虚拟三维模型库工程制图论文

摘要选用三维软件中常见的SolidWorks软件，研究归纳三维软件在工程制图教学中五个方面的应用，并提出三维软件在教学中的应用方法，旨在提高工程制图教学的教学方法水平和教学质量。下面是小编为大家整理的《虚拟三维模型库工程制图论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

虚拟三维模型库工程制图论文 篇1：

网络环境下机械制图虚拟模型库的构建与应用

摘要：机械制图是职业院校机电类专业教学中一门重要的基础性课程。随着制造业与信息化的日益紧密结合，基于网络环境利用虚拟现实语言构建虚拟模型库也逐渐被纳入常规辅助教学手段。文章将三维CAD软件与Vrml语言结合，使用构建和维护虚拟模型库的方法，并对有效利用虚拟模型库开展教学活动的策略进行探讨。

关键词：Pro/Engineer；Vrml语言；虚拟模型库

机械制图课程是职业院校机电类专业的重要基础性课程，主要培养学生识读、绘制工程图样的能力。根据生源质量下降的实际情况，为了切实提高学生读图、绘图的能力，同时迎合制造业与信息化快速结合的技术发展趋势，如何推进教学改革，革新教学手段，建设新型的机械制图课程已成为广大职业院校关注的焦点。基于网络环境的虚拟模型库在三维CAD成为主流设计技术的今天已经作为一项新技术手段被推广使用，很多院校都采用了这一成果搭建新型的课程平台，为机械制图课程的改革提供了有效的支撑。在实际操作中，笔者发现在新技术平台与传统教学手段融合的过程中存在不少问题，研究如何高效使用这一先进教学技术，进一步深化课程教学改革，大有文章可做。

一、建立机械制图网络虚拟模型库的必要性与可行性

1.机械制图的特点与发展趋势。机械制图课程要求训练学生较强的识读、绘制工程图样的能力，是机电类专业的专业基础课程。在课程中最关键的问题始终是训练学生由二维工程图样反想三维形状的能力和由三维形状投影工程图样的能力。随着近年来CAD技术的日益成熟与普及，工程图样的依托介质也开始有所变化，由传统的二维媒介——图纸向计算机屏幕延伸，在机械制图课程中对于学生能熟练掌握计算机绘图的要求也明确进入了课程标准，职业院校根据社会对人才的需求不断调整人才培养方案，同时根据生源质量下降、学生缺乏学习热情、学习能力欠缺等实际情况，逐步将机械制图课程的重点放到了机械识图。该课程无论在课堂教学还是课后作业，都需要使用大量的模型，以增强学生的认识能力、充分训练其三维空间想象能力。但是，受制于资源数量、质量、成本、使用环境等因素，传统模型不足以满足现代教学改革的需要。而网络环境下虚拟模型库的适时出现，可作为传统课程在新技术平台上的有效延伸，能有效降低学生学习制图的门槛，充分调动教学资源，这契合现代制造业信息化发展的趋势。

2.现代课程改革的需要。随着职业院校教学改革的不断深入，课程改革的步伐也不曾停歇。传统的职业学校机械制图课程大多参考高等院校相关课程后通过调整教学目标与教学要求而来。但职业学校与高等院校的人才培养目标差别很大，前者主要培养目前企业需求量较大的技能型人才，主要从事制造、装配、设备维修等工作。因此，职业学校的机械制图课程改革的目标是着重训练学生的专业技能、团队意识、环保意识、安全意识，并具备对不同工作岗位环境的适应能力和自学能力，以及解决实际问题的灵活性与独立工作能力。这就要求机械制图课程要对教学内容进行重新整合，革新教学手段，并研究教学组织模式。建设在网络环境下的虚拟模型库对于制图课程来说是革命性的成果，在教学内容上可以利用先进的信息化手段将涉及的教学内容进行有机的整合；在教学手段上方便了教师教学，也提供了学生自学的平台；在教学资源上节省了学校实体资源的使用和维护，有利于更新；在教学模式上提供了实现课堂教学与课外自学结合、传统专业基础课程实施项目化教学与理实一体化教学的可能性。

