三維模型庫在機械制圖教學中的優勢探討與分析

摘 要:機械制圖作為機械專業的重要專業基礎課，無論是在課堂教學還是在課后作業，都需要大量使用教學模型。傳統的教學模型因其自身缺點已經不能滿足現代教學的需要。而應用計算機軟件建立的三維模型庫，具有可以代替傳統模型，能及時更新內容，可作為學員課后學習的輔助工具及可豐富實踐性教學素材庫等優點，是實施課程教學改革中的重要組成部分。

關鍵詞:機械制圖;三維模型庫;優勢

中圖分類號:G4

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)08-0319-01

1 引言

在軍事領域中，需要大量的人員對我們現有的軍用機械設備進行維護和保養，高性能的武器裝備對軍事人才的培養提出了越來越高的要求。但在實際訓練中不可能每次都用到實際的裝備和器械，因此如何根據裝備圖紙看懂實際的機器零件的結構成了我們士官人才必須面對的一個實際問題。機械制圖課是一門重要的專業基礎課，在整個課程結構中起著承前啟后的作用，通過學習該課程，還可以提高學員今后的學習積極性，對培養學員創新意識和創新能力起著舉足輕重的作用。教學模型作為教學手段的重要組成部分，在幫助學員形象地理解教學內容的過程中，發揮著積極的輔助教學的作用。機械制圖作為機械類專業的重要專業基礎課，無論是在課堂教學還是在課后作業，都需要大量使用教學模型，以增加學員的感性認識，最終達到空間思維能力的培養。傳統的教學模型因其價高、易損、不便攜帶、不能修改等缺點，已經不能滿足現代教學的需要。而應用計算機軟件結合多媒體技術建立的三維模型庫，不僅可以完全克服傳統教學模型的缺點，也是實施課程教學改革中的重要組成部分。

2 三維模型庫能代替傳統實物模型的作用

機械制圖三維模型庫可以利用光盤存儲數量眾多的模型，在使用中可以完全取代實物模型，從而消除了實物模型因體積和重量造成的攜帶不便的缺點。另外，利用先進的三維CAD技術創建地計算機模型不僅精度高、質感好、形象逼真、色彩豐富，還能將復雜形體的外型與內腔、相貫體中相貫線的變化趨勢、裝配體中零件之間的連接關系充分地展示出來，加上動畫效果，使教學中的知識難點更加清晰、生動、形象。因此，無論從數量還是功能上都能完全代替傳統實物模型在教學中的作用。

3 能及時更新模型庫的內容

傳統的實物教學模型更新換代的速度慢并且不能夠修改，而幾十年不變的教學模型已不能滿足教學和科技時代不斷進步的需要。機械制圖三維模型庫在教學中的應用完全可以避免傳統教具的缺點，利用計算機軟件還可以方便地進行教學模型修改與新建，這樣不僅能夠及時補充符合新教學內容的模型，還可以針對不同的教學對象、教學要求調整現有的模型，充分滿足了教學中對模型種類及數量的需要，達到降低教學成本，提高教學質量的目的。4 學員課后學習的助學工具

近幾年來，由于同一班級生源質量的差異增加以及機械制圖的授課時數不斷減少，使得教員的課后輔導的難度增大。對于程度低一些的學員，如果輔導不夠及時，他們一旦無法戰勝學習中的困難，便退縮或放棄學習，并失去了對機械制圖學習的興趣。機械制圖三維模型庫可以幫助學員理解學習中的難點、重點，學員可以根據自己的學習方式和學習能力，進行自主性學習。同時，三維模型庫可以載入網絡，不受時空限制在網上進行傳輸。當學員在課后練習中遇到困難，可以通過校園網在庫中找到所需要的模型，進行仔細觀察，增強對實物的感官認識，完成課后練習。另外，三維模型庫中收集了大量典型零、部件的三維模型與二維工程視圖，采用了不同的表達方法，學員可以通過與自己所繪圖形對比，來檢驗自己的讀圖能力和對機件的表達能力。

5 豐富了實踐性教學的素材庫

為了使機械類專業的學員，畢業后在任職第一線能勝任實際工作，必須在學校學習過程中加強實踐能力的培養，實踐性教學的目的就是使學員能夠綜合地應用所學的知識解決實際問題。過去的機械制圖實踐性教學，通常采用測量和拼裝模型的方法進行，這樣具有一定的局限性——要準備很多模型，因而占用較大的空間和較多的資金投入。但模型的種類還是較少，因而限制了實踐性教學的內容，影響了教學效果。三維模型庫可以解決上述問題，成為機械制圖實踐性教學的素材庫。在教學過程中，教員可以根據教學需要分組設計不同的教學任務，每組學員根據自己的教學任務要求，從素材庫中調用零件模型，借助CAD等軟件提供的測量與裝配功能進行零件測繪以及裝配體的拼裝，然后利用二維繪圖軟件進行零件圖的繪制以及裝配圖的拼畫。

總之，應用這種以三維制造環境為背景的模型庫，可以提高教員在教學中的教學效率，同時有利于激發學習者的觀察力、發現力、想象力和邏輯思維能力，增強了培養分析與解決問題能力的力度，開闊了學員的視野，極大提高了學員的學習興趣。