《工程制圖》課中用好AutoCAD三維功能提高教學(xué)質(zhì)量
文運用AutoCAD 繪圖軟件的三維功能對制圖課進(jìn)行教學(xué)輔助，以幫助學(xué)生提高空間想象力，提高教學(xué)質(zhì)量。
前言
《工程制圖》作為工科類(lèi)學(xué)生的技術(shù)基礎課，是后續專(zhuān)業(yè)技術(shù)課和日后工作的技術(shù)基礎性課程，是每個(gè)工科類(lèi)學(xué)生必須學(xué)好，并且一定要學(xué)好的一門(mén)重要技術(shù)基礎課程。
《工程制圖》最基本的學(xué)習目的就是要求學(xué)習者能讀圖和繪圖，看二維平面投影圖能想象出所表達的三維空間形狀，同時(shí)也要能把三維空間形體用二維平面投影圖表達出來(lái)，即從圖想物，從物畫(huà)圖，分析和想象空間形體和圖紙上的圖形之間的對應關(guān)系，逐步提高空間形象思維能力。然而，在我們實(shí)際教學(xué)過(guò)程中深深地感到學(xué)生的空間想象能力實(shí)在是很差， 空間想象能力差直接制約影響了他們對本課程的學(xué)習，具體地就是看圖看不懂，畫(huà)圖畫(huà)不來(lái)，要學(xué)好本課程，學(xué)生的空間想象力是關(guān)鍵，如何培養和提高學(xué)生的空間想象力是擺在任課教師面前的一個(gè)很重要的問(wèn)題。傳統的方法是在教學(xué)中使用實(shí)物教學(xué)模型，實(shí)物教學(xué)模型對學(xué)生的學(xué)習幫助很大，效果很好。然而教學(xué)模型缺乏，數量、類(lèi)型較少，是否與教材配套等問(wèn)題又影響制約教學(xué)模型的使用。如何來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題呢? 在當今計算機軟硬件技術(shù)高速發(fā)展和普及的今天，在運用多媒體投影進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)，我想可利用計算機來(lái)進(jìn)行三維建模，把所需的三維模型都建立起來(lái)，并將其運用于教學(xué)中，來(lái)幫助學(xué)生提高空間想象力，來(lái)幫助學(xué)生對教學(xué)內容的學(xué)習理解，來(lái)幫助學(xué)生很好的完成課程。
AutoCAD 是美國Auodesk 公司推出的通用計算機輔助繪圖軟件包，具有性能優(yōu)越、使用方便和體系結構開(kāi)放等特點(diǎn)，深受廣大工程技術(shù)人員的歡迎。AutoCAD 在我國的各設計領(lǐng)域得到廣泛的應用，并已成為各工程設計領(lǐng)域中應用最普及的繪圖軟件之一。AutoCAD 具有強大、完善的二維平面圖形繪制和三維立體模型創(chuàng )建能力， 由于A(yíng)utoCAD 具有強大的三維實(shí)體造型功能， 用AutoCAD 把二維平面投影圖所表達的實(shí)物用三維立體模型建立起來(lái)，把平面與立體表面相交的截交線(xiàn)、立體表面相交時(shí)的相貫線(xiàn)用三維立體模型表示出來(lái)，把剖視圖、剖面圖所表達的實(shí)物用三維剖視、剖面圖表達出來(lái)。這樣把抽象的平面圖形表達成具體形象直觀(guān)的三維立體模型，將有利于教學(xué)和學(xué)生對學(xué)習內容的認識理解，更有利于學(xué)生空間想象力的培養和提高。
1、在“平面與立體表面相交———截交線(xiàn)的求作”中的運用
平面與立體表面的交線(xiàn)稱(chēng)之為截交線(xiàn)， 因為是兩個(gè)面的交線(xiàn)，截交線(xiàn)是截平面和立體表面的公共線(xiàn)， 簡(jiǎn)單的截交線(xiàn)同學(xué)們還是能理解，但稍復雜的情況如：在物體上開(kāi)槽和穿孔所形成的截交線(xiàn)，由于交線(xiàn)多同學(xué)們學(xué)習起來(lái)感覺(jué)上就有些困難，當出現這種情況時(shí)，可現場(chǎng)或者事先把所表達的物體用AutoCAD 三維建模功能建立出實(shí)物模型， 在配合AutoCAD 視圖顯示功能從不同方向動(dòng)態(tài)的觀(guān)察這一物體和這些截交線(xiàn)，對學(xué)生的學(xué)習理解將有很大的幫助。如圖1 所示，a 圖為投影圖，b 圖為對應的三維立體圖。
圖1
2、在“立體表面相交———相貫線(xiàn)的求作”中的運用
相貫線(xiàn)為兩立體表面的交線(xiàn)， 通常情況下相貫線(xiàn)多為空間曲線(xiàn)，對相貫線(xiàn)的想象和求作較截交線(xiàn)要難得多， 是學(xué)生學(xué)習的瓶頸和難點(diǎn)，若能很好的解決學(xué)生學(xué)習中的這個(gè)瓶頸，對教學(xué)質(zhì)量將有很大的提高。
相貫線(xiàn)的求作方法通常有表面直接作圖法和輔助平面法，求作相貫線(xiàn)首先就要讓學(xué)生學(xué)會(huì )這兩種方法，在教學(xué)中發(fā)現部分學(xué)生對這兩種方法的認識和理解都有問(wèn)題，當然也就談不上用它來(lái)求相貫線(xiàn)。這時(shí)可借助三維模型來(lái)給學(xué)生講明這兩種方法的幾何原理，實(shí)際教學(xué)發(fā)現有三維模型和沒(méi)有三維模型來(lái)講解對學(xué)生的學(xué)習理解是不一樣的，收效也是不一樣的。
兩相貫體的相互位置的變化， 大小的變化都會(huì )使相貫線(xiàn)發(fā)生變化，用AutoCAD 三維模型就能很好的把這變化體現出來(lái)，配合三維視圖動(dòng)態(tài)顯示功能，這將能很好的將兩立體間的相貫線(xiàn)顯示出來(lái)。如圖2所示同為兩圓柱相貫，但由于位置的變化其相貫線(xiàn)是有很大差別的。
圖2
3、在“組合體視圖”和“剖視圖”中的運用
組合體較基本形體更為復雜，組合體根據形成方式不同可分為切割型組合體，疊加型組合體、綜合型組合體。這部分教材基本要求是：
1)補畫(huà)視圖中缺少的線(xiàn)條;2)根據兩個(gè)視圖補畫(huà)第三個(gè)視圖;3)根據立體圖繪制三視圖。由于組合體所表達的幾何形體較復雜，常用形體分析法和線(xiàn)面分析法來(lái)對形體進(jìn)行分析，在教學(xué)中若沒(méi)有實(shí)物立體講解是蒼白無(wú)力的， 用AutoCAD 把所要表達的實(shí)物用三維模型表達出來(lái)就是一個(gè)很好的解決問(wèn)題的辦法。內部形狀復雜的形體，通常要用剖視圖來(lái)表達，對這部分內容的講解若配合有三維立體模型和剖切好的三維立體模型教學(xué)效果將會(huì )很好。
總之，運用AutoCAD 三維建模功能來(lái)對《工程制圖》課中的相關(guān)內容進(jìn)行三維建模，把抽象的東西直觀(guān)化，這樣形象、直觀(guān)、靈活地反映了物體的結構特征， 對學(xué)生的空間想象力的培養和提高是有幫助的，這將使教學(xué)變得輕松、有趣，學(xué)生學(xué)的明晰、易懂，對教學(xué)質(zhì)量的提高有很大幫助。