3.虚拟现实技术的迅猛发展。虚拟拟现实（Virtual Reality，简称VR）是近年来出现的高新技术，它利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，给使用者提供视觉、听觉、触觉等感官的模拟，使其犹如身临其境，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。三维计算机图形学技术是虚拟显示三种基本技术之一。大型CAD/CAM软件系统近年来在机械制图领域大行其道，大有取代纸质媒介成为制图第一媒介的趋势，其参数化、单一数据库、特征化、实体化的特性为产品的表达提供了全新的理念。基于网络环境下的机械制图虚拟模型库可以利用大型CAD/CAM系统直接实现模型的设计，避免了冗繁的编程，这无疑大大降低了在职业院校推广这一技术手段的门槛，结合网页制作技术，基于网络环境的机械制图虚拟模型库的实现是切实可行的。

二、基于三维CAD软件与网络环境的虚拟模型库构建方法

1.利用三维CAD软件实现虚拟模型输出的基本方法。大型集成化三维CAD系统近年来在制造业信息化结合的大背景下发展极为迅猛，市场上常见的典型软件如Pro/E、UG、Catia、Solidwoks、Inventor等均支持参数化、特征化的建模，利用直观的三维建模指令即可完成复杂模型的创建，避免了复杂的编程，大大降低了三维设计的门槛。而这些软件同时提供了针对网络环境的接口，便于设计人员输出适合于网络发布的三维模型格式。以VRML语言为例，可以使用三维CAD软件设计出需要的产品，输出WRL格式文件供网络发布。以Proe软件为例，具体流程按如下两步操作：①在Pro/E中设计出需要发布的模型；②在存盘过程中将零件保存为*.wrl格式文件。

2.虚拟模型的网络发布及使用技巧。HTML里是用文本标签描述基于二维图片和文字排版呈现给用户，VRML则是文本描述的三维的内容。制作网页来展现上述三维内容时需要一定的插件支持，如BS_Contact_VRML-X3D_62.exe，安装完毕后再制作网页时，只需插入VRML对象即可将上一步完成的模型发布至网页。当然，使用者同样需要在客户端安装该插件才能显示和操纵模型。

操纵网络发布的模型时，可有效利用各种插件提供的操作方式。

三、虚拟模型库在实际使用中的误区

1.虚拟模型库在教学功能上存在一定缺陷，不能取代传统教学手段和方法。网络虚拟模型库因其直观、新颖的特点受广大教师的青睐，对传统教学手段与方法产生的冲击越来越大。但是，与其他教学手段一样，虚拟模型库的使用必须遵循“适时、适量、适当”的原则。机械制图作为专业基础课，在教学过程中必须从投影法等知识体系入手，遵循认知的规律，逐步铺开尺寸标注、常用件与标准间、零件图、装配图等内容。学生在学习过程中必须建立较强的空间三维想象能力，因而需要一定的理论基础，否则再先进的教学手段也只是空中楼阁。例如，讲解螺纹这一内容时，虽然虚拟模型库能够直观展示螺纹的三维形状，但在直接投影成工程图时无法有效形成螺纹小径线和螺纹终止线，需要教师及时采用黑板画图讲解、观看挂图等方式实施教学。因此，何时使用虚拟模型库，何时采取其他教学手段和方法，需要根据教学内容、教学条件、教学对象合理选择，而不是一刀切，盲目追求新技术手段。

2.降低学生看图门槛的同时也养成了学生的依赖心理。虚拟模型库可在网络环境下直接进行三维平移、旋转、投影等操作，对于学习能力不足的职校学生来说是学习的好帮手，能有效帮助学生理解工程图与三维图样之间的联系，了解投影法则。但是，长期使用虚拟模型库也容易引发学生的依赖心理，学生不经思考和实践就对照三维模型，不利于培养学生的读图能力，也不符合科学的认知规律。这种因新技术手段的刺激而引起大脑一时兴奋掌握的知识并不牢固，与通过思考、动手实践、提炼总结掌握的知识相比，根基不扎实，理解也不够透彻，学习效果很不理想。

3.资源局限度较大，更新不及时。虚拟模型库的资源主要来自于学校教师的设计与发布，虽然在技术手段上比较成熟，但教师普遍承担了较重的教学任务，在制图标准与教学要求不断发展变化的情况下疲于应付，在资源的更新上投入精力不足，对于新制图标准的掌握也不够及时，导致资源库内容日趋老旧。

