引入三維建模的工程制圖課程教學改革實踐

張錦萍

摘 要：在傳統的工程制圖教學中存在了一定的不足，而將三維建模引入工程制圖課堂的教學改革，對教學方法和手段進行了研究與實踐，取得了一定的成效。以切實提高學生創新能力和空間思維能力為目的，更加適應市場需求和人才培養。

關鍵詞：工程制圖；三維建模；教學改革

在工程建設中，任何工程及其構配件的形狀、大小和做法，都不是能用簡單的文字和語言所能表達清楚的，都必須先畫出他們的圖樣，然后根據圖樣進行建模、施工，才能達到預期的目的。圖形和文字、聲音等一樣，是承載信息進行交流的重要媒體。而以圖形為主的工程設計圖樣則是工程設計、制造和施工過程中用來表達設計思想、進行技術交流的主要工具；同時也是生產管理部門和施工單位進行管理和施工的技術文件和依據。因此，圖樣被稱為“工程界的語言”。能否用圖形來全面表達自己的設計思想，能否閱讀工程設計圖樣，是任何一名工程技術人員必須具備的最基本的素質和能力。

《工程制圖》是工程類各專業學生必須學習的一門技術基礎課，是學習后續專業基礎科和參加專業實踐的必不可少的基礎課程，它是解決空間幾何問題以及繪制、閱讀工程圖樣的理論和方法。

1 工程制圖課程教學改革的必要性

由于各方面條件的制約，大多數工程制圖課堂教學是采用大班教學。這樣傳統的工程制圖教學就存在了一定的不足。在教學過程中，一般采用木頭模型塑料模型多媒體課件或者在黑板上繪制來進行教學。不論是木頭模型還是塑料模型，為了方便攜帶，體積都不會太大，比較適用于近距離觀察，這樣坐在后面的學生就會看不清楚。這樣不論是從實物到視圖還是從視圖到實物的轉換教學都很難達到預期的效果。制圖模型是所有上工程制圖課教師共同使用的，在上制圖課的班級多，教學進度相差不大的情況下，教師上課對模型的需要就會出現沖突，給正常的教學造成困難。

在黑板上繪制三維立體圖形及三面投影圖，黑板上的三維圖形與計算機繪制的圖形相比視覺效果不是很好。還有就是在黑板上手工繪制圖形的時間較長，一來上課時間有限，這樣會占用太多的時間，二來在教師繪制圖形時，學生容易覺得枯燥無味。為了節省時間三維立體圖形可用多媒體投影出來但是工程制圖這門課程在培養學生繪制能力方面不能依賴圖于投影，需教師一筆一劃地將圖形繪制出來，一步一步講解以便加深學生的印象。用多媒體投影三維立體圖形，在黑板繪制三面投影圖比在黑板上繪制三維立體圖形及三面投影圖要節省時間。但無論是在黑板繪制三維立體圖形還是用多媒體投影三維立體圖形都沒有實物模型那樣直觀和可以任意角度任意方向觀察，而實物模型又只適用于較近距離觀測。在多方教學實踐摸索比較后，認為將三維建模引入課堂教學是很好的解決方法。

2 工程制圖課程的教學改革

教學過程中要求學生掌握讀懂二維平面投影圖，想象空間三維立體形狀是有一定困難的。學生通過從空間到平面，再由平面到空間的不斷反復思維，逐步建立起一定的空間想象能力。往往由于學生的空間想象能力差，學習效果不是很理想。

在備課時利用三維制圖軟件對應要講授的制圖例子建立的三維模型，在教學過程中，教師用軟件將例子的三維模型投影到屏幕上，利用軟件將電子模型進行多角度旋轉及放大縮小展示，同時講解相關知識。利用軟件可將電子模型旋轉為主視、俯視、左視等視角，便于學生掌握三面投影圖。也可反過來講授由三面投影圖想象出實物物體，在三維建模軟件中建立起三維空間實體模型相對比較容易，可以直接應用軟件的三維建模進行操作性演示，其基本體及截交、相貫線的形成原理及變化過程以及組合體的疊加、切割形成過程一目了然，學習難題迎刃而解。

使用三維軟件建立的三維模型，比使用實體模型更符合實際需求，電子模型可放大縮小到投影屏幕大小，這樣坐在后排的學生也看得很清楚。三維模型與黑板手繪三維視圖與多媒體投影三維視圖相比，電子模型可人意方向任意角度旋轉，更直觀，能吸引學生的注意提高學生的學習興起。這樣節省了教學時間又降低了學生學習的難度。

3 結語

引入三維建模的工程制圖教學方法，可以培養學生空間邏輯思維能力形象思維能力和創新能力，有利于激發學生的學習興趣，進而有效提高學生的綜合素質。

在現有的三維制圖軟件基本可以滿足工程制圖的教學需求，如Pro/E、UG、Solid Works、3Dmax及AutoCAD等軟件。由引入三維建模的工程制圖教學改革實踐，僅是工程制圖教學改革的一部分，在選擇適合的三維制圖軟件等許多方面還需要不斷的完善和進一步研究探討。

參考文獻

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