三維CAD 技術(shù)在機械制圖教學(xué)中的應(yīng)用

張艷　張琦

摘 要：在計算機迅猛發(fā)展的今天，三維CAD在機械制圖教學(xué)中的應(yīng)用越來越多。三維CAD應(yīng)用在機械制圖教學(xué)中的作用，主要體現(xiàn)在其顛覆了傳統(tǒng)的機械制圖的教學(xué)方法和教學(xué)模式，并且能夠迅速有效地培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力，提高自主學(xué)習(xí)的能力。三維 CAD 技術(shù)應(yīng)用于機械制圖的教學(xué)模式，是社會發(fā)展、當(dāng)前科技和知識經(jīng)濟時代人才培養(yǎng)的必然趨勢。

關(guān)鍵詞：三維CAD；機械制圖；教學(xué)

一、轉(zhuǎn)變機械制圖觀念

為了迎合新形勢的需求，我們應(yīng)該轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)機械制圖教學(xué)的觀念，從二維平面繪圖的單一思維中解放出來，將重點放在由三維到二維的投影規(guī)律、特點的學(xué)習(xí)上，并強調(diào)CAD技術(shù)在實際教學(xué)中的應(yīng)用。與此同時，還可與工廠的工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，全面開發(fā)、培養(yǎng)學(xué)生的產(chǎn)品創(chuàng)新能力和意識。

二、三維CAD技術(shù)在機械制圖教學(xué)中的重要作用

1.改變機械制圖的教學(xué)方法和模式

在以往的機械制圖的課堂教學(xué)中，一種普遍的教學(xué)方式就是通過教學(xué)模型或?qū)嵨?，將抽象的投影關(guān)系轉(zhuǎn)換為直觀的視覺印象。但現(xiàn)在，我們可以運用三維CAD 技術(shù)來建立三維模型，其精度非常高，而且形象逼真，色彩豐富，在課堂教學(xué)中完全可以取代笨重的實物模型，從而達到比使用實物教學(xué)的方法更加良好的效果。三維CAD技術(shù)有以下幾點優(yōu)勢：①對于構(gòu)造極其復(fù)雜的零部件，特別是裝配體，實物模型很難展示出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的效果，但是用三維CAD技術(shù)建立的三維模型，就可以根據(jù)不同的需要，進行靈活的剖分或生成爆炸圖，而且可以進行動態(tài)仿真，非常直觀地展示裝配體中各零部件之間是怎樣連接和裝配的，更加深入地了解裝配體的結(jié)構(gòu)，結(jié)合裝配體的動畫展示，讓教學(xué)過程變得清晰易懂，大大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，教學(xué)效果顯著。比如，在識讀裝配圖時，要求學(xué)生閱讀裝配圖二維工程圖紙，來了解裝配體的結(jié)構(gòu)和工作原理；分析各零部件的連接和裝配關(guān)系；了解各個零件的結(jié)構(gòu)、形狀和作用，想象裝配體各個零部件的工作過程；②充分利用三維CAD技術(shù)軟件，可以很方便地根據(jù)教學(xué)內(nèi)容需要，修改和新建各種三維模型，避免了實物模型在型式和數(shù)量上的限制，提高了教學(xué)效率；③三維CAD技術(shù)建立的三維模型，可以很方便地儲存、攜帶和分享。不會因為實物模型種類和數(shù)量的局限，而降低了教學(xué)成本，同時最大程度地達到了教學(xué)目的。

2.培養(yǎng)學(xué)生空間想象力和自主學(xué)習(xí)能力

在機械制圖的教學(xué)中，必須著重培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力，這就需要學(xué)生大量進行二維投影與三維模型之間的雙向練習(xí)，只有通過大量練習(xí)，才能熟練地掌握由二維到三維及三維到二維的熟練轉(zhuǎn)換。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，由于學(xué)生的空間想象力普遍較差，同時沒有生動具體的三維模型展示，學(xué)生很多時候是找不到思緒的，也會因此產(chǎn)生畏難情緒從而失去了學(xué)習(xí)興趣。比如，相貫線這部分，幾乎是每個學(xué)生都會頭痛的一個知識點，這部分內(nèi)容對學(xué)生的空間想象力提出了極高的要求，一般的情況是空間平面的直線相交，所以得出的交線也是直線，但是相貫線多數(shù)是曲面，所以讓學(xué)生很疑惑。在以往的機械制圖教學(xué)過程中，求相貫線，都是用表面取點、輔助面等方法來幫助解決，老師講解困難，學(xué)生理解難度大?，F(xiàn)在，通過三維 CAD 技術(shù)，我們可以很直觀地將一個三維模型的每一部分展現(xiàn)給學(xué)生，這樣學(xué)生就可以很容易建立起三維模型的各部件之間的連接和裝配關(guān)系，輕易實現(xiàn)了教學(xué)目的。學(xué)生通過三維模型的立體展示，清楚地認識到相貫線的形狀是由物體的外表面的形狀、大小和相對位置來決定的，所以標(biāo)尺寸的時候就不會直接對相貫線標(biāo)尺寸，而是對形成它的立體和相對位置標(biāo)尺寸。

三、結(jié)語

將三維CAD設(shè)計技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的制圖教學(xué)中，不僅加大了課程的教學(xué)信息量，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也培養(yǎng)了學(xué)生的空間想象力。

參考文獻：

[1]鄭盛梓，姚涵珍，周桂英，等.面向三維CAD技術(shù)的工程制圖教學(xué)研究[J].東北大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2005，31（4）：154-156.

[2]周 昊，鄧學(xué)雄.CAD三維技術(shù)與高校工程制圖的發(fā)展[J].肇慶學(xué)院學(xué)報，2003，24（2）：56-59 .

[3]曾美華，鄭 金.CAD技術(shù)在制圖教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的應(yīng)用[J].南昌高專學(xué)報，2002，17（2）： 64-66 .