新課改背景下運用軸測圖來改革制圖教學的探討

孫偉 謝建新 楊春萍 李丹

摘 要：新課改倡導學生自主構建知識體系，當今制圖課程的教學體系是逐步培養學生的工程意識和創新能力的過程，鑒于傳統制圖教學枯燥學生難想象的弊端，提出運用軸測圖來改革制圖教學。文章首先對制圖教學進行改革探索分析;然后從軸測圖的工程優勢和CAD的繪圖快速性出發，提出結合CAD軟件以軸測圖為中心進行制圖教學的改革措施，運用CAD繪制軸測圖輔助制圖教學，把軸測圖作為課程的基本內容組織教學并貫穿課程的始終;最后結合實例，設計了CAD繪制軸測圖的教學過程。

關鍵詞：制圖教學;軸測圖;CAD軟件

Abstract： The new curriculum reform advocates students to build their own knowledge system. The teaching system of modern engineering drawing is a process of gradually cultivating students' innovative ability and engineering consciousness. In view of the disadvantages of traditional drawing teaching that are difficult for students to imagine， it is proposed to use axonometric drawings to reform the drawing. teaching. This article first analyzes the reform of cartography teaching， mainly discusses the current status of cartography teaching， talent training goals， and information-based teaching. Then it starts from the engineering advantages of axonometric drawings and the rapidity of CAD drawing， and proposes to combine CAD software with shafts. Reform measures for the teaching of cartography centered on mapping， using CAD to draw axonometric drawings to assist in cartographic teaching， and using axonometrics as the basic content of the course to organize teaching and run through the course; Finally， combined with examples， design CAD drawing Teaching process.

Keywords： Cartography teaching; Axonometric drawing; CAD software

背景

近年來，大學人才培養方案不斷修正，教育教學逐漸從學年制轉變為學分制，各專業的基礎課程也普遍面臨學分縮減的問題。首當其沖的就是理工科的制圖課程，傳統的制圖課程重視手工繪圖，各高校普遍為96/108學時，早期還多為一學年課程。為滿足當前的人才培養計劃安排，就應當適時調整制圖課程的教學體系，制定適應新的學時內容要求的課程教學體系。[1]新課程改革倡導的是由以往的學習方式變為自主學習、合作學習和探究學習。這就要求學生主動參與，根據自己的理解假設，在老師教授的知識理論的指導下，運用科學的方法研究問題，然后在這一實踐過程中獲得創新能力和工程思維，自主構建知識體系。根據當前形勢的要求，傳統的制圖教學已無法滿足當前的人才培養目標，制圖課程的教學改革勢在必行。

1 制圖教學的改革思考

1.1 人才培養目標

制圖課程是研究繪制和閱讀工程圖樣的一門技術基礎課，工程圖樣是人類用來表達和交流設計思想的重要工具。制圖課程基本目標是培養學生的繪圖識圖能力，包括空間想象能力、圖形表達能力和形象思維能力，具備一定的圖形素質;終極目標是使學生形成自主創新能力和工程意識。[2]

1.2 制圖教學現狀分析

長期以來，培養學生的識圖制圖能力主要是通過學習投影知識進行，但在實踐中發現，這種傳統的教學模式冗長枯燥、見效甚慢。究其原因，點、線、面雖是構成幾何體的基本元素，但如果僅從點、線、面出發，很難將物體的空間幾何形象建立起來。制圖課程教學的關鍵是空間形體想象力的培養，在制圖課程的學習過程中，學生對空間形體感受越深廣，理解就越深刻，形象儲存就越豐富，比較、分析就容易，對形體的加工處理，出現的新形象就越形象、直觀、迅速，同時就越表明其是具有良好的空間形體想象力[3]。由此可見，制圖課程教學中培養學生制圖能力，提升空間想象力，最好不要從抽象的點、線、面入手，而是從立體形象出發。這不僅可以幫助學生快速地建立物體形象，還可以加深學生對投影知識的理解。

