到事半功倍的效果。

組合體的標注內容的講解，應講解標注的類型，如定位尺寸，定形尺寸，基準，組合體的總高、總長、總寬，避免封閉尺寸鏈等基本概念，然后在三維軟件逐一講授各標注尺寸的作用，分門別類講解，既使學生較好地掌握了尺寸標注的要求，又對尺寸標注有了直觀的了解。

軸測圖的繪制主要講解正等軸測投影和斜二等軸測圖的畫法，這部分內容在板述教學中繪圖工作量大、繪圖效果差。可以首先在三維軟件中展示模型，然后在二維軟件中講解繪圖過程，使教學內容直觀清晰，學生易于接受。

3 總結

在畫法幾何課程中引入二/三維制圖軟件，并不是否定傳統的板述教學方法，而是兩種教學方式應相輔相成、揚長避短，方能取得最佳的效果。筆者認為，如多面正投影體系的構建、空間點線面、基本形體的三面投影方法、組合體的試讀與繪制、標注方法等概念性知識，應以板述教學為主，通過教師在黑板書寫，為學生構建良好的學習情境，引導學生跟隨教師的教學思路，首先使學生掌握扎實的理論知識；對于平面圖形的繪制、點線面的投影求解、基本形體表面投影及表面取點等類型的例題講解，手工繪圖速度慢，此時則應以三維軟件展示其空間結構位置、二維軟件作圖的方法，使學生在輕松愉快的教學環境中，較好的掌握畫法幾何的相關知識，打下良好的理論基礎，并激發學生對后續計算機繪圖課程的學習興趣。

參考文獻

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