淺談三維CAD技術(shù)與《工程制圖》課程相結(jié)合的教學(xué)改革研究

摘 ?要：傳統(tǒng)的工程制圖課程主要講述二維空間投影作為主要的講述內(nèi)容，三維技術(shù)的發(fā)展對(duì)現(xiàn)代工程領(lǐng)域的影響日益增大。針對(duì)教學(xué)改革中出現(xiàn)的學(xué)生空間想象力不足和邏輯思維能力較弱的問(wèn)題，采用現(xiàn)代化的教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)以三維制圖為主導(dǎo)的工程制圖從平面—空間—平面—空間的教學(xué)方式，實(shí)踐證明，能有效的提高學(xué)生的能力，有助于培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞：工程制圖;三維制圖;教學(xué)改革;應(yīng)用型

《工程制圖》課程長(zhǎng)久以來(lái)作為工科專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，有著十分重要的課程地位，是很多專(zhuān)業(yè)的入門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，對(duì)學(xué)生初涉所學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)興趣有著較大的影響，該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的制圖、讀圖、空間解構(gòu)能力，為后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ)，但《工程制圖》課程的教學(xué)還停留在二維制圖能力的培養(yǎng)上，隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)中對(duì)于三維制圖能力有著較高的要求，而傳統(tǒng)的CAD軟件主要以二維點(diǎn)、線(xiàn)、面來(lái)表達(dá)物體的空間結(jié)構(gòu)，三維制圖是基于特征造型、可編輯、可優(yōu)化。客觀現(xiàn)實(shí)迫切的需要將傳統(tǒng)的《工程制圖》的課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段及方法進(jìn)行改革，以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于應(yīng)用型技術(shù)人才的要求。

一、《工程制圖》教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題

（一）制圖學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多

我院《工程制圖》主要開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)為機(jī)器人工程、機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)，56學(xué)時(shí)，作為對(duì)《工程制圖》要求較高的機(jī)械類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)，學(xué)時(shí)從64學(xué)時(shí)降至56學(xué)時(shí)，且內(nèi)容包括畫(huà)法幾何和機(jī)械制圖兩部分，教學(xué)內(nèi)容較多，對(duì)學(xué)生的繪圖、識(shí)圖能力提出了較高的要求，加之大一學(xué)生的基礎(chǔ)普遍較差，空間想象能力和邏輯思維能力，長(zhǎng)久下來(lái)，學(xué)生對(duì)制圖的興趣逐漸降低，出現(xiàn)畏難情緒。

（二）教學(xué)方法單一

多媒體教學(xué)給老師的授課帶來(lái)了很多便利，使很多教學(xué)的老師采用的教學(xué)方法比較單一，授課內(nèi)容多，進(jìn)度較快，也有一些老師采用了云課堂的教學(xué)方式，但由于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力差，所以教學(xué)效果還處于討論階段，門(mén)前單純借助多媒體教學(xué)的模式已不能滿(mǎn)足現(xiàn)在教學(xué)要求，使得學(xué)生失去學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和對(duì)專(zhuān)業(yè)的興趣。

二、三維CAD技術(shù)與工程制圖的關(guān)系

二維制圖誕生至今，其以計(jì)算機(jī)代替手工繪圖使得工程制圖技術(shù)有了重大的改革，三維制圖技術(shù)使傳統(tǒng)二維圖形更加的形象化、空間化，對(duì)于空間想象能力較差的學(xué)生有較好的幫助，而現(xiàn)在三維技術(shù)更采用了參數(shù)化、可編輯的建模技術(shù)和特征建模，使產(chǎn)品在未生產(chǎn)前就能表示其空間能力，更利于組織生產(chǎn)和技術(shù)優(yōu)化，但三維技術(shù)發(fā)展至今，大家對(duì)于傳統(tǒng)的二維制圖教學(xué)模式根深蒂固，工程圖依然是制造過(guò)程中的重要因素，非專(zhuān)業(yè)人員對(duì)于二維圖形依然難以理解，所以需要將平面圖形的投影技術(shù)引入到三維建模中，兩者相輔相成。

