机械制图教学中三维技术的拓展应用研究

黄英

摘 要 机械制图教学中三维技术的拓展应用可起到推进教学效果的作用，尤其体现在机械制图的教学模式和教学方法的改进方面，学生可以有效获取理论和实操方面的更为全面的知识，尤其是对其空间思维能力有着显著的效果，如三维CAD技术的机械制图教学模式是本文在拓展应用方面的主要研究对象，该研究结果以作为此领域的研究借鉴为宗旨。

关键词 机械制图 教学 三维技术 拓展应用

中图分类号：G642 文献标识码：A

Applied Research to Expand the Three-dimensional

Technology in Teaching of Mechanical Drawing

HUANG Ying

（Changsha Aeronautical Vocational and Technical College， Changsha， Hu'nan 410124）

Abstract Expand the application of the teaching of mechanical drawing three-dimensional technology can play a role in promoting the teaching effectiveness， particularly reflected in the teaching mode of mechanical drawing and improved teaching methods， students can effectively obtain more comprehensive knowledge of theory and practical operation of aspects， especially there is a significant effect on its spatial thinking skills， such as mechanical drawing teaching model is a three-dimensional CAD technology to expand the main object of study in this paper， application of the research findings in this field as a reference for the purpose.

Key words mechanical drawing； teaching； three-dimensional technology； application development

0 引言

科学技术的极速进步，推动了相关技术的应用高峰。其中，三维设计软件在相关学科的教学应用也逐渐普及，三维技术可以通过设计近乎真实感的图像、照片，以供社会群体使用；也可在线浏览相关产品；并且，三维产品数据可以直接传递给制造部门，对数控加工进行编程；供给特定系统进行有限元分析，产品或样品由此可进行数据的输出操作，然后再将设备经过制造快速成型。所以，企业已在高科技浪潮冲击下大规模使用三维CAD技术，即通过产品设计和制造中巧妙地应用三维CAD技术以提高产品的制造效果和效率。由此，针对三维设计软件在当今制造业发展应用中的普及性和关键性，在现代的机械制图教学实践过程中应普及和加强学生在三维技术方面的学习和应用，挖掘和提高学生的创新研发能力。

1 对传统机械制图教学

在基于三维特征的教學模式中，继而对三维形体进行二维化表现出来，然而，二维平面技术在三维立体的构建特征上应用较少。总体上来说，计算机三维设计软件在相关领域的使用逐渐变得普遍，由此，相关信息或数据用来对应产品供应链上所有操作过程的需要，以达到成品信息交流与共享的目的。为跟进当代新形势的要求，机械制图的教学模式与方法应革新传统的学科教学理念，从单一关注二维平面技术制图的理念中走出来，针对三维技术转换为二维的投影模式等特征进行讲解，并重点围绕三维技术的实践操作开展教学，重视学生的操作技能的培训，尤其是三维造型方法的应用教学对学生的实用性更强。

2 在机械制图教学中突出三维技术的重要地位

转变机械制图的教学模式和教学方法：在传统的机械制图的教学中，教学模型和实物通常被作为教学素材进行辅助教学，这种形式通常被作为一种重要的机械制图教学模式。但这种模式的弊端是模型不真实，精度低，形象不逼真。为了将抽象的投影特征转换为接近真实的印象效果，传统的模式完全不能迎合现代制图的要求。如通过使用基于计算机三维CAD技术构造的三维模型，拥有形象逼真、模型特征展示多样化、色彩显示丰富，精度较高的优点。这样，在机械制图教学过程中，三维技术利用其诸多优点全方位地满足现代教学效果要求，从各方面都可代替实物模型来实现最优的教学效果，以下是计算机三维技术的几个典型的优势：

（1）针对结构缜密而复杂的部件，特别是装配体本身，实物模型的应用大体上是作为外部结构的展示，对部件本身的内部结构难以进行查看和分析，相反，若改用三维技术，如CAD构建的仿真模型，即可根据项目需求自如地进行切割和进行生成各种特征图，还可以进行运动仿真，清晰地显示装配体部件中的各个零部件的结构关系，以供学生们进行学习和研究，可对装配体的工作原理进行深入的了解和分析。另外，装配体的动画演绎也十分丰富，这样更使得教学环节生动活泼，营造了活跃的课堂气氛，促使学生以较快的速度融入教学过程。例如：装配图观察和分析时，学生经过对装配图二维工程图纸的浏览和查阅，认识装配体的名称、特征、结构及其特有的工作原理；熟悉部件间的承接和组装关系；熟知各部件的外形特征与其作用，对装配体各部件的运行过程进行空间思维.然而，后两部分是装配图了解中的关键部分，学生应细致地研究图纸，在此也要求学生充分展开空间思维的想象：例如减速器装配图的观察中，在研究图纸时，从全剖的主视图入手，连接其他的视图，可采用分组讨论和记录疑问的方式来解决各部件的结构构建、组装和承接关系，接着，设想装配体运行时各个部件的运作过程，清楚认识这一工作原理。在学生积极参与思考的基础上，结合基于三维CAD技术的减速器装配体模型，减速器爆炸视图，利用多种方式，从不同的视角。

（2）应用计算机三维技术，以教学的具体内容为核心，使整体三维模型的修正和构造都简易化，以提高教学质量。

（3）应用计算机三维技术，可将教学使用的三维模型等结构变成便携形式，通过拷贝在存储工具中，自由携带。从一定程度上说，传统的教学用到的实物体形大造成使用和携带不方便，而且，也易对实物模型造成损伤，加速减少实物模型的使用寿命。另一方面，在某些教学过程中需要大量的模型展示时，实物展示的量是非常有限的，所以，使用便携式存储设备将使用到的教学模型存储在其中，即可避免以上弊端。

机械制图课应以关注学生创新能力的培养，提高学生对制图技术的应用水平，并把加强学生独立解决课程问题的能力作为学生对机械制图技能全面整体得到提升的重要内容。一方面，从题海战术入手，将制图过程中可能遇到的所有二维与三维图形转换的题型进行系统的讲解，然后再以类似题给予学生训练来提升教学效果，使学生能较快融入教学环节，这个练习的过程就可以通过课时来进行，并且教师可对学生的动手能力进行现场指导，如学生对实物进行电子化的制作过程，截切、挖孔、开槽等，通过一系列的制作，将每个程序操作后得到的命令作为进行下一个环节的程序操作的依据。

3 结论

利用计算机三维技术，将其融入到机械制图课程的教学过程中，并通过将机械制图的重点、关注点以及教学瓶颈以更为简易、方便、智能的模式提高整个教学效果，尤其是对于学生，为其提供了知识量和交互性更为智能的学习环境，以最大的知识量和实践性达到教学目的。另外，计算机三维软件给予的建模、装配、工程图以及标准件库等模块使得现代机械制图教学模式更趋于实操性和趣味性，教师和学生都可以通过三维界面使得操作环境更为简易、精确、更有效地策劃、设计出理想化的图形和实物模型。计算机三维技术的应用对于机械制图教学的影响是深远的，它有利于教师的教学技能的提高和知识理论更深一步的传授。对于学生学习机械制图课程也有更为重要的意义，一方面能更为直观地理解图形结构，加强图形与理论的结合。另一方面，提高了学生的动手能力，为学生的专业发展奠定了坚实基础。

参考文献

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