四、高效使用虚拟模型库的策略

1.准确定位虚拟模型库在教学中的作用，不能喧宾夺主。虚拟模型库的广泛应用给机械制图教学方法的改进带来了新的实现方法和思路，但在教学过程中，运用这一新教学手段还需从认知规律出发，尊重教育教学的客观规律，仔细研究分析教学内容，确定在何章节使用虚拟模型库，使用多长时间，准备起到什么作用，做到心中有数，不能盲目应用。认清虚拟模型库作为一种教学手段始终为教学目标的实现而服务，立足生本现状合理使用，将虚拟模型库技术与板书、挂图、实体模型等教学手段充分结合，以期达到最佳的教学效果，真正做到技术服务于教学。

2.利用虚拟模型库有效组织学生自学。基于网络环境的虚拟模型库在使用上受教学时间、教学地点、教学人员等客观资源的限制较少，只需拥有接入网络（广域网或校内局域网）的计算机即可实现，为学生在课余自主利用该资源进行自我学习搭建了平台。学生可以在该平台上复习课上学习的内容，预习新课内容，完成习题训练，也可与授课教师和其他同学互动，充分提高课余学习的效果和效率，为高效的课堂教学活动打下基础。

3.注意虚拟模型库的维护与更新。依赖教师完成模型资源库的更新与维护是目前大多数院校所采取的主要做法，因为教师熟练掌握资源库建设技术，在课程教学上也有较深的研究，担起资源库建设的重任责无旁贷。但是，单纯依靠教师的力量建设虚拟模型库也受到教师能力和精力的制约。如果能在更广泛的范围内集结和组织人员参与，一定能使网络虚拟模型库的建设和更新更上一个台阶。我们可采取将模型库接入广域网、推广虚拟模型建设技术、制作网页平台的时候，允许会员注册与发布资源等方式扩大模型库建设的参与人群，采取积分奖励等方式提高注册会员的参与热情，群策群力建设好基于网络的虚拟模型库。

随着企事业单位乃至全社会对于职校工科类毕业生要求的不断变化，职校课程改革已经在全国范围内大面积展开。如何学习新技术，开创新模式，培养新人才是我们面临的重要问题。随着制造业信息化的不断发展，高效利用新技术手段改革传统课程的教学内容、教学方法和教学理念，正是职业学校培养符合时代要求的新人才的关键。机械制图作为机电专业关键的基础性课程，怎样充分使用虚拟模型库这一新兴技术实现课程教学目标，尚需我们在实践中去研究与总结。

参考文献：

[1]王冰.机械制图测绘及学习与训练指导[M].北京：高等教育出版社，2003.

[2]林清安.Pro/ENGINEER野火3.0中文版基础零件设计[M].北京：电子工业出版社，2006.

[3]陈宁娟.机械测绘技术[M].北京：高等教育出版社，2009.

全国中等职业学校“文明风采”竞赛颁奖活动举行

2012年12月5日，由教育部、中央文明办、中华职业教育社联合主办的第九届全国中等职业学校“文明风采”竞赛总结颁奖活动在济南举行。教育部党组成员、副部长李卫红出席并作重要讲话。

李卫红指出，学习宣传贯彻落实党的十八大精神，是职业教育战线当前的首要政治任务。各地各职业院校要认真学习领会党的十八大提出的“加快发展现代职业教育”的新要求，将深入贯彻党的十八大精神和落实教育规划纲要、推动重点工作结合起来，系统谋划，整体推进，要加强德育研究和调查、强化理论政策支撑，要加强职业院校党的建设、完善体制机制保障。

本届“文明风采”竞赛活动参赛人数再创新高，全国有超过55万名学生参加了初赛。2328所中等职业学校、11.2万名中职学生、8.4万份作品进入全国决赛；参赛作品职教特色鲜明，质量、水平进一步提高，成为面向全体中职学生的德育品牌实践活动。

摘自：《中国教育报》

作者：高巍

虚拟三维模型库工程制图论文 篇2：

三维软件在工程制图教学中的应用研究

摘 要 选用三维软件中常见的SolidWorks软件，研究归纳三维软件在工程制图教学中五个方面的应用，并提出三维软件在教学中的应用方法，旨在提高工程制图教学的教学方法水平和教学质量。

关键词 三维软件；SolidWorks；工程制图

1 前言

近年来，由于三维软件创建的立体模型具有良好的直观性，非常有利于工程制图的教学，三维软件越来越多地出现在工程制图教学当中[1-2]。虽然三维软件在工程制图教学中已经应用十分广泛，但是对于三维软件在教学过程中具体的应用范围尚不明确，往往只局限在具体的某一章节知识点的应用[3]，并且针对三维软件的合理应用方法研究甚少，往往只局限于某一种类型的应用方式，如融入式、任务驱动式等[4-5]。目前经常使用的三维软件有Pro/E、SolidWorks、UG、CATIA等，这些软件基本功能相似。本文以SolidWorks为例，探讨其在工程制图教学当中的应用及应用方法。

