淺談三維CAD技術與《工程制圖》課程相結合的教學改革研究

摘 ?要：傳統的工程制圖課程主要講述二維空間投影作為主要的講述內容，三維技術的發展對現代工程領域的影響日益增大。針對教學改革中出現的學生空間想象力不足和邏輯思維能力較弱的問題，采用現代化的教學方式，實現以三維制圖為主導的工程制圖從平面—空間—平面—空間的教學方式，實踐證明，能有效的提高學生的能力，有助于培養應用型技術人才。

關鍵詞：工程制圖;三維制圖;教學改革;應用型

《工程制圖》課程長久以來作為工科專業的基礎課程，有著十分重要的課程地位，是很多專業的入門專業課程，對學生初涉所學專業的學習興趣有著較大的影響，該課程旨在培養學生的制圖、讀圖、空間解構能力，為后續課程打下良好的基礎，但《工程制圖》課程的教學還停留在二維制圖能力的培養上，隨著現代工程技術的發展，企業中對于三維制圖能力有著較高的要求，而傳統的CAD軟件主要以二維點、線、面來表達物體的空間結構，三維制圖是基于特征造型、可編輯、可優化。客觀現實迫切的需要將傳統的《工程制圖》的課程體系、教學內容、教學手段及方法進行改革，以適應現代社會對于應用型技術人才的要求。

一、《工程制圖》教學中出現的問題

（一）制圖學時少、內容多

我院《工程制圖》主要開設的專業為機器人工程、機械電子工程專業，56學時，作為對《工程制圖》要求較高的機械類相關專業，學時從64學時降至56學時，且內容包括畫法幾何和機械制圖兩部分，教學內容較多，對學生的繪圖、識圖能力提出了較高的要求，加之大一學生的基礎普遍較差，空間想象能力和邏輯思維能力，長久下來，學生對制圖的興趣逐漸降低，出現畏難情緒。

（二）教學方法單一

多媒體教學給老師的授課帶來了很多便利，使很多教學的老師采用的教學方法比較單一，授課內容多，進度較快，也有一些老師采用了云課堂的教學方式，但由于學生自主學習能力差，所以教學效果還處于討論階段，門前單純借助多媒體教學的模式已不能滿足現在教學要求，使得學生失去學習的主觀能動性和對專業的興趣。

二、三維CAD技術與工程制圖的關系

二維制圖誕生至今，其以計算機代替手工繪圖使得工程制圖技術有了重大的改革，三維制圖技術使傳統二維圖形更加的形象化、空間化，對于空間想象能力較差的學生有較好的幫助，而現在三維技術更采用了參數化、可編輯的建模技術和特征建模，使產品在未生產前就能表示其空間能力，更利于組織生產和技術優化，但三維技術發展至今，大家對于傳統的二維制圖教學模式根深蒂固，工程圖依然是制造過程中的重要因素，非專業人員對于二維圖形依然難以理解，所以需要將平面圖形的投影技術引入到三維建模中，兩者相輔相成。

三、教學改革中實施方案

（一）優化教學內容

本院《工程制圖》主要授課對象為機械電子工程專業和機器人工程專業，這兩個專業在培養模式上主要以偏電為主，對于機械制圖的要求沒有機械設計制造及自動化專業要求高，所以在教學過程中，除了在選擇教材上要做到重點突出，難度適中，還要在教學過程中對于學生進行層次劃分，對于基礎較好，能力突出的學生可以提高難易程度，對于基礎較差的學生要適時引導，不使其喪失學習興趣，并結合專業的需求，可以將電路圖、系統圖、框圖等的畫法溶入到教學中去，緊密貼合專業要求，對于機械制圖部分，可以適當降低難度，做到有的放矢，難以結合的教學方法。

（二）改變教學模式

這兩年我校學生參加專業競賽的機會較多，如全國大學生機械創新設計大賽、全國大學生工程訓練綜合能力競賽、大學生中西部成圖大賽，這幾個大賽對于學生的計算機制圖能力有較高的要求，在教學過程中，采用了三維結合二維的教學模式，教學過程中采用了以模型講解點線面的講課方式，上機實踐中將AutoCAD軟件和三維軟件如CATIA、SolidWorks等進行模型建立，將二維圖形與三維圖形有機結合起來，建立軟件的聯系性，在考試環節中，重點考察學生讀圖與識圖能力。宗旨是加強對三維形體的想象、構形、表達能力、三維形體與二維圖形相互轉化能力的培養。

（三）與現代教學模式相結合

近幾年，教學模式改革中出現了很多借助計算機網絡和大數據的教學方式，如慕課、云教學等現代教學方式，在教學過程中，加入云班課的教學軟件，課堂上隨機提問，軟件現場做題，避免很多性格內向的學生上課不積極的現象，新的教學方法的引入大大增加了學生的學習興趣，加上傳統的模型教學，引入三維CAD技術，學生的能力有了較大的提升。

四、結論

隨著科技的發展，三維制圖技術已經越來越成熟，三維CAD技術應用到教學中的模式已越來越多，將三維CAD技術應用到教學中有利于培養學生的空間想象能力，邏輯能力，增大專業課的學習興趣，培養學生的工程師素養，以適應現代社會科技發展對于人才培養的需要。

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作者簡介

牛苗苗（1986—），女，漢族，碩士，講師，主要研究方向為機器人技術。