AUTO CAD在《工程制圖》組合體教學(xué)中的運(yùn)用

郭 瑩

摘要:組合體三視圖的教學(xué)質(zhì)量直接影響《工程制圖》課程的教學(xué)效果。文章論述了運(yùn)用Auto CAD設(shè)計(jì)組合體三視圖的教學(xué)方法及教學(xué)優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞:Auto CAD;工程制圖;組合體

《工程制圖》作為工科院校必修的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,其主要教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。空間思維能力的培養(yǎng)直接關(guān)系著本門課程的教學(xué)質(zhì)量。在《工程制圖》所有的教學(xué)內(nèi)容中,組合體三視圖教學(xué)在鍛煉和提高學(xué)生的空間思維能力方面所起的作用尤為突出。因此,對(duì)組合體三視圖這一教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)模式、教學(xué)方法的研究也就顯得格外重要。

傳統(tǒng)的組合體三視圖教學(xué)模式與教學(xué)方法

組合體三視圖一章的教學(xué)內(nèi)容分三部分:組合體三視圖的畫圖、組合體三視圖的讀圖、組合體的尺寸標(biāo)注,其中組合體三視圖的讀圖是教學(xué)難點(diǎn),也是《工程制圖》課程的教學(xué)難點(diǎn)。這一章的教學(xué)時(shí)間一般為10學(xué)時(shí),其中講授6學(xué)時(shí),習(xí)題訓(xùn)練2學(xué)時(shí),A3圖訓(xùn)練2學(xué)時(shí)。

(一)“黑板——模型”教學(xué)模式

在傳統(tǒng)的“黑板——模型”教學(xué)模式中,進(jìn)行組合體三視圖的畫圖教學(xué)時(shí),教師要在2小時(shí)內(nèi)對(duì)照著模型在黑板上畫出兩個(gè)組合體的三視圖,并要講授清楚、分析透徹。時(shí)間緊張,教師辛苦,學(xué)生也沒有實(shí)踐的機(jī)會(huì)。進(jìn)行組合體三視圖的讀圖教學(xué)時(shí),一般進(jìn)行“二補(bǔ)一”的訓(xùn)練,即根據(jù)組合體的兩個(gè)視圖補(bǔ)畫第三個(gè)視圖。這節(jié)內(nèi)容是《工程制圖》課程所有教學(xué)內(nèi)容中最難的,而教學(xué)時(shí)數(shù)只有2小時(shí)。教師必須在課間休息時(shí)就將要講授的組合體實(shí)例畫在黑板上。由于教師不可能將所有實(shí)例的軸測(cè)圖都畫出來,學(xué)生是否積極進(jìn)行了空間構(gòu)思和想象,想象的組合體形狀是否正確,都得不到及時(shí)的驗(yàn)證,這是這種教學(xué)模式和教學(xué)手段存在的最大弊端。組合體的尺寸標(biāo)注一般都滲透在組合體三視圖讀圖教學(xué)中進(jìn)行,因?yàn)槿绻麊为?dú)進(jìn)行教學(xué),教師還要將組合體的三視圖先畫在黑板上,然后進(jìn)行尺寸標(biāo)注,重復(fù)勞動(dòng)無形中增加了工作量。而將組合體的尺寸標(biāo)注滲透在組合體三視圖的讀圖教學(xué)中,則淡化了組合體三視圖讀圖這一重要主題。這一矛盾在傳統(tǒng)的“黑板——模型”教學(xué)模式中是無法解決的。

(二)PPT教學(xué)模式

隨著多媒體教學(xué)手段在教學(xué)中的應(yīng)用,多數(shù)教材都配備了相應(yīng)的教學(xué)光盤,而多數(shù)教學(xué)光盤都采用PPT制作而成。這種教學(xué)手段大大減少了教師的工作量,然而在使用過程中也存在一些問題。

問題一:在PPT中,多數(shù)圖形都采用圖片形式,學(xué)生看到的是成形的圖片,而學(xué)生在課堂上是看不到制圖過程的。盡管在2小時(shí)的授課時(shí)間內(nèi)能多講解一些圖例,增大教學(xué)信息量,但對(duì)于基礎(chǔ)較差、接受能力較弱的學(xué)生而言,在進(jìn)行空間想象和構(gòu)思方面還存在相當(dāng)大的問題。

問題二:由于在PPT中學(xué)生看到的是成形的圖片,特別是讀組合體三視圖時(shí),組合體的軸測(cè)圖圖片就在PPT中,學(xué)生就不會(huì)積極地進(jìn)行空間想象,慢慢會(huì)養(yǎng)成學(xué)習(xí)惰性。這樣,也就失去了組合體三視圖教學(xué)在鍛煉和提高學(xué)生空間思維能力方面所起的重要作用,也就達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。

運(yùn)用Auto CAD設(shè)計(jì)組合體三視圖的教學(xué)

(一)組合體三視圖畫圖的教學(xué)設(shè)計(jì)

首先,要講清楚什么是組合體,組合形式有哪些,相鄰形體的表面共面、相切、相交時(shí)視圖上圖線怎么處理,什么是形體分析法,什么是線面分析法等基本知識(shí)。這些內(nèi)容可制成PPT,并結(jié)合教學(xué)模型進(jìn)行講解。然后,用實(shí)例講解、分析組合體三視圖的畫圖方法。這部分內(nèi)容可以運(yùn)用Auto CAD進(jìn)行教學(xué)。