軸測圖是用平行投影法繪制的單面投影圖，它能同時反映立體的正面、側面和水平面的形狀。相較于平面三視圖，軸測圖更加直觀、識圖更加方便;相較于三維立體圖，兼顧立體感的同時，它又能平鋪到圖紙上顯示標注尺寸。軸測圖在制圖課程中是非常重要的一部分，它對學生立體空間感的培養有非常重要的作用，學生的立體感強不強，在軸測圖這部分的學習中就會得到體現和鍛煉。如果把軸測圖作為課程的基本內容組織教學，并貫穿課程的始終，便可以更好地實現從形象到抽象的過渡，培養學生的識圖制圖能力[4]。

1.3 結合CAD軟件進行信息化教學

信息化教學是大趨勢，為了快速適應現代技術的發展，傳統的制圖教學模式也應適應社會發展的需求，在教材教法上進行改革。在學時不斷壓縮的背景下，我們可將傳統制圖課程和CAD兩門課程結合起來，來增加學生對制圖的學習興趣，改變傳統制圖課枯燥、難學難想象的現狀。結合CAD軟件進行信息化教學，空間形體可以在 CAD上講授演示，這樣不僅可以節省購買演示模具的開銷，又可以縮短板書時間，半富、充實教學內容，促進學生的學習主觀能動性。

2 CAD繪制軸測圖輔助制圖教學

本人多年從事機械制圖和Auto CAD的教學工作，在手繪軸測圖的教學過程中發現，軸測圖理論知識雖然簡單，但學生在繪制練習中卻有諸多困難，比如說，與軸測軸保持平行關系的多組傾斜線條怎么會越畫越斜？在軸測軸的反方向，線條到底是與水平方向成30°還是與豎直方向成30°？尤其是涉及到有圓和圓弧的軸測圖的繪制就更加容易出錯，圓的正等測采用四心法畫橢圓的近似畫法，在傾斜的坐標面上找圓心切點并不容易，再加之長短軸方向的變換，以及作圖工具的局限性，學生倍感吃力往往還得不到規整清晰的作品。如果使用CAD軟件繪制軸測圖，可以使用整體復制功能實現多組線條的平移，使用橢圓命令直接繪制圓的正等測，既提高了效率又提高了準確度。另外，在CAD軟件中還可以使用F5進行三個坐標面的方向切換，讓學生高效率繪圖操作的同時對三個方位的平面關系有更深的了解。

結合CAD軟件輔助制圖教學的授課流程可作如下安排：首先，機械制圖課講完制圖基本知識后，講 AutoCAD中設置繪圖環境和基本命令，然后機械制圖講授軸測圖理論知識，利用CAD界面做練習，重點理解幾何體的立體表達;在具備了一定的空間構思能力之后再學習制圖課程的投影知識和組合體，再結合CAD軟件輔助想象，練習影知識和組合體的習題。如此，便是結合CAD軟件以軸測圖為中心進行制圖課程體系改革的具體方法。

3 CAD繪制軸測圖的教學實例

3.1 設置正等軸測圖繪圖環境

選“設置”選項，這時彈出“草圖設置”對話框，在 “捕捉與柵格” 選項卡中的“捕捉類型和樣式” 選項組中勾選“等軸測捕捉” 選項 ，然后單擊“確定”按鈕。在 “極軸追蹤” 選項卡中，設置極軸追蹤增量角為30°，點“啟用極軸追蹤”。繪制軸測軸OX、OY和OZ，作為繪圖參照，如圖1。

