《工程制图》课中用好AutoCAD三维功能提高教学质量

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)保山学院 作者:包震

  文运用AutoCAD 绘图软件的三维功能对制图课进行教学辅助,以帮助学生提高空间想象力,提高教学质量。

  前言

  《工程制图》作为工科类学生的技术基础课,是后续专业技术课和日后工作的技术基础性课程,是每个工科类学生必须学好,并且一定要学好的一门重要技术基础课程。

  《工程制图》最基本的学习目的就是要求学习者能读图和绘图,看二维平面投影图能想象出所表达的三维空间形状,同时也要能把三维空间形体用二维平面投影图表达出来,即从图想物,从物画图,分析和想象空间形体和图纸上的图形之间的对应关系,逐步提高空间形象思维能力。然而,在我们实际教学过程中深深地感到学生的空间想象能力实在是很差, 空间想象能力差直接制约影响了他们对本课程的学习,具体地就是看图看不懂,画图画不来,要学好本课程,学生的空间想象力是关键,如何培养和提高学生的空间想象力是摆在任课教师面前的一个很重要的问题。传统的方法是在教学中使用实物教学模型,实物教学模型对学生的学习帮助很大,效果很好。然而教学模型缺乏,数量、类型较少,是否与教材配套等问题又影响制约教学模型的使用。如何来解决这个问题呢? 在当今计算机软硬件技术高速发展和普及的今天,在运用多媒体投影进行课堂教学时,我想可利用计算机来进行三维建模,把所需的三维模型都建立起来,并将其运用于教学中,来帮助学生提高空间想象力,来帮助学生对教学内容的学习理解,来帮助学生很好的完成课程。

  AutoCAD 是美国Auodesk 公司推出的通用计算机辅助绘图软件包,具有性能优越、使用方便和体系结构开放等特点,深受广大工程技术人员的欢迎。AutoCAD 在我国的各设计领域得到广泛的应用,并已成为各工程设计领域中应用最普及的绘图软件之一。AutoCAD 具有强大、完善的二维平面图形绘制和三维立体模型创建能力, 由于AutoCAD 具有强大的三维实体造型功能, 用AutoCAD 把二维平面投影图所表达的实物用三维立体模型建立起来,把平面与立体表面相交的截交线、立体表面相交时的相贯线用三维立体模型表示出来,把剖视图、剖面图所表达的实物用三维剖视、剖面图表达出来。这样把抽象的平面图形表达成具体形象直观的三维立体模型,将有利于教学和学生对学习内容的认识理解,更有利于学生空间想象力的培养和提高。

  1、在“平面与立体表面相交———截交线的求作”中的运用

  平面与立体表面的交线称之为截交线, 因为是两个面的交线,截交线是截平面和立体表面的公共线, 简单的截交线同学们还是能理解,但稍复杂的情况如:在物体上开槽和穿孔所形成的截交线,由于交线多同学们学习起来感觉上就有些困难,当出现这种情况时,可现场或者事先把所表达的物体用AutoCAD 三维建模功能建立出实物模型, 在配合AutoCAD 视图显示功能从不同方向动态的观察这一物体和这些截交线,对学生的学习理解将有很大的帮助。如图1 所示,a 图为投影图,b 图为对应的三维立体图。

《工程制图》课中用好AutoCAD三维功能提高教学质量

图1

  2、在“立体表面相交———相贯线的求作”中的运用

  相贯线为两立体表面的交线, 通常情况下相贯线多为空间曲线,对相贯线的想象和求作较截交线要难得多, 是学生学习的瓶颈和难点,若能很好的解决学生学习中的这个瓶颈,对教学质量将有很大的提高。

  相贯线的求作方法通常有表面直接作图法和辅助平面法,求作相贯线首先就要让学生学会这两种方法,在教学中发现部分学生对这两种方法的认识和理解都有问题,当然也就谈不上用它来求相贯线。这时可借助三维模型来给学生讲明这两种方法的几何原理,实际教学发现有三维模型和没有三维模型来讲解对学生的学习理解是不一样的,收效也是不一样的。

  两相贯体的相互位置的变化, 大小的变化都会使相贯线发生变化,用AutoCAD 三维模型就能很好的把这变化体现出来,配合三维视图动态显示功能,这将能很好的将两立体间的相贯线显示出来。如图2所示同为两圆柱相贯,但由于位置的变化其相贯线是有很大差别的。

《工程制图》课中用好AutoCAD三维功能提高教学质量

图2

  3、在“组合体视图”和“剖视图”中的运用

  组合体较基本形体更为复杂,组合体根据形成方式不同可分为切割型组合体,叠加型组合体、综合型组合体。这部分教材基本要求是:

  1)补画视图中缺少的线条;2)根据两个视图补画第三个视图;3)根据立体图绘制三视图。由于组合体所表达的几何形体较复杂,常用形体分析法和线面分析法来对形体进行分析,在教学中若没有实物立体讲解是苍白无力的, 用AutoCAD 把所要表达的实物用三维模型表达出来就是一个很好的解决问题的办法。内部形状复杂的形体,通常要用剖视图来表达,对这部分内容的讲解若配合有三维立体模型和剖切好的三维立体模型教学效果将会很好。

  总之,运用AutoCAD 三维建模功能来对《工程制图》课中的相关内容进行三维建模,把抽象的东西直观化,这样形象、直观、灵活地反映了物体的结构特征, 对学生的空间想象力的培养和提高是有帮助的,这将使教学变得轻松、有趣,学生学的明晰、易懂,对教学质量的提高有很大帮助。

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