2 三维软件在工程制图教学中的应用

本文研究归纳出三维软件在工程制图教学中五个方面的应用。

穿插说明难点 在工程制图这门课程中，有些部分内容比较抽象不好理解，比如立体的截交线和相贯线的投影、剖视图等章节。如果利用SolidWorks软件创建相对应的三维立体模型，可以很好地帮助学生进行理解，迅速掌握知识点。如两个圆柱体相贯，其相贯线为一条空间曲线，如果只从三视图（图1）进行分析，很难想象相贯线的空间形状及理解其对应的投影。通过SolidWorks软件建立的模型（图2），可以清晰地理解这条空间曲线的形状和分布，进而分析出这条相贯线的三面投影形状。

引出知识点（任务驱动式教学） 在工程制图教学中，教师往往先给出一个任务，进而引导学生如何一步一步完成这一目标，这种教学方式为任务驱动式教学。三维软件可以参与到这一教学过程中，并起到一个引出知识点的作用。在工程制图教学中，通过三维软件特征树功能可以引导学生怎么通过基本体，经过一系列的切割或者叠加，形成最后的立体模型。这个过程可以很直观地让学生掌握立体的形成。例如：图3所示为一个利用SolidWorks软件建立的组合体。通过图4所示的特征树，可以很清晰地看出在最初拉伸形成的一个长方体的基础上，通过四次拉伸切除，形成最终的组合体。

举例说明（建立虚拟模型库） 在SolidWorks软件中带有设计库功能，在该设计库中自带了国标标准件模型。并且还可以自定义设计库，将一些常用件加入设计库。在工程制图教学中，在讲授到标准件、常用的机械构件等相关章节时，可以调用软件中的模型库，通过虚拟的方式给学生展示各种模型。如从模型库中调出轴承标准件中的深沟球轴承与推力球轴承，可以很立体直观地展示给学生，如图5所示。

激发设计创新 利用SolidWorks软件还可以激发学生的设计创新能力。如工程制图中组合体构型设计章节要求学生能够通过一个基本视图或者两个基本视图想象出多个不同的组合体。在教学过程中可以利用SolidWorks软件创建出具有相同二视图的不同立体模型，在授课过程中通过立体模型引导激发学生的想象能力和创新能力。

建立逆向思维（二维、三维之间的转换能力） 在画法几何阶段，教学重点在于培养学生识图画图的能力。识图即通过基本三视图想象空间立体，画图即通过空间立体画出相应的基本三视图。这是一个二维和三维之间的转化问题，而许多学生在三维和二维之间找不到联系点，因此学习上遇到困难。在教学工程中利用SolidWorks软件中的将立体模型转化为工程图功能，可以迅速将组合体或者零件模型转化成工程图。课堂通过演示这一过程，可以很清晰地分析对比三维模型与工程图之间的对应关系，培养学生三维转换二维的能力。

3 三维软件在工程制图教学中的应用方法

在工程制图教学中，应以原有的教学方式为主体，三维软件教学为辅。在工程制图授课中，课件的讲授依然为主要的教学方式。因为工程制图课程中存在大量的概念、作图方法等理论知识，需要通过课件讲授的方式传授给学生。而三维软件的应用只是作为一种辅助工具，让学生能够更快、更好地接受知识。

在工程制图教学中，三维软件必须围绕工程制图教学目的进行应用。三维软件的功能繁多，有许多功能和工程制图并无直接关系，这一部分内容应该留给学生课后自学。在课堂上，三维软件的应用应紧紧围绕工程制图知识点。在三维应用过程中，应先明确需要讲授的知识点，然后根据需要引用三维软件进行辅助教学。

4 结语

三维软件可以快速构建非常直观的三维立体模型，并且实现和二维工程图的转换。因此，三维软件今后将会更广泛地应用到工程制图教学中来。明确三维软件的应用范围，正确应用三维软件，将有助于学生高效地获得工程制图相关知识，也有助于教师使用三维软件丰富教学方法，更加有效地传授课程知识。本文以SolidWorks为例，研究了三维软件在工程制图教学上穿插说明难点、引出知识点、举例说明、激发创新和建立逆向思维等五个方面的基本应用，并且围绕这五个方面的应用提出三维软件在工程制图教学上两个方面的具体应用方法。■

参考文献

[1]叶军，孙根正.三维建模引入制图课程的改革研究[J].工程图学学报，2008（2）：168-172.

