二/三維軟件在高職院校畫法幾何課程中的教學(xué)模式探索

武鵬飛

摘 要 畫法幾何課程作為工科類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課，對(duì)學(xué)生職業(yè)能力的構(gòu)建起著重要的作用。將畫法幾何課程授課內(nèi)容歸類為七部分，針對(duì)不同部分的內(nèi)容要求，分析相應(yīng)的授課特點(diǎn)，并將AutoCAD、Pro/E軟件引入課題教學(xué)過程中，把傳統(tǒng)的板述授課與軟件演示相結(jié)合，并就合適的教學(xué)方法進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 畫法幾何；教學(xué)模式；高職院校；軟件

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2014）08-0105-02

畫法幾何課程主要培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理、識(shí)圖、制圖以及空間想象能力，是高校識(shí)圖與制圖課程體系的基礎(chǔ)課程，同時(shí)作為工科類專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)以及今后的職業(yè)發(fā)展都有重要的影響。相比本科院校，高職院校錄取分?jǐn)?shù)線較低，學(xué)生普遍學(xué)習(xí)積極性不高，同時(shí)由于畫法幾何課程需要較強(qiáng)的空間思維能力，僅僅通過板述方法進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生理解困難，課程教學(xué)效果較差。

近年來，隨著計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)的快速發(fā)展，涌現(xiàn)出大量諸如AutoCAD、CAXA、Pro/E、SolidWorks、SolidEdge、UG等優(yōu)秀的二維、三維制圖軟件，工程圖學(xué)課程指導(dǎo)委員會(huì)在其新修訂的教學(xué)基本要求報(bào)批稿中，亦將“應(yīng)用繪圖軟件繪制工程圖樣及進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)的能力”并行地列入工程圖學(xué)課程任務(wù)中。因此，在畫法幾何課程教學(xué)中將二/三維制圖軟件引入授課過程中，不僅有利于學(xué)生空間思維能力的培養(yǎng)，也易于激發(fā)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)的興趣，對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)起到一定的促進(jìn)作用。

1 課程授課現(xiàn)狀及二/三維制圖軟件的選用

當(dāng)前高職院校對(duì)畫法幾何課程的講授大多還沿用傳統(tǒng)的板述教學(xué)方法，其優(yōu)點(diǎn)在于教師在上課過程中邊講邊畫，并在繪圖過程中對(duì)所應(yīng)用到的國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)講解，不僅強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的理解，而且能提升學(xué)生在繪圖時(shí)候的標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦L圖態(tài)度。然而，使用傳統(tǒng)的三角板、圓規(guī)、直尺等畫圖工具，在黑板上繪圖費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且比較難畫得標(biāo)準(zhǔn)、美觀，從而極大地影響了學(xué)生對(duì)畫法知識(shí)的理解。同時(shí)由于手繪圖形視覺效果較差，無法提供清晰、動(dòng)態(tài)的投影過程，不僅不利于培養(yǎng)學(xué)生的空間構(gòu)思與思維能力，而且由于課程內(nèi)容枯燥，也易于導(dǎo)致學(xué)生注意力分散，最終喪失學(xué)習(xí)興趣。

對(duì)于二維、三維制圖軟件的選取，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)專業(yè)的課程培養(yǎng)體系進(jìn)行確定，應(yīng)首選學(xué)生后續(xù)課程中所要學(xué)習(xí)的相應(yīng)制圖軟件。在本文中選擇的二維、三維制圖軟件分別為AutoCAD、Pro/E。AutoCAD作為目前主流的計(jì)算機(jī)繪圖軟件，其在二維制圖方面有著優(yōu)異的性能，在企業(yè)、高校都有著廣泛的應(yīng)用。將AutoCAD引入畫法幾何課題，可以一邊繪圖一邊講解，速繪圖速度快，不僅能節(jié)省大量的繪圖時(shí)間，而且能較完整地展現(xiàn)教學(xué)的思路過程，使學(xué)生在看的過程中就逐漸掌握了繪制平面圖形的方法，增加了教學(xué)過程的趣味性，降低了學(xué)習(xí)難度，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在畫法幾何課程中有關(guān)制圖規(guī)范、平面幾何作圖、點(diǎn)線面的投影等內(nèi)容講解過程中，非常適合使用AutoCAD進(jìn)行演示教學(xué)。

而將三維制圖軟件Pro/E引入畫法幾何課程，不僅能有效彌補(bǔ)學(xué)生空間思維能力不足的缺陷，而且可以應(yīng)用軟件本身自帶的動(dòng)態(tài)識(shí)圖功能，為學(xué)生從各個(gè)角度展示物體的結(jié)構(gòu)，或者應(yīng)用拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒角等命令輕松地對(duì)模型進(jìn)行靈活的修改，讓學(xué)生看到修改后的模型特性以及對(duì)于投影視圖的變化特點(diǎn)，將枯燥的學(xué)習(xí)過程變得更加具體直觀，使學(xué)生體會(huì)到成長(zhǎng)的喜悅。

2 引入繪圖軟件后畫法幾何課程的授課方法

將畫法幾何的授課內(nèi)容歸納總結(jié)成七個(gè)部分：制圖規(guī)范、平面幾何作圖、空間點(diǎn)線面的三面投影、基本形體投影及表面取點(diǎn)、組合體識(shí)圖與制圖、組合體尺寸標(biāo)注、繪制軸測(cè)圖。應(yīng)根據(jù)不同的授課內(nèi)容選擇合適的授課方法。

