三維CAD技術(shù)在機械制圖教學中的應用

摘要：在高校的機械制圖課程中引入三維CAD技術(shù)是有重大意義的，其關(guān)鍵在于改善了傳統(tǒng)課堂上機械制圖的授課形式與方法，與此同時還能培養(yǎng)學生的空間想象能力，構(gòu)建一個學生自主學習的環(huán)境。當前的機械制圖課堂，廣泛采用了三維CAD技術(shù)，這樣做不但符合科學社會的發(fā)展趨勢，也滿足當今知識經(jīng)濟時代的專業(yè)人員培養(yǎng)需求。文章以CAD技術(shù)為切入點，主要分析了三維CAD技術(shù)在機械制圖教學中的具體運用情況，以此找到符合中國經(jīng)濟現(xiàn)狀的發(fā)展模式。

關(guān)鍵詞：三維CAD技術(shù)；機械制圖教學；應用

伴隨著經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展，在國內(nèi)工業(yè)化的進程中，數(shù)字化三維設計軟件收到了多方的青睞，三維CAD系統(tǒng)的優(yōu)勢在于能夠提供真實性極高的圖像，這將成為供需雙方進行交流的重要手段。在實際運用中，企業(yè)工作人員表明，三維設計軟件的出現(xiàn)極大的改善了從業(yè)人員的工作環(huán)境。執(zhí)教者在進行機械制圖教學時，應該重點關(guān)注三維建模方面的教學，以此提高學生的創(chuàng)新能力、空間想象能力以及探索發(fā)現(xiàn)能力。

一、CAD技術(shù)概述

CAD技術(shù)的漢語譯為計算機輔助設計技術(shù)，具體而言，就是在進行設計時，將計算機作為主要的輔助工具，協(xié)助工程師開展產(chǎn)品研發(fā)工作。計算機輔助設計已經(jīng)發(fā)展了數(shù)十年，最早甚至可以追溯到上個世紀六十年代左右，當時的CAD技術(shù)雖然有了一些理論上的設想，但是由于計算機技術(shù)發(fā)展的局限性，使得CAD技術(shù)也沒有得到較大的發(fā)展。三維CAD技術(shù)優(yōu)勢較多，其能夠產(chǎn)生真實度極高的圖片，它不但能夠在互聯(lián)網(wǎng)上瀏覽圖片，還能夠?qū)⑷S產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)直接傳輸給需要的部門。再利用對應的數(shù)控加工程序進行仿真分析，以在最短時間內(nèi)輸出產(chǎn)品。故而，三維CAD技術(shù)被廣泛應運用于機械設計流程之中，其同時也在機械制圖教學中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

在進行傳統(tǒng)的機械制圖教學時，教師首先會描述對象的一些三維特征，然后用二維的形式來體現(xiàn)三維，在這個過程中二維平面是關(guān)注的重點，對于三維平面的關(guān)注力度明顯不夠。隨著制造業(yè)的不斷向前發(fā)展，傳統(tǒng)教學已然無法滿足需求，必須對其進行必要的改革，第一步就是要破除老舊的教學理念，將視野跳出二維平面繪圖教學，更多的去關(guān)注一些三維CAD技術(shù)，強化對三維建模的相關(guān)教學，除此之外，還要充分結(jié)合工程實際展開教學，重點對學生的創(chuàng)新思維進行培養(yǎng)。

二、三維CAD技術(shù)在機械制圖教學中的應用

（一）在解決復雜零部件教學難點中的應用

對于機械制圖而言，在以往的教學中，一般都是利用教學模型進行教學，把抽象投影直接轉(zhuǎn)化為直觀的視覺圖像。而在當下，機械制圖教學中由于引入了三維CAD技術(shù)，故而能夠更快的搭建三維模型，如此一來，實物模型教學就完全退出了歷史舞臺，但是實物教學的效果絲毫沒有減小。而且，有一些零件的結(jié)構(gòu)相當復雜，以裝配體為例，其實物模型是幾乎不能完全表示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，但是三維模型卻能夠?qū)崿F(xiàn)這一功能，不但如此，還可以根據(jù)需求隨時制作剖切爆炸圖，并模擬仿真運動，這將使得各部件裝配與連接關(guān)系更加明朗，學生接受起來將變的更加容易。此外，再輔以視頻展示，教學就會變的更加生動形象，學生接受的時間也將大大縮短，教學過程將變的更加流暢。