[2]童秉枢，易素君，徐晓慧.工程图学中引入三维几何建模的情况综述与思考[J].工程图学学报，2005，26（4）：130-135.

[3]刘永霞，彭如恕.基于Pro_E三维建模的工程制图教学方法研究[J].中国教育技术装备，2010（21）：108-109.

[4]刘永霞，彭如恕.基于任务驱动法的工程制图教学研究[J].中国教育技术装备，2013（27）：75-77.

[5]田广才，段志坚，杨甫勤，等.工程制图教学的Pro_E融入式研究[M]//2012管理创新、智能科技与经济发展研讨会论文集.2012：7-10.

作者：肖章 周立峰 罗彪

虚拟三维模型库工程制图论文 篇3：

浅析机械制图教学中三维实体造型技术的应用

摘要:传统的教育技术已不能满足现代机械制图教学的需要。科技的发展促进了教育技术的发展。本文在分析了传统制图课教育技术的弊端后,从教学模式、模型库建设、各章节难点、授课形式四个方面阐述了将三维实体造型技術应用于机械制图教学中的方法。

关键词:机械制图;三维实体造型技术;教育技术

图样是工程技术界的语言,对于机电类专业而言,机械制图是一门非常重要的专业基础课,培养学生的识图和绘图能力是每一位教师的重要任务。在根据实体绘制三视图和根据三视图想象实体形状的练习中,学生的空间想象力起着至关重要的作用。

机械制图教学传统教育技术分析

传统的制图教学采用挂图和模型帮助学生直观、形象地理解物与图的关系,取得了一定的教学效果,但也有很多弊端。比如,教材不断更新,实物模型跟不上教材更新的步伐;教师在授课过程中无法随意切割、拉伸模型来应对题型的变换,制约了授课思路;模型成本高,不便于携带;教室后排的学生看不清挂图;更换挂图耽误课堂时间;让学生拿萝卜、土豆雕刻模型,课堂秩序容易混乱。截交线和相贯线是提升学生空间想象力的重要教学点,无论雕刻土豆还是捏橡皮泥,由于误差大都无法把截交线、相贯线的形成及形状表达清楚,学得好的学生寥寥无几。

同时,教师讲授新课和做习题时,需要在黑板上绘制大量图形,致使教师体力消耗大,课堂容量小,节奏松弛。对于学生而言,即使在课堂上听明白了,在课后做练习有疑问,模型、挂图、教师都不在,问题得不到及时解决,久而久之,就会失去学习的兴趣。

近几年,教育技术在不断更新和成熟,比如多媒体课件提高了课堂教学效率,减少了教师的劳动量,较之黑板教学有了很大进步。但是,这些“课件”都是将立体模型以图片的形式拷贝到PowerPoint里的,无法翻转和移动模型,学生看不到模型的全貌,难以较好地理解知识。尤其是“三视图绘制”一节,课件中给出的组合体图片,孔是否穿通、是螺纹孔还是光孔、通槽的深度和形体是否前后对称等信息均无法从图片中获取,只能靠教师解释。同时,由于职业教育加大了实践力度,每学期都有实习,加之机械制图又增加了计算机绘图章节,必须留有一定的上机操作时间,致使机械制图的理论授课时间减少了很多。

由此可见,传统的教育技术已不能适应现代机械制图教学,高职制图教学必须引入新的、先进的技术手段,才能跟上高职教育技术改革的步伐。

三维实体造型技术介绍

随着科技发展日新月异,三维实体造型软件百花齐放,常用的有Solidworks、CAXA、AutoCAD、UG、Pro/Engineer等。这些软件都具备二维和三维绘图功能,能完成三维实体造型,能从实体造型生成三视图和剖视图,可以绘制有着真实色彩、附于材质、显示表面特征及光照效果的高保真图形。其出众的建模能力和优化的设计流程能充分满足机械、电子、建筑、汽车、航天等特定行业的设计需要。

