引入三维建模的工程制图课程教学改革实践

张锦萍

摘 要：在传统的工程制图教学中存在了一定的不足，而将三维建模引入工程制图课堂的教学改革，对教学方法和手段进行了研究与实践，取得了一定的成效。以切实提高学生创新能力和空间思维能力为目的，更加适应市场需求和人才培养。

关键词：工程制图；三维建模；教学改革

在工程建设中，任何工程及其构配件的形状、大小和做法，都不是能用简单的文字和语言所能表达清楚的，都必须先画出他们的图样，然后根据图样进行建模、施工，才能达到预期的目的。图形和文字、声音等一样，是承载信息进行交流的重要媒体。而以图形为主的工程设计图样则是工程设计、制造和施工过程中用来表达设计思想、进行技术交流的主要工具；同时也是生产管理部门和施工单位进行管理和施工的技术文件和依据。因此，图样被称为“工程界的语言”。能否用图形来全面表达自己的设计思想，能否阅读工程设计图样，是任何一名工程技术人员必须具备的最基本的素质和能力。

《工程制图》是工程类各专业学生必须学习的一门技术基础课，是学习后续专业基础科和参加专业实践的必不可少的基础课程，它是解决空间几何问题以及绘制、阅读工程图样的理论和方法。

1 工程制图课程教学改革的必要性

由于各方面条件的制约，大多数工程制图课堂教学是采用大班教学。这样传统的工程制图教学就存在了一定的不足。在教学过程中，一般采用木头模型塑料模型多媒体课件或者在黑板上绘制来进行教学。不论是木头模型还是塑料模型，为了方便携带，体积都不会太大，比较适用于近距离观察，这样坐在后面的学生就会看不清楚。这样不论是从实物到视图还是从视图到实物的转换教学都很难达到预期的效果。制图模型是所有上工程制图课教师共同使用的，在上制图课的班级多，教学进度相差不大的情况下，教师上课对模型的需要就会出现冲突，给正常的教学造成困难。

在黑板上绘制三维立体图形及三面投影图，黑板上的三维图形与计算机绘制的图形相比视觉效果不是很好。还有就是在黑板上手工绘制图形的时间较长，一来上课时间有限，这样会占用太多的时间，二来在教师绘制图形时，学生容易觉得枯燥无味。为了节省时间三维立体图形可用多媒体投影出来但是工程制图这门课程在培养学生绘制能力方面不能依赖图于投影，需教师一笔一划地将图形绘制出来，一步一步讲解以便加深学生的印象。用多媒体投影三维立体图形，在黑板绘制三面投影图比在黑板上绘制三维立体图形及三面投影图要节省时间。但无论是在黑板绘制三维立体图形还是用多媒体投影三维立体图形都没有实物模型那样直观和可以任意角度任意方向观察，而实物模型又只适用于较近距离观测。在多方教学实践摸索比较后，认为将三维建模引入课堂教学是很好的解决方法。

2 工程制图课程的教学改革

教学过程中要求学生掌握读懂二维平面投影图，想象空间三维立体形状是有一定困难的。学生通过从空间到平面，再由平面到空间的不断反复思维，逐步建立起一定的空间想象能力。往往由于学生的空间想象能力差，学习效果不是很理想。

在备课时利用三维制图软件对应要讲授的制图例子建立的三维模型，在教学过程中，教师用软件将例子的三维模型投影到屏幕上，利用软件将电子模型进行多角度旋转及放大缩小展示，同时讲解相关知识。利用软件可将电子模型旋转为主视、俯视、左视等视角，便于学生掌握三面投影图。也可反过来讲授由三面投影图想象出实物物体，在三维建模软件中建立起三维空间实体模型相对比较容易，可以直接应用软件的三维建模进行操作性演示，其基本体及截交、相贯线的形成原理及变化过程以及组合体的叠加、切割形成过程一目了然，学习难题迎刃而解。

使用三维软件建立的三维模型，比使用实体模型更符合实际需求，电子模型可放大缩小到投影屏幕大小，这样坐在后排的学生也看得很清楚。三维模型与黑板手绘三维视图与多媒体投影三维视图相比，电子模型可人意方向任意角度旋转，更直观，能吸引学生的注意提高学生的学习兴起。这样节省了教学时间又降低了学生学习的难度。

3 结语

引入三维建模的工程制图教学方法，可以培养学生空间逻辑思维能力形象思维能力和创新能力，有利于激发学生的学习兴趣，进而有效提高学生的综合素质。

在现有的三维制图软件基本可以满足工程制图的教学需求，如Pro/E、UG、Solid Works、3Dmax及AutoCAD等软件。由引入三维建模的工程制图教学改革实践，仅是工程制图教学改革的一部分，在选择适合的三维制图软件等许多方面还需要不断的完善和进一步研究探讨。

参考文献

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[2] 王建华，李晓民，杨莉，吕梅.由三维建模入手的工程制图课教学改革实践[J].工程图学学报，2008（6）：123-126.

[3] 钟山，申毅莉，姚金，邓小林.三维建模环境下工程制图教学改革的探索[J].梧州学院学报，2010（6）：73-78.endprint