此外，三維CAD技術(shù)還有一項特殊的功能，那就是一旦教學需求發(fā)生了變化，模型就能及時被修改，可以想象，這個過程如果使用實物模型進行教學，將使模型數(shù)大大增多。三維CAD技術(shù)還有一個獨特的優(yōu)勢，那就是該模型可以存儲在任意介質(zhì)上，攜帶方便，這樣一來，又可以輕松避免實物模型的實體條件限制。于此同時，生成的CAD模型文件具有復制功能，這就讓教師之間的交流變得十分便捷。再者，此種方式有著極大的容錯率，這就在一定程度上降低了教學成本，充分體現(xiàn)了多媒體教學的優(yōu)勢。

（二）在培養(yǎng)學生空間想象能力中的應用

教師在進行機械制圖教學時，應該重點關(guān)注對學生空間思維能力的鍛煉。這就意味著，教師在進行教學時，需要同時兼顧二維思維與三維思維，通過大批量的習題鍛煉，達成教學目標。在進行傳統(tǒng)教學時，教師往往不能對學生犯的錯誤進行批評指正，對于學生的畏懼心理也不能及時的糾正，學生難以提升學習興趣。舉例而言，在進行組合體視圖授課時，教師可以借助CAD軟件搭建模型，按照意愿建立各種形狀的組合模型，并且通過對模型的隨意旋轉(zhuǎn)，使學生能夠直觀感受到六個面的視圖情況，以及相互之間的關(guān)系，然后，學生通過對視圖信息的分析理解，自己動手建出三視圖。

伴隨著科技的不斷進步，計算機技術(shù)的運用范圍也越來越廣泛，學生也對計算機有了一些全新的理解，學生可以借助三維軟件進行建模。在進行教學實踐時，教師要在教學任務上重點關(guān)注對學生動手能力的鍛煉，給學生更多的實踐機會。在進行建模的過程中，學生可以清楚的認識到學習中的不足之處，不僅如此，這個過程還能驗證他們的想法，這不但培養(yǎng)了學生對于制圖的學習興趣，而且還強化了學生的理解。通過高強度的練習，學生可以清晰的把握三維視圖的變化規(guī)律，這對于培養(yǎng)其空間想象能力至關(guān)重要，這也為今后的學習打下了基礎。教師必須清楚的意識到，空間感并不是短期內(nèi)就能培養(yǎng)的出來的，這需要一個時間的沉淀。教師在進行教學時，要首先分析學生思維習慣，運用科學合理的教學辦法，培養(yǎng)學生的空間構(gòu)圖能力。

三、結(jié)束語：

根據(jù)一線教師的反映可以知道，在機械制圖教學中引入三維CAD技術(shù)，可以將傳統(tǒng)教學中的重難點更加生動形象的表現(xiàn)出來，這對于培養(yǎng)學生的空間思維能力而言至關(guān)重要，當然，這也是提升教學質(zhì)量的關(guān)鍵所在。于此同時，三維CAD軟件憑借建模、標準件庫等功能，革新了以往機械制圖教學里的固有模式，使其在教學方法上煥發(fā)出了新的活力。學生可以利用CAD三維軟件，創(chuàng)建更加快捷、精準的三維產(chǎn)品。故而，在機械制圖教學時，創(chuàng)造性的運用CAD技術(shù)，將極大的提高學生的圖形表達能力、機械工程素養(yǎng)、空間思維能力，進而更好的服務于社會。

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作者簡介：武斌，1976-08-05，男，漢族，籍貫：吉林省蛟河市人，學歷：本科、延邊大學 經(jīng)濟管理專業(yè)，研究方向：機械制圖，單位：琿春礦業(yè)集團技工學校。