三维CAD技术在机械制图教学中的应用

摘要：在高校的机械制图课程中引入三维CAD技术是有重大意义的，其关键在于改善了传统课堂上机械制图的授课形式与方法，与此同时还能培养学生的空间想象能力，构建一个学生自主学习的环境。当前的机械制图课堂，广泛采用了三维CAD技术，这样做不但符合科学社会的发展趋势，也满足当今知识经济时代的专业人员培养需求。文章以CAD技术为切入点，主要分析了三维CAD技术在机械制图教学中的具体运用情况，以此找到符合中国经济现状的发展模式。

关键词：三维CAD技术；机械制图教学；应用

伴随着经济社会的迅猛发展，在国内工业化的进程中，数字化三维设计软件收到了多方的青睐，三维CAD系统的优势在于能够提供真实性极高的图像，这将成为供需双方进行交流的重要手段。在实际运用中，企业工作人员表明，三维设计软件的出现极大的改善了从业人员的工作环境。执教者在进行机械制图教学时，应该重点关注三维建模方面的教学，以此提高学生的创新能力、空间想象能力以及探索发现能力。

一、CAD技术概述

CAD技术的汉语译为计算机辅助设计技术，具体而言，就是在进行设计时，将计算机作为主要的辅助工具，协助工程师开展产品研发工作。计算机辅助设计已经发展了数十年，最早甚至可以追溯到上个世纪六十年代左右，当时的CAD技术虽然有了一些理论上的设想，但是由于计算机技术发展的局限性，使得CAD技术也没有得到较大的发展。三维CAD技术优势较多，其能够产生真实度极高的图片，它不但能够在互联网上浏览图片，还能够将三维产品的相关数据直接传输给需要的部门。再利用对应的数控加工程序进行仿真分析，以在最短时间内输出产品。故而，三维CAD技术被广泛应运用于机械设计流程之中，其同时也在机械制图教学中发挥着关键作用。

在进行传统的机械制图教学时，教师首先会描述对象的一些三维特征，然后用二维的形式来体现三维，在这个过程中二维平面是关注的重点，对于三维平面的关注力度明显不够。随着制造业的不断向前发展，传统教学已然无法满足需求，必须对其进行必要的改革，第一步就是要破除老旧的教学理念，将视野跳出二维平面绘图教学，更多的去关注一些三维CAD技术，强化对三维建模的相关教学，除此之外，还要充分结合工程实际展开教学，重点对学生的创新思维进行培养。

二、三维CAD技术在机械制图教学中的应用

（一）在解决复杂零部件教学难点中的应用

对于机械制图而言，在以往的教学中，一般都是利用教学模型进行教学，把抽象投影直接转化为直观的视觉图像。而在当下，机械制图教学中由于引入了三维CAD技术，故而能够更快的搭建三维模型，如此一来，实物模型教学就完全退出了历史舞台，但是实物教学的效果丝毫没有减小。而且，有一些零件的结构相当复杂，以装配体为例，其实物模型是几乎不能完全表示其内部结构的，但是三维模型却能够实现这一功能，不但如此，还可以根据需求随时制作剖切爆炸图，并模拟仿真运动，这将使得各部件装配与连接关系更加明朗，学生接受起来将变的更加容易。此外，再辅以视频展示，教学就会变的更加生动形象，学生接受的时间也将大大缩短，教学过程将变的更加流畅。

此外，三维CAD技术还有一项特殊的功能，那就是一旦教学需求发生了变化，模型就能及时被修改，可以想象，这个过程如果使用实物模型进行教学，将使模型数大大增多。三维CAD技术还有一个独特的优势，那就是该模型可以存储在任意介质上，携带方便，这样一来，又可以轻松避免实物模型的实体条件限制。于此同时，生成的CAD模型文件具有复制功能，这就让教师之间的交流变得十分便捷。再者，此种方式有着极大的容错率，这就在一定程度上降低了教学成本，充分体现了多媒体教学的优势。

（二）在培养学生空间想象能力中的应用

教师在进行机械制图教学时，应该重点关注对学生空间思维能力的锻炼。这就意味着，教师在进行教学时，需要同时兼顾二维思维与三维思维，通过大批量的习题锻炼，达成教学目标。在进行传统教学时，教师往往不能对学生犯的错误进行批评指正，对于学生的畏惧心理也不能及时的纠正，学生难以提升学习兴趣。举例而言，在进行组合体视图授课时，教师可以借助CAD软件搭建模型，按照意愿建立各种形状的组合模型，并且通过对模型的随意旋转，使学生能够直观感受到六个面的视图情况，以及相互之间的关系，然后，学生通过对视图信息的分析理解，自己动手建出三视图。

伴随着科技的不断进步，计算机技术的运用范围也越来越广泛，学生也对计算机有了一些全新的理解，学生可以借助三维软件进行建模。在进行教学实践时，教师要在教学任务上重点关注对学生动手能力的锻炼，给学生更多的实践机会。在进行建模的过程中，学生可以清楚的认识到学习中的不足之处，不仅如此，这个过程还能验证他们的想法，这不但培养了学生对于制图的学习兴趣，而且还强化了学生的理解。通过高强度的练习，学生可以清晰的把握三维视图的变化规律，这对于培养其空间想象能力至关重要，这也为今后的学习打下了基础。教师必须清楚的意识到，空间感并不是短期内就能培养的出来的，这需要一个时间的沉淀。教师在进行教学时，要首先分析学生思维习惯，运用科学合理的教学办法，培养学生的空间构图能力。

三、结束语：

根据一线教师的反映可以知道，在机械制图教学中引入三维CAD技术，可以将传统教学中的重难点更加生动形象的表现出来，这对于培养学生的空间思维能力而言至关重要，当然，这也是提升教学质量的关键所在。于此同时，三维CAD软件凭借建模、标准件库等功能，革新了以往机械制图教学里的固有模式，使其在教学方法上焕发出了新的活力。学生可以利用CAD三维软件，创建更加快捷、精准的三维产品。故而，在機械制图教学时，创造性的运用CAD技术，将极大的提高学生的图形表达能力、机械工程素养、空间思维能力，进而更好的服务于社会。

参考文献：

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[2]张艳， 张琦. 三维CAD技术在机械制图教学中的应用[J]. 求知导刊， 2016（23）：143-143.

[3]王洋. 三维CAD技术在机械制图教学中的应用研究[J]. 读写算：教师版， 2016（47）：16-16.

作者简介：武斌，1976-08-05，男，汉族，籍贯：吉林省蛟河市人，学历：本科、延边大学 经济管理专业，研究方向：机械制图，单位：珲春矿业集团技工学校。