教師在備課時(shí)畫好各形體的三視圖(如圖1所示),課上對(duì)組合體進(jìn)行形體分析。

分析各形體的位置,將各形體的三視圖由下向上組合在一起(如圖2所示)。在講授時(shí)只需將各形體的三視圖根據(jù)各自的位置用Move命令移動(dòng)組合在一起。

再分析各形體的可見性及表面相切、相交、共面的情況,根據(jù)具體情況修改個(gè)別圖線,邊講解邊修改(如圖3所示)。

最后檢查視圖的正確性。

教師在備課時(shí)應(yīng)先畫組合體三視圖,再將其分解,畫出各形體的三視圖,否則在將各形體的三視圖用Move命令移動(dòng)組合在一起時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位。

(二)組合體三視圖讀圖的教學(xué)設(shè)計(jì)

首先,講授讀組合體三視圖的基本要領(lǐng)以及用形體分析法讀組合體三視圖的方法和步驟。這部分可制成PPT進(jìn)行講解。然后,用CAD制作圖例,具體分析講解讀組合體三視圖的方法和步驟。根據(jù)組合體的主視圖和俯視圖補(bǔ)畫其左視圖(如圖4所示)。根據(jù)形體分析法先將組合體的主視圖分解為三個(gè)線框,再根據(jù)投影規(guī)律在俯視圖中找出與其相對(duì)應(yīng)的線框,并用不同的顏色區(qū)分(如圖5所示)。引導(dǎo)學(xué)生想象三個(gè)線框?qū)?yīng)形體的空間形狀,并分別畫出它們的左視圖(如圖6所示)。分析三個(gè)形體的位置關(guān)系,將三個(gè)形體根據(jù)其位置關(guān)系組合在一起,進(jìn)一步分析各形體間共面、相切、相交的情況。根據(jù)具體情況修改視圖,仔細(xì)檢查完成全圖(如圖7所示)。最后給出組合體的空間模型(如圖8所示),使用動(dòng)態(tài)觀察,讓學(xué)生看清楚組合體各個(gè)方向的形狀,并對(duì)照模型檢查自己想象的組合體形狀是否正確。

課堂上可先講解簡(jiǎn)單的組合體,再舉復(fù)雜的組合體的例子。這種由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的具體實(shí)例的分析和講解,可以收到令人滿意的教學(xué)效果。

(三)組合體尺寸標(biāo)注的教學(xué)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行組合體尺寸標(biāo)注教學(xué)之前,應(yīng)先講授基本體及基本結(jié)構(gòu)體的尺寸標(biāo)注法,這部分可采用PPT教學(xué)。組合體尺寸標(biāo)注教學(xué)無需單獨(dú)進(jìn)行,在畫組合體三視圖時(shí),將各形體的尺寸同時(shí)注出,只不過必須在新的圖層上進(jìn)行尺寸標(biāo)注。在講授組合體三視圖畫法時(shí)可將尺寸層關(guān)閉,在進(jìn)行組合體尺寸標(biāo)注教學(xué)時(shí)將尺寸層開啟,然后具體分析每個(gè)形體的定形尺寸及定位尺寸,在分析過程中講授組合體尺寸的標(biāo)注方法(如圖9所示)。

組合體三視圖教學(xué)是《工程制圖》課程的教學(xué)重點(diǎn),更是教學(xué)難點(diǎn),是培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)。因此,這部分教學(xué)質(zhì)量關(guān)系著這門課程的教學(xué)質(zhì)量。運(yùn)用Auto CAD設(shè)計(jì)組合體三視圖教學(xué),不需要再在黑板上畫圖,不僅減少了教師的工作量,還增加了課堂信息量。其最大的優(yōu)點(diǎn)在于能讓學(xué)生動(dòng)態(tài)地觀察組合體空間模型,課堂上的具體實(shí)例不再依賴于靜止的模型。運(yùn)用Auto CAD設(shè)計(jì)組合體三視圖教學(xué),還克服了PPT教學(xué)中學(xué)生看不到制圖過程的弊端。在運(yùn)用Auto CAD進(jìn)行教學(xué)時(shí),簡(jiǎn)單形體的三視圖是教師在備課時(shí)繪制成的,而復(fù)雜組合體的三視圖是教師在課堂上邊分析邊組合的,對(duì)部分圖線教師還會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的修改,圖形的形成是動(dòng)態(tài)的。

運(yùn)用Auto CAD設(shè)計(jì)組合體三視圖教學(xué)的實(shí)踐證明:這種教學(xué)方式靈活方便,動(dòng)態(tài)直觀,深受學(xué)生好評(píng),取得了令人滿意的教學(xué)效果。

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[1]竇忠強(qiáng),續(xù)丹,陳錦昌.工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與表達(dá)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]竇忠強(qiáng),續(xù)丹,陳錦昌.工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與表達(dá)習(xí)題集[M].北京:高等教育出版社,2006.

[3]周惠群.Auto CAD 2000上機(jī)操作——提高篇[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2000.

作者簡(jiǎn)介:

郭瑩(1966—),女,陜西漢中人,陜西理工學(xué)院副教授,研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)與制造、工程制圖及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)。