3.2 幾何體軸測圖繪制

利用CAD軟件繪制幾何體軸測圖，如圖2。圖2幾何體為組合體，可先利用疊加法，畫出上下兩個基本幾何體，再利用切割法，切出通孔和半圓孔道。

3.2.1 T型底板繪制步驟

（1）繪制平行于ZOY坐標面的最左側平面，開啟極軸模式，采用直線命令依次繪制平行于軸測軸OZ、OY的直線，并封閉。

（2）繪制平行于OX的一條側棱，利用復制命令生成其它可見的三條側棱。

（3）將最左側平面整體復制，以側棱的左端點為基點，平移至側棱的另一端點。

繪制直線時，注意與軸測軸保持平行，可看作：一個與YOZ坐標面平行的平面沿OX負方向拉伸45mm。

3.2.2 立板繪制步驟

保持右端面平齊，利用極軸追蹤找出左側面的起始點，補全底平面。

從底平面某一點沿OZ軸向上引線（注意：是24-8=16 mm），利用復制命令做出其他三條，補全幾何體的頂平面。

刪除多余線條。

注意：遮擋和重疊線條均要修剪刪除。

3.2.3 通孔的繪制

（1）在T型板上表面指定等軸測圓的圓心。

（2）點擊“橢圓”命令下的“等軸測圓（I）”選項，指定等軸測圓的半徑。

（3）將等軸測圓平移至T型板下表面，刪掉擋住的部分。

立板上半圓孔道的繪制同通孔，需要注意按F5鍵切換顯示等軸測平面。如圖3。

3.3 正等軸測圖的尺寸文本標注

軸測圖雖然是單面投影圖，尺寸標注卻不同于平面圖形，在軸測圖的尺寸文本標注中可以先使用CAD的標注工具欄進行操作，然后點擊CAD的標注工具條中的“編輯標注”設置傾斜角度，使各個軸測面內的尺寸線、尺寸界線傾斜某一個角度，與相應的軸測軸平行;同時，使用“編輯標注”中的旋轉，將標注文字的角度也設置成傾斜某一角度的形式，使其外觀具有立體感。由于正等軸測圖的軸間角都是120°，在正等軸測圖的尺寸文本標注中就需要將直立的文字傾斜120°或60°。[5]在教學初期，可不涉及軸測圖的尺寸文本標注，僅利用CAD的快速作圖幫助學生建立空間立體感。

由于Auto CAD 繪制軸測圖在書本中很少講解，在軸測圖教學中就容易忽視計算機輔助教學的關鍵作用，CAD軟件輔助軸測圖繪制教學，使學生更好的理解和掌握軸測圖的繪制步驟，同時鍛煉了學生的CAD繪制操作能力，也更高效、更有趣的達到了立體感培養的目標。不過想要熟練繪制軸測圖，還是需要反復的繪圖練習，在各種形體的繪制過程中將軸測圖知識融會貫通。

4 總結

近幾年，各大高校以培養創新創業型人才為目標，不斷精簡學時，制圖課程也根據創業型人才成長規律的培養規范和標準，不斷進行改革，大的方向就是建立課堂理論、CAD繪圖和制圖實踐相融合的課程體系。基于新課改背景下高校制圖教學的改革認識和CAD軟件繪制軸測圖輔助教學在學生制圖能力培養中的作用，并根據上述對改革制圖課程內容體系的設想，筆者進行了反復的教學嘗試，結合以軸測圖為中心進行制圖課程體系改革的具體方法組織教學，對學生制圖能力的提高的確有著十分顯著的效果。因此，可以認為，以軸測圖作為制圖課程的基本內容貫穿課程教學的始終來改革制圖教學的是一種有效途徑。不過這一新體系的進一步實施、完善和優化，還有待廣大制圖教學工作者在實踐中不斷地共同探索。

參考文獻

[1] 李萍，晏永飛，高興軍.新形勢下制圖課程教學改革探索[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2016（08）：16-17.

[2] 金大鷹.機械制圖[M].北京：機械工業出版社，2015.01.

[3] 柴冬梅.淺談如何運用軸測圖來改革制圖教學[J].商業經濟，2009 （18）：118-119.

[4] 張成明.SketchUp輔助繪制CAD軸測圖研究[J].無線互聯科技，2016（23）：55-57.

[5] 盧德友.基于Auto CAD的正等軸測圖的繪制與標注[J].工程技術研究，2017（10）：197-199.