基于UG三維實(shí)體造型技術(shù)在《工程制圖》教學(xué)中的應(yīng)用與研究

云南錫業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉 樹(shù)

?

基于UG三維實(shí)體造型技術(shù)在《工程制圖》教學(xué)中的應(yīng)用與研究

云南錫業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉 樹(shù)

摘 要：本文分析《工程制圖》教學(xué)中融入U(xiǎn)G三維實(shí)體造型技術(shù)的意義，對(duì)《工程制圖》教學(xué)中融入U(xiǎn)G三維實(shí)體造型技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行可行性分析，提出高職《工程制圖》課程教學(xué)改革的新思路。

關(guān)鍵詞：工程制圖 UG 教學(xué)改革

一、《工程制圖》教學(xué)中融入U(xiǎn)G三維實(shí)體造型技術(shù)的意義

《工程制圖》是高職很重要的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，教學(xué)的關(guān)鍵在于學(xué)生空間能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)教學(xué)模式一般以掛圖、教具、模型以及多媒體等教學(xué)輔助手段向?qū)W生講解繪圖原理和方法。這種教學(xué)模式弊病在于教具類型少，復(fù)雜的零件、模型無(wú)法展示內(nèi)部結(jié)構(gòu)，難以滿足教學(xué)要求。因此，教師在工程制圖教學(xué)中應(yīng)融入U(xiǎn)G三維實(shí)體造型技術(shù)，將三維建模的原理方法和技能滲透到工程制圖的教學(xué)中，形成工程制圖新的課程體系。構(gòu)建與工程制圖教材相配的三維虛擬模型庫(kù)，不僅可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)三維形體的想象與分析，還可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維能力。對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，當(dāng)實(shí)物模型不可能展示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，教師可將虛擬模型靈活地進(jìn)行剖切，顯示零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，方便學(xué)生觀察與分析，使原來(lái)枯燥的教學(xué)內(nèi)容變得生動(dòng)有趣，縮短學(xué)生認(rèn)知的過(guò)程，使學(xué)生在有限學(xué)時(shí)內(nèi)，合理、有效的優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生繪圖和讀圖的綜合能力。

二、UG三維實(shí)體造型技術(shù)在工程制圖教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

1.利用UG三維實(shí)體造型技術(shù)提高學(xué)生空間想象力。工程制圖的教學(xué)對(duì)學(xué)生的要求主要體現(xiàn)在兩方面：一是讀圖能力要強(qiáng)，二是繪圖能力要過(guò)硬。空間想象力既是本課的一個(gè)重要培養(yǎng)目標(biāo)，合理利用UG軟件進(jìn)行輔助教學(xué)是增加學(xué)生空間想象能力的重要手段之一。教學(xué)過(guò)程中利用UG軟件在電腦上建立三維立體模型，讓學(xué)生從各種角度觀察，引導(dǎo)學(xué)生的思考和認(rèn)識(shí)，以豐富學(xué)生的空間思維，從而提高其空間想象能力。

2.利用UG加強(qiáng)課堂師生的互動(dòng)，提高課堂教學(xué)效果。UG強(qiáng)大的三維建模功能可以使師生從三維的虛擬模型得到二維的視圖。這使師生之間的溝通可以很快地反映在二維視圖中，使交流變得更加流暢和生動(dòng)，有利于加強(qiáng)課堂師生互動(dòng)， 提高課堂教學(xué)效果。

3.利用UG強(qiáng)大的三維造型功能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。《工程制圖》是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容枯燥、抽象，需要學(xué)生有較好的空間想象能力。因此，如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是擺在教師面前的重要課題。教學(xué)過(guò)程中，教師可以利用UG化難為易，提高學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也可以利用UG將枯燥難懂的二維視圖轉(zhuǎn)化成鮮活的三維模型，有效降低學(xué)習(xí)難度。教師還可利用UG建立模型的功能，通過(guò)簡(jiǎn)單操作，把色彩斑斕、生動(dòng)鮮活的虛擬模型制造出來(lái)，通過(guò)UG 的魔力牽動(dòng)學(xué)生的心，使學(xué)生越學(xué)越想學(xué)，越學(xué)越愛(ài)學(xué)。

三、構(gòu)建《工程制圖》教學(xué)中融入三維實(shí)體造型技術(shù)的課程體系

《工程制圖》教學(xué)中，我們分別在基本體、截交與相貫、組合體、機(jī)件表達(dá)方法及裝配圖部分融入三維實(shí)體造型技術(shù)。

1.基本體部分進(jìn)行形體建模練習(xí)，教會(huì)學(xué)生運(yùn)用拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠等操作對(duì)基本體進(jìn)行三維建模，讓學(xué)生通過(guò)自己建模，進(jìn)一步了解視圖與立體之間的關(guān)系，并在練習(xí)過(guò)程中掌握UG三維實(shí)體造型的基本方法，為下一步建立復(fù)雜形體的造型打下基礎(chǔ)。這種教學(xué)方法從三維入手去學(xué)習(xí)立體，更加符合認(rèn)知規(guī)律，易于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，使學(xué)生對(duì)本門(mén)課程的學(xué)習(xí)更有興趣。

2.基本體的截交和相貫部分一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，這一部分融入U(xiǎn)G三維實(shí)體造型技術(shù)，可以使學(xué)生清晰地了解截交線和相貫線的形成過(guò)程。

3.組合體是若干基本體按一定方式組合而成的形體，是學(xué)生學(xué)習(xí)的又一難點(diǎn)。組合體教學(xué)中融入U(xiǎn)G三維實(shí)體造型技術(shù)，充分利用UG的三維建模功能，可以形象逼真地把復(fù)雜的零件從不同角度直觀展現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生掌握組合的過(guò)程，整個(gè)教學(xué)過(guò)程生動(dòng)形象。

4. 剖視圖是工程制圖中表達(dá)零件內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)形狀最常用的方法，是工程制圖教學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)，利用UG三維實(shí)體造型技術(shù)進(jìn)行三維建模，然后用假想的剖切面對(duì)實(shí)物模型進(jìn)行剖切，并投射到投影面上，使學(xué)生從不同角度了解零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最后選擇最佳的剖切方法和剖切位置，從而清晰直觀地表達(dá)剖視圖的形成過(guò)程，教學(xué)過(guò)程形象生動(dòng)。

5.裝配圖這一部分教學(xué)中，教師在教學(xué)過(guò)程中先根據(jù)零件圖建立三維模型圖，然后利用UG軟件的裝配模塊把已畫(huà)好的零件模型圖按照裝配要求進(jìn)行組裝，整個(gè)裝配過(guò)程清晰、直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，有效地提高教學(xué)質(zhì)量。

五、結(jié)束語(yǔ)

教學(xué)實(shí)踐充分證明，在《工程制圖》的教學(xué)中引入U(xiǎn)G三維實(shí)體造型技術(shù)，以體為教學(xué)切入點(diǎn)，學(xué)生全方位觀察零件以及零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，有助于形象思維能力的培養(yǎng)。充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)工程制圖的積極性，將UG三維實(shí)體造型技術(shù)融入工程制圖不僅突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，更新工程制圖教學(xué)的理念和教學(xué)方法，構(gòu)建全新的工程制圖課程教學(xué)體系，更適應(yīng)現(xiàn)代人才培養(yǎng)模式的需求。

參考文獻(xiàn)：

［1］葉 軍，孫根正.三維建模引入制圖課程的改革研究［J］.工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2008

［2］李 華，劉萬(wàn)強(qiáng).融入三維建模的工程制圖教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2007

文章編號(hào)：ISSN2095-6711/Z01-2016-01-0188