ＣＡＤ技術在《機械制圖》中的教學應用

摘 要： 本文通過對傳統工程圖學與AutoCAD的關系分析，指出三維幾何造型是工程圖學教改的核心內容之一；分析了三維幾何造型在提高畫圖和看圖能力、培養設計和創新意識等方面的作用；通過三維幾何造型訓練，學生能夠掌握并運用這種現代工具進行工程設計的方法。

關鍵詞： 《工程制圖》 AutoCAD 教學應用 三維幾何造型

《機械制圖》課是工科學校一門實踐性較強的專業基礎課，要求學生有較強的空間想象能力。而當前高職學生的空間想象能力較弱，因此，在制圖教學中我們必須使用大量的實物模型來進行輔助教學，從而提高學生的空間想象能力。但由于受到條件的限制，我們只能使用到所選用的制圖書中極少部分的模型，而且在教學演示中后面的學生根本看不清。而隨著計算機技術的日益普及，《機械制圖》與《CAD》這兩門課程可以統一起來，我們利用AutoCAD軟件在電腦中進行建模，在教學中結合多媒體的教學手段加以運用，這對機械課程的教學起到了極大的促進作用，徹底改變了傳統的教學方法，教學效果明顯提高，學生學習興趣、熱情高漲。

一、在畫法幾何中的應用

畫法幾何中的點、線、面的投影比較枯燥和抽象，學生不能很好地理解和運用所學理論知識。學生在學習投影面的各種平行線（面）、垂直線（面）及一般位置線（面）的投影特性的過程中普遍感到比較困惑，更不用談如何應用這些知識進行形體分析了。這主要是由于圖中的點、線、面不像實體一樣在生活中摸得著、看得見具有很強的直觀性。這時，我們運用AutoCAD軟件，利用“視圖”中的“視口”，來創建四個視口，分別設為主視、俯視、左視、西南軸測，在西南軸測視口中建立三維模型，即可直觀地看到空間的點線面及其三面投影。我們還可以在三維模型里利用“修改”中的“實體編輯”中“著色線”、“著色面”，來選取三維模型中相應的線、面便可以分析不同位置的線面投影特性，同時幫助學生建立起正投影法的基本理論和方法。

二、在截交線、相貫線中的應用

截交線、相貫線是制圖教學中的難點，并且截交、相貫都是由基本體構成的，而AutoCAD在構建基本體上是非常方便的，利用剖切、布爾運算的命令可以將截交體和相貫體創建出來，所形成的截交線、相貫線就一目了然，最后利用視圖的多視口將三視圖和三維模型同時顯示。我們可以利用前面所講的在畫法幾何中的應用方法，分析截交線、相貫線的求解過程，同時通過做大量的造型，讓學生形成截交線、相貫線的求解方法。

三、在讀組合體視圖中的應用

讀組合體視圖這部分內容是制圖教學的重點和難點，題型多為補出第三視圖和補缺線。在講這部分內容時，我們常常采用形體分析法和線面分析法。這種方法要求學生積極思考，充分想象，在頭腦中形成空間點、線、面，才能綜合起來想清楚組合體的整體形狀和各部分相互連接關系。而以前我們都是借助模型或用橡皮泥來做模型，形狀復雜的模型一般沒有辦法制作，學生基本上不能想象出其形狀。這時我們可以借用AutoCAD進行建模，不論形狀多復雜，都能方便、迅速地制作。這些形體能表達組合體的組合形式，學生還可以通過自由旋轉實體，看清楚形體的前后、左右、上下六個方位上表面的連接關系，分析視圖情況，然后畫出三視圖。我們可以通過不同的由簡到繁的零件模型，讓學生分析各個視圖的形狀特征，增加他們對視圖中線和框的感性認識，逐步對空間的線面和三視圖中的線、框之間的對應關系加深認識，這樣就在學生的頭腦里架起三維視圖和實體模型之間的一座橋梁。

四、三維幾何造型有助于現代設計思想的培養

工程制圖不能離開設計，制圖是表達設計思想的重要工具，也是設計成果的具體化。三維幾何造型有助于設計意識的培養，我在講解零件圖時，讓學生對零件進行形體分析—構形分析—造型分析。即構思一個零件時，將其分解為多個特征，搞清各特征之間的聯系及其功用，最后在AutoCAD中建立零件的三維模型。不改變簡單立體的形狀，只改變相互位置和組合方式，重新構形出不同實體，并觀察二維投影的變化，進而考慮某種功能再進行造型，從而拓寬學生的思路，豐富他們的視野，培養他們的現代設計意識。

學生也可根據實踐活動積累的知識，大膽構思、想象并繪制出新實物。因為用計算機進行工程設計省去了大量的手工繪圖工作，學生可馬上看到自己的設計成果，這無疑將大大激發學生的學習興趣和創新意識。學生不僅會加深對實物結構的了解，提高構圖能力，而且能掌握用現代化工具進行工程設計的思維方式。

五、結語

由于新知識的增加，教學學時的大大縮短，當前課程體系的設置和教學方法已經難以完成上述任務，我們必須重組教學內容，改革現有教學方法。在教學中我們要以構形設計、創意設計為核心，培養空間→平面→空間的三維構形。在講清講透基本知識點的情況下，我們要盡可能多地把時間留給學生，讓學生親自動手，用學到的理論知識指導自己進行實驗，并通過實驗獲得具體、生動、豐富的感性知識，再由感性提高到理性，使所學知識系統化、綜合化，甚至發現和探索一些新問題，讓有興趣的學生在今后把這些新的問題作為新的課題加以研究。我相信這樣的實驗將會大大提高學生的學習興趣，提高學生的動手能力、觀察能力、分析能力、探索能力和創新能力。另外，制圖課教師也要從課程發展、學科發展的角度出發，加強并熟悉幾何建模和計算機圖形學的知識。

參考文獻：

［1］劉魁敏.機械制圖與計算機繪圖［M］.機械工業出版社，2007.

［2］胡建生，汪正俊，陳清勝等著.AutoCAD繪圖及應用教程［M］.機械工業出版社，2006.