制圖規(guī)范部分主要講解圖幅、圖框、標(biāo)題欄、字體、線型、比例、標(biāo)注方法等國(guó)家標(biāo)注；平面幾何作圖部分主要講解繪圖工具的使用、等分線段、等分圓弧、圓弧連接，通常在這兩部分講完后會(huì)布置圓弧連接的作業(yè)，要求在圖紙上完成。此時(shí)是學(xué)生第一次制圖作業(yè)，因此需要教師耐心地講解作圖要求、技巧，為了直觀地演示整個(gè)作圖過程，可以應(yīng)用AutoCAD制圖軟件進(jìn)行示范，詳細(xì)為學(xué)生講解如何選擇圖框，如何繪制標(biāo)題欄，平面圖形的畫法及作圖順序等。

對(duì)于點(diǎn)、線、面的三面投影中正投影的含義、多面正投影系統(tǒng)的構(gòu)成、平面展開后的三面投影、投影點(diǎn)之間的關(guān)系、點(diǎn)與直線的空間位置判斷、點(diǎn)與平面的空間位置判斷等概念性內(nèi)容，應(yīng)以板述為主，注重將概念以及相應(yīng)的作圖原理講解透徹，為后續(xù)的實(shí)際作圖打下良好的基礎(chǔ)。例題講解以及內(nèi)容鞏固應(yīng)以二維制圖軟件AutoCAD為主。

對(duì)于基本形體投影及表面取點(diǎn)部分，主要講解棱臺(tái)、棱柱、棱錐、圓柱、圓錐、圓球的三面投影及表面點(diǎn)的投影，這部分內(nèi)容的講解如果還應(yīng)用傳統(tǒng)的板述教學(xué)，則會(huì)在繪圖階段花費(fèi)大量的時(shí)間，使課堂進(jìn)度緩慢，而且由于手繪圖形不規(guī)范，也極易使學(xué)生產(chǎn)生誤解。因此，在本部分的講解應(yīng)以三維、二維制圖軟件相配合，首先應(yīng)用Pro/E軟件建立基本形體的三維模型，直觀展示在學(xué)生面前，然后分別講解形體向三面投影體系中投影后的平面形體。這樣的授課方式不僅將形體直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，而且使課程教學(xué)過程更加生動(dòng)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。隨后，利用三維軟件本身自帶的二維投影功能對(duì)形體進(jìn)行投影；最后，對(duì)習(xí)題的鞏固練習(xí)可以使用二維AutoCAD制圖軟件進(jìn)行講解。

組合體的識(shí)圖與制圖內(nèi)容的講解，主要是對(duì)形體分析法、線面分析法的講解，此處內(nèi)容的講解較為抽象，三維軟件的合理使用將會(huì)大大提高學(xué)生對(duì)此部分內(nèi)容的理解。如對(duì)形體分析法的講解，首先在三維軟件繪制組合體的三維模型，將組合體逐步分解為多個(gè)基本形體，隨后為學(xué)生逐一講解每一基本形體的投影，最后將投影按組合方式進(jìn)行疊加；對(duì)線面分析法的講解，可首先將組成三視圖的對(duì)應(yīng)圖框進(jìn)行分析，找出對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后根據(jù)投影關(guān)系確定對(duì)應(yīng)的基本形體，最后在三維軟件中將分析后得出的組合體繪制出來展示在學(xué)生面前，并參照繪制的組合體模型講解三視圖中的對(duì)應(yīng)圖框。這樣的講解方式不僅將二維投影與三維模型對(duì)應(yīng)起來，而且能極大激發(fā)學(xué)生的課堂積極性，提高教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，起到事半功倍的效果。

組合體的標(biāo)注內(nèi)容的講解，應(yīng)講解標(biāo)注的類型，如定位尺寸，定形尺寸，基準(zhǔn)，組合體的總高、總長(zhǎng)、總寬，避免封閉尺寸鏈等基本概念，然后在三維軟件逐一講授各標(biāo)注尺寸的作用，分門別類講解，既使學(xué)生較好地掌握了尺寸標(biāo)注的要求，又對(duì)尺寸標(biāo)注有了直觀的了解。

軸測(cè)圖的繪制主要講解正等軸測(cè)投影和斜二等軸測(cè)圖的畫法，這部分內(nèi)容在板述教學(xué)中繪圖工作量大、繪圖效果差?？梢允紫仍谌S軟件中展示模型，然后在二維軟件中講解繪圖過程，使教學(xué)內(nèi)容直觀清晰，學(xué)生易于接受。

3 總結(jié)

在畫法幾何課程中引入二/三維制圖軟件，并不是否定傳統(tǒng)的板述教學(xué)方法，而是兩種教學(xué)方式應(yīng)相輔相成、揚(yáng)長(zhǎng)避短，方能取得最佳的效果。筆者認(rèn)為，如多面正投影體系的構(gòu)建、空間點(diǎn)線面、基本形體的三面投影方法、組合體的試讀與繪制、標(biāo)注方法等概念性知識(shí)，應(yīng)以板述教學(xué)為主，通過教師在黑板書寫，為學(xué)生構(gòu)建良好的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生跟隨教師的教學(xué)思路，首先使學(xué)生掌握扎實(shí)的理論知識(shí)；對(duì)于平面圖形的繪制、點(diǎn)線面的投影求解、基本形體表面投影及表面取點(diǎn)等類型的例題講解，手工繪圖速度慢，此時(shí)則應(yīng)以三維軟件展示其空間結(jié)構(gòu)位置、二維軟件作圖的方法，使學(xué)生在輕松愉快的教學(xué)環(huán)境中，較好的掌握畫法幾何的相關(guān)知識(shí)，打下良好的理論基礎(chǔ)，并激發(fā)學(xué)生對(duì)后續(xù)計(jì)算機(jī)繪圖課程的學(xué)習(xí)興趣。

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