三、教學(xué)改革中實(shí)施方案

（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

本院《工程制圖》主要授課對(duì)象為機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)和機(jī)器人工程專(zhuān)業(yè)，這兩個(gè)專(zhuān)業(yè)在培養(yǎng)模式上主要以偏電為主，對(duì)于機(jī)械制圖的要求沒(méi)有機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)要求高，所以在教學(xué)過(guò)程中，除了在選擇教材上要做到重點(diǎn)突出，難度適中，還要在教學(xué)過(guò)程中對(duì)于學(xué)生進(jìn)行層次劃分，對(duì)于基礎(chǔ)較好，能力突出的學(xué)生可以提高難易程度，對(duì)于基礎(chǔ)較差的學(xué)生要適時(shí)引導(dǎo)，不使其喪失學(xué)習(xí)興趣，并結(jié)合專(zhuān)業(yè)的需求，可以將電路圖、系統(tǒng)圖、框圖等的畫(huà)法溶入到教學(xué)中去，緊密貼合專(zhuān)業(yè)要求，對(duì)于機(jī)械制圖部分，可以適當(dāng)降低難度，做到有的放矢，難以結(jié)合的教學(xué)方法。

（二）改變教學(xué)模式

這兩年我校學(xué)生參加專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽的機(jī)會(huì)較多，如全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽、大學(xué)生中西部成圖大賽，這幾個(gè)大賽對(duì)于學(xué)生的計(jì)算機(jī)制圖能力有較高的要求，在教學(xué)過(guò)程中，采用了三維結(jié)合二維的教學(xué)模式，教學(xué)過(guò)程中采用了以模型講解點(diǎn)線(xiàn)面的講課方式，上機(jī)實(shí)踐中將AutoCAD軟件和三維軟件如CATIA、SolidWorks等進(jìn)行模型建立，將二維圖形與三維圖形有機(jī)結(jié)合起來(lái)，建立軟件的聯(lián)系性，在考試環(huán)節(jié)中，重點(diǎn)考察學(xué)生讀圖與識(shí)圖能力。宗旨是加強(qiáng)對(duì)三維形體的想象、構(gòu)形、表達(dá)能力、三維形體與二維圖形相互轉(zhuǎn)化能力的培養(yǎng)。

（三）與現(xiàn)代教學(xué)模式相結(jié)合

近幾年，教學(xué)模式改革中出現(xiàn)了很多借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)的教學(xué)方式，如慕課、云教學(xué)等現(xiàn)代教學(xué)方式，在教學(xué)過(guò)程中，加入云班課的教學(xué)軟件，課堂上隨機(jī)提問(wèn)，軟件現(xiàn)場(chǎng)做題，避免很多性格內(nèi)向的學(xué)生上課不積極的現(xiàn)象，新的教學(xué)方法的引入大大增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加上傳統(tǒng)的模型教學(xué)，引入三維CAD技術(shù)，學(xué)生的能力有了較大的提升。

四、結(jié)論

隨著科技的發(fā)展，三維制圖技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越成熟，三維CAD技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中的模式已越來(lái)越多，將三維CAD技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中有利于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，邏輯能力，增大專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程師素養(yǎng)，以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)科技發(fā)展對(duì)于人才培養(yǎng)的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]江洪，吉維峰.運(yùn)用三維繪圖軟件 SolidWorks改革工程圖學(xué)教學(xué)的實(shí)踐[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2004，25（1）：109-l13.

[2]楊光，黃毓瑜，劉靜華，等.突出設(shè)計(jì)和三維的觀點(diǎn)改革工程制圖圖學(xué)教學(xué)[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào) ，2002，23（2）：150-156.

[3]胡春泥，戴恒震，高菲等.面向三維CAD/CAM技術(shù)的機(jī)械制圖教學(xué)研究[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2002，23（1）：137-142.

[4]鄭盛梓，姚涵珍，周桂英，等.面向三維 CAD技術(shù)的工程制圖教學(xué)研究[J].東華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005，31（4）：154-156.

[5]楊梅，古訓(xùn)，田洪興.關(guān)于電子類(lèi)《工程制圖》課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].科教，2019（7）：408.

作者簡(jiǎn)介

牛苗苗（1986—），女，漢族，碩士，講師，主要研究方向?yàn)闄C(jī)器人技術(shù)。