淺談三維軟件在機械制圖教學中的應用

周如如

[摘 要] 現階段，許多學校的機械制圖課程教學仍然是以掛圖和模型為輔助工具，只能在平面內講解，模型比較單一。隨著計算機的發展，軟件應用越來越普及，采用三維軟件進行教學，可以利用軟件的造型功能創建任意需要的實體形狀，很好地解決了這些問題。

[關 鍵 詞] 機械制圖；三維軟件；教學

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）33-0176-01

機械制圖是一門專業性、技術性很強的技術基礎課程，是機械類專業學生的必修課，被喻為“工程上的語言”。在中職機械相關專業教學中，機械制圖課程的任務是培養學生繪圖和識圖的能力、空間想象力和思維能力、嚴謹的工作作風，是本專業學生學習其他后續專業課程的基礎，也是生產實習的保證。傳統課堂教學中，教師多采用實物模型、掛圖或多媒體課件進行教學，均有一定不足。隨著計算機的發展，AutoCAD等三維造型軟件的出現，給機械制圖教學帶來了新的生機，突破了傳統教學模式的不足，提高了繪圖的可視性和直觀性。

一、三維軟件教學的動因探索

（一）傳統教學方式的不足

在本課程教學中，很多學校還主要是以課件講解、黑板演示為主，偶爾借助各種教學掛圖和實體模型。而機械制圖課程對學生的空間思維能力要求較高，尤其是剖視圖、裝配圖的學習，但是由于掛圖、模型比較抽象、單一，無法隨意拆卸、組裝，有些內部或細微結構無法直觀演示，學生學習起來比較困難，難以消化吸收。

（二）學習動機不足

職業教育經過十年的黃金發展時期，目前已經逐步面臨發展困境。由于社會意識形態問題受到普通高等職業教育的擠壓越來越大，中職作為社會教育的終端教育，其發展的道路越來越窄，生存的空間越來越小，生源的質量普遍不高，學習內驅力不足，這就導致學生的三維空間想象力較差，對課程中某些抽象難懂的概念產生厭煩情緒，對學習缺乏信心，學習興趣不高，學習積極性不濃。

二、三維軟件教學的應用解析

（一）在畫法幾何教學中應用廣泛

在畫法幾何教學中主要運用三維軟件的建模模塊和工程圖模塊，很容易使學生理解單面正投影和多面正投影所產生的三視圖、正等軸測圖的形成過程。具體的操作是用特征成型的各種命令生成要講解的零件三維圖，再用三維軟件的標準視圖中的前視、后視、左視、右視、上視、下視等軸測，自動將三維立體圖轉化成二維工程圖，使學生形象、直觀地看到演示模型，輕松容易地理解概念，更能糾正學生在制圖中一些細節的錯誤畫法，例如相貫線、實體相切等。用三維軟件把實體畫出來，讓學生直接觀看三維實體，學生會很快地認識到制圖中的錯誤，及時糾正相貫線和實體相切的畫法。

（二）在組合體講解教學中應用廣泛

在組合體教學講解中，組合體形體分析法是最基本的方法，通過傳統的教學模式學生很難想象組合體各組成部分間的相對位置關系。利用三維軟件中的特征建模功能直接生成基本體，在基本體的基礎上疊加或者切割形成組合體，完整清晰地演示了組合體的形成過程，學生一目了然。對于已知兩個視圖求解第三視圖這個組合體教學中的重點和難點，采用三維軟件中的二維工程圖模型自動生成功能自動生成同一零件的第一角畫法和第三角畫法，使學生更直觀詳細地看出同一零件不同畫法的差別，更好地理解三視圖畫法的投影原理。

（三）在機件圖樣的基本表達方式教學中應用廣泛

組合體教學中涉及的機件圖樣基本表達方式主要為基本視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖等。教學中運用三維軟件進行建模生成實體模型，然后對實體模型進行剖切、斷面、局部放大等，隨后生成剖視圖、斷面圖、局部放大圖等，讓學生更直觀形象地看到視圖的形成過程，培養學生空間想象能力和思維能力。

（四）在裝配圖教學中應用廣泛

裝配圖是表達一個機器或部件中各組成部分連接、裝配關系的圖樣。裝配圖對學生來說難度較大，特別是復雜結構的圖形。在傳統教學中采用多媒體也可以動畫演示，但形式單一，不易修改，也不易看清動態裝配過程。利用三維軟件的裝配體設計功能，自動生成裝配體中各個零部件的裝配過程，這種更直觀形象的演示過程使學生更好地理解裝配圖零部件的相互位置關系及裝配方式，提高學生閱讀裝配圖的能力。

三、三維軟件教學的意義和作用

三維軟件具有強大的三維建模功能和工程圖模塊，不僅能對模型進行多角度觀察，還可以自動將三維圖形轉化成二維圖形，克服了傳統教學模型方式的不足，不僅減少了教學掛圖和模型教具的投入費用，而且將枯燥乏味的制圖課堂更加形象化、直觀化，提高了學生的學習積極性，活躍了課堂氛圍，豐富了多媒體制圖教學的手段，取得了更好的教學效果。

綜上所述，AutoCAD等三維軟件應用賦予了機械制圖課程以新的活力，為機械類專業課程教學帶來了較多便利，實現了傳統理論與現代高新技術的完美結合，更加符合“以人為本”的教學理念，更有利于“教師主導、學生主體”的教學模式的構建，優化了教學過程和教學效果，開創了極具特色的機械類專業課程教學領域。

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