三維建模在飛機專業制圖課程中的應用

摘 要：掌握飛機結構圖紙的識讀是飛機制造從業人員的基本要求，文章分析了飛機專業學生在制圖課程中遇到的問題，提出在教學中引入三維建模建立虛擬仿真環境，幫助學生理解掌握課程內容。

關鍵詞：航空識圖 三維建模 實物模型 虛擬環境

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0168-01

《機械制圖與航空識圖》課程是我校飛機制造技術專業的一門專業基礎課。飛機制造技術專業主要培養的是能適應21世紀我國航空行業需要，能夠從事飛機結構制造、維護和修理工作的高素質技能型人才。

順利識讀航空圖樣是本專業畢業生必須具備的能力，該門課程主要對機械制圖基本理論知識和航空制造方面制圖的特殊要求予以講授。教學中注意了機械知識和航空制造的結合，在教學中發現學生普遍存在的一些問題，利用傳統的教學方法不能很好解決，所以引入三維軟件建模輔助教學。

1 教學中發現的問題

（1）學生空間想象能力較弱。培養初步的空間觀念是發展空間想象力的基礎，是教學中的一項主要任務。而在現實的學習活動中，學生往往缺乏的就是想象力，三面投影的學習成為他們學習的難點，這一部分知識成為他們學習中最薄弱的環節。在以往的教學活動中，在教師講解基礎上，使用掛圖和教具等手段幫助學生思考和理解，起到很好的輔助作用。但是掛圖和教具有制作周期，在新產品日新月異的現代，這種實物的手段存在嚴重滯后性，已經不能滿足現代教學的需求。

（2）學生對裝配體工作原理理解較弱。這門課程開設的時間是大學第一學期，學生剛來學校，沒有參加過金工實習，對機械工具和零件都很陌生，對于陌生的機器的工作原理理解非常困難。識讀裝配圖的一個重要方法是聯想法，是通過裝配圖零件或裝配體的名稱來聯想它的功能和工作原理，而學生現在并沒有更多的知識積累，聯想無從談起。

（3）課本與本專業畢業生崗位需求有距離根據本專業的人才培養目標，要求我們的畢業生能夠識讀航空機械相關圖樣，要求普通機械圖樣和航空機械圖樣有機結合，但是我們到目前為止還沒有專門用于飛機專業的制圖教材，所以為了與飛機制造專業貼合得緊密，我們在教學實踐中必須要努力將兩方面知識結合起來，并且能更多的講述飛機制造單位相關情況。要想更多了解飛機制造單位的情況，能讓學生走進工廠去體驗是最佳的選擇，但是進廠實習存在很多困難，同時也是費時費力的事情。

2 教學中三維軟件建模的應用

針對上述問題，我們嘗試在教學中引入三維軟件建模。利用多媒體課件，大量制作物體的三維模型，讓學生在教室中看到飛機制造單位所使用的工具，制造的零件，營造真實的工作情境。教學中三維軟件建模的應用主要有三個方面。

（1）輔助學習制圖基本原理、輔助識讀零件圖和裝配圖。識讀機械圖樣的基礎是投影知識，三面投影的學習是學習的難點，更是學生學習中最薄弱的環節。二維和三維之間的相互轉換是學生必須跨過的一道坎。教學中運用實物幫助學生理解和想象是有必要的，但是我們的教具種類是有限的，教具數目也是有限的，并且教具不能跟上時代發展的腳步，更新較慢，所以使用三維軟件建立實物模型，結合多媒體課件，取代教具制作是必然的。

實物模型可以輔助學習制圖基本的投影原理，零件實物模型輔助識讀零件圖，裝配體實物模型和它的裝配及工作過程可以輔助識讀裝配圖。

（2）輔助認識飛機制造行業。在課堂上給學生觀看使用三維軟件制作的飛機制造行業特有的工具和零部件，這些實物在日常的生活中是很難見到的，而通過三維軟件建模，學生很全面的看到了，并由于是三維立體，非常真實，所以印象深刻。如圖1所示。

另外使用三維軟件制作動圖，非常清晰的演示飛機組件裝配過程，學生不僅從中學到了知識，也對這種方式非常感興趣。

（3）虛擬工作的情境。使用三維仿真軟件可以建立虛擬仿真的飛機制造單位生產車間，可以看到工作的工人，具體的工作，看到真實的工廠實際，這可以取代工廠實習，節約成本，同時給予學生統觀全局的機會。

3 結論

引入三維建模輔助教學取得了較好的效果，幫助學生培養了空間想象力，完成從三維實體到二維圖樣，再從二維圖樣到三維實體的順利轉換；通過三維模型，學生認識更多的機器，見到飛機制造單位真正的工具和零部件，看到虛擬仿真的工作情境，這為他們學習，為了將來更好的開始工作做好準備。

在教學實踐中三維軟件建模的輔助作用是非常重要的，我們應用更加充分利用現代化教學手段，努力在教學中更多的采用與未來崗位相關的例子，并且應該組建團隊進行虛擬仿真工作，這必將會使我們的教學開展得更加有聲有色。

參考文獻

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