笔者将三维实体造型技术应用到制图教学中,用这些软件做出的模型精度高、质感好、形象逼真、色彩丰富,极受学生欢迎。在具体演示中,“实体”可以实现任意方向的旋转、任意截面的剖切,可以清晰地观察物体的各部分结构。大量的制图教学实践证明,三维实体造型技术不仅可完全避免传统制图教育技术的弊端,而且能更有效地培养学生的空间想象力,进而提高教学质量。

三维实体造型技术在制图教学中的应用

(一)建立“体—图—体”的新型实体化教学模式

传统教育技术下的制图教学受教学条件不佳、学生做模困难等客观因素的影响,只能先从二维图纸入手想象立体形状,再从立体形状绘制二维图形,即实行“图—体—图”的教学模式。这一模式违反了人们对形体的认知规律,初学者非常难懂,很难在头脑中建立空间关系。将三维实体造型技术引入制图教学后,制图教育技术有了飞跃发展。基于Solidworks等软件强大的三维造型功能,我们终于实行了“体-图-体”的实体化教学模式。

目前,机械行业的数控技术已经非常成熟,Solidworks等计算机绘图与加工软件强大的三维造型功能已弱化了二维图纸在行业中的作用。在三维设计过程中,设计者设计的产品可直接与机床连接进行加工。课程改革要求保证课程的培养目标与生产一线“零距离”接触,因此,机械制图的课程培养目标应由以往的培养学生的识图和绘图能力上升为培养学生很强的空间思维能力和创新性构型能力。

Solidworks软件具有造型准确、简便、快速的特点,教师授课时可根据备课内容,现场绘制实体,通过选择基准面、草图绘制、拉伸实体、建立参考基准面、拉伸切除等操作建立教学所需的模型。让学生注意观察模型的形成过程,逐渐在头脑中形成三维空间概念,然后由体入手,把原本按照点、线、面、体顺序进行的教学改为由体抽取点、线、面,学生就可在三维空间中直接认识和感知空间几何元素。并且,利用Solidworks软件里三维模型和二维视图的相关性,能直接导出二维工程图纸,包括基本视图、剖视图、斜视图、及轴测图等,能让学生非常直观地看到各视图的形成过程及视图间的关系。这种顺向思维教学方式学生更易接受。应在学生理解和掌握了由体到图的形成过程后,再给出三视图,让学生想形状,由图到体进行空间思维的练习。如果空间问题解决不了,就在教师的引导下,由学生配合,教师用Solidworks绘出实体与图对照,这样反复训练,学生的空间思维能力和构型能力也能迅速提高。

这种基于三维造型软件的“体—图—体”的教学模式易于被学生接纳,不仅能节省购买模型、挂图的资金,还能让学生全方位观察机件及其内部结构,教学效果非常明显。

(二)建立机械制图三维模型库

机械制图的教学离不开模型,利用Solidworks制做出的模型完全可以取代实物模型,并且可以根据教材的更新而修改。教师只需携带装有虚拟模型库的光盘或U盘即可授课。这种将三维造型软件应用于机械制图教学的教育技术,应当成为现代制图授课教师的必备技能。

结合机械制图教材和练习册中的习题,利用Solidworks构建教学模型库,模型库可分为基本体、组合体、零件和装配体四个部分。每个部分可根据课堂例题和课后练习建立三个库,即三维模型库、二维视图表达库、动画模拟仿真库,三个库之间相互联系、一一对应。在授课过程中,更改三维模型或任一二维视图的尺寸,会导致三维实体和所有二维视图自动更新,软件的先进性能实现模型库的自我管理,其实用性是传统教育技术无法比拟的。

同时,可以把机械制图模型库传输到校园网上,当学生课后遇到困难时,可直接通过校园网打开模型库,找到需要的模型,仔细观察,得到辅助,从而顺利完成课后练习。一般模型库中都收集了大量典型零部件的三维模型和与之对应的二维工程图,学生可以将自己对零件的表达方法与库中对照,找出不同与不足,自己修改,变被动学习为主动思考,提高学习能力和解决问题的能力。

(三)利用Solidworks技术突破各章节难点

截交线、相贯线在传统工程制图教学中,求截交线、相贯线都是用立体表面取点、做辅助面等方法来解决,讲解起来学生很难理解空间的相互关系。引入Solidworks后,只需正确绘出体与体的相交或截切,截交线与相贯线会自动生成,学生很容易观察到。利用旋转命令从不同角度充分观察形体的形状及表面交线,再运用剖面视图直观地呈现不同截面上表面交点的位置,教师能很容易地给学生指出截交线与相贯线上的一些特殊点,并讲述画法,可大大节省教学时间。同时,由于Solidworks建模是一个参数化的设计过程,当改变立体相交的位置时,可得到各种不同的相贯线,能拓展学生空间想象的思路,进一步提高学生的空间思维能力。

组合体教材给出了两个很经典的组合体实例,即轴承座和V型切割体。笔者在以往的授课中,先拿出木制的轴承座模型让学生假想把它分开,再一块一块地组合起来,讲解相接、相切、相交的组合形式,整个过程都在教师的语言描述下完成,没有任何真实动作。根据教材要求,画三视图时,要依次画出每个简单形体的三视图,由于模型小、已破损,学生不易观察出每个形体间交线的形状,给学生传看模型还易造成课堂秩序混乱。在讲V型切割体的三视图绘制时,只能在黑板上绘制立方体轴测图,然后一刀一刀地切割,不停地修改,引导学生绘出三视图,整个过程都在黑板上通过粉笔和教师的描述来完成,直观性差,事倍功半。自从引入Solidworks软件教学后,教学效果明显提高。我在授课时,先让学生观看用Solidworks绘制轴承座的过程,形体在叠加、截切时自动生成了交线,交线的形状一目了然,不需做过多的解释。在确定主视图的投影方向时,可以选择软件中的显示变换工具条,显示方式选择正视投影、左视投影和俯视投影,让学生自己观察哪个投影最能反映物体的形状特征,即确定为主视图。在指导学生作图时,将组成轴承座的底板、圆筒、支撑板、肋板依次选中,让学生边观察边讨论,根据不同的投影方向,按顺序画出各组成部分的三个视图。教师对相切、相接、相交处的画法作重点讲解和示范,让学生将图形按要求绘制好后,在软件中打开轴承座的工程图纸,对照找出自己的错误与不足。然后,教师总结易出错的地方,学生最终完成零件图的绘制。整堂课下来,教师教得轻松,又能紧紧抓住学生的注意力;学生通过形象逼真、具有质感的模型,既学得轻松,又很快掌握了课堂内容,Solidworks让制图教学变得轻松而愉快。

零件的表达方法剖视是较难理解的,没有剖开的模型,学生很难想象其实体形状。利用Solidworks建模后,先让学生观察零件的外部形状,再用剖切平面把零件模型剖开,观察其内部的结构形状,学生可以比较和选用不同的剖切方法,画出不同的三视图,避免学完剖视后,出现对各种剖切方法不能灵活运用的问题。

装配体由于学生缺少实践经验,对装配体了解甚少,教师怎么讲,学生就怎么记,难以独立分析问题。笔者利用Solidworks中的动画功能,展示装配体中零部件的装配关系及装配体的结构和工作原理,让学生了解装配体的装、拆顺序和零件间的动力传递路径,从而可使学生直观地快速掌握装配体的知识。由于Solidworks具备高品质的渲染功能并自带材质库,提供定义好的金属、木材、石材、塑料等材质纹理,可以为整个零件、单个特征、单个表面添加材质,制做出的动画仿真效果极佳,能达到与拆卸实物一样的教学效果。

(四)完善了传统的授课形式

如要将三维造型軟件应用到机械制图课堂上,授课地点应选在多媒体教室而不是计算机房。我们的教学重点是利用三维实体造型软件辅助教学培养学生的空间思维能力和零件表达能力,而不是学习Solidworks软件的使用。所以,制图授课教师在教学时一定要调配得当,重点突出,否则会出现本末倒置、主次不分、教学重点模糊等问题。

教师在利用三维软件教学时,要充分发挥自身的主导作用,不能让学生只是观看模型演示,要让学生参与其中,分析问题、解决问题,把传统的教师单向灌输改为互动式教学。教师要充分让学生动脑、动口、动手,还要给学生独立思考机会。总之,三维实体造型软件能让教师和学生在轻松愉快的环境下共同完成教学任务。

参考文献:

[1]谢忠佑,张雅雯,蔡建安.Solidworks完全实例教程[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]高玉芬,卜桂玲.机械制图[M].大连:大连理工大学出版社,2007.

[3]武海华.机械制图与CAD[J].科技情报开发与经济,2007,(8).

作者简介:

刘莹(1975—),女,宁夏民族职业技术学院讲师,主要从事机械制图课程的教学与研究。

(本栏责任编辑:谢良才)

作者：刘 莹