基于三維建模技術(shù)的機(jī)械制圖教學(xué)方法研究

楊 軍

（陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，陜西 咸陽712000）

在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，三維建模技術(shù)是非常關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)，最近幾年，我國的計(jì)算機(jī)整體發(fā)展水平呈上升趨勢，同時(shí)作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的重要組成部分，三維建模技術(shù)也得到了十分普遍的應(yīng)用。在機(jī)械專業(yè)當(dāng)中，機(jī)械制圖是一門基礎(chǔ)性課程，但是這門課程所學(xué)的知識(shí)比較晦澀難懂，很多學(xué)生都無法很好的掌握相關(guān)的知識(shí)，而如果能夠在教學(xué)的過程中采取三維建模技術(shù)，就可以提高知識(shí)本身的直觀性，對學(xué)生掌握知識(shí)具有十分積極的作用。

1 傳統(tǒng)機(jī)械制圖教學(xué)存在的問題

《機(jī)械制圖》是很多工科院校設(shè)置的一門必須掌握的基礎(chǔ)性課程，這門課程主要是讓學(xué)生對正投影法基本理論和國家制圖標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定予以充分的了解。此外在教學(xué)的過程中還要不斷的鍛煉學(xué)生的思維，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)充分的掌握繪圖和讀圖的方法，而這些能力也是每一個(gè)工程技術(shù)從業(yè)者必須要具備的專業(yè)能力，但是這門課程一般都是在一年級的時(shí)候就開設(shè)，學(xué)生沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且課程內(nèi)容又比較抽象，所以很多學(xué)生都無法正確的掌握知識(shí)的要點(diǎn)。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，上課的時(shí)候，教師會(huì)使用一些模型或者是平面圖，這樣就使得學(xué)生對圖形有了更加全面的認(rèn)識(shí)但是這些模型本身就比較笨重，這樣一來就給教師上課帶來了很大的不便，而且模型也不是很全，不能根據(jù)課程的實(shí)際需要對其進(jìn)行變更和處理，這些模型的復(fù)雜程度較高，所以制作的時(shí)候也需要大量的資金投入，如果使用三維建模技術(shù)就可以很好的彌補(bǔ)這些方面存在的不足。

2 三維建模技術(shù)

機(jī)械制圖當(dāng)中主要研究的就是工程圖樣，它是通過一組平面圖來對三維形體進(jìn)行展現(xiàn)和闡述，很長時(shí)間以來，工程圖樣一般就是技術(shù)工人進(jìn)行生產(chǎn)和技術(shù)交流的一個(gè)非常重要的輔助工具，同時(shí)對人們的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生了非常積極的作用，工程樣圖在應(yīng)用的過程中具有非常好的度量性，但是它不是非常的直觀，以往所使用的方法是設(shè)計(jì)人員在自己的思維當(dāng)中首先構(gòu)造出產(chǎn)品的立體模型，之后將其用二維圖形的模式展現(xiàn)出來，在經(jīng)過了一定的加工和改進(jìn)之后將其制作完成。當(dāng)前我國的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，同時(shí)繪圖的質(zhì)量和速度都有了非常大的提升，三維建模技術(shù)的應(yīng)用使得整個(gè)設(shè)計(jì)的過程和模式都發(fā)生了非常大的變化，其自身的直觀性和空間性更強(qiáng)，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中也可以和其他的軟件形成更加默契的配合。三維建模技術(shù)在近期有了非常明顯的發(fā)展，同時(shí)其應(yīng)用的范圍也越來越廣。

3 三維建模技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

在使用三維建模軟件的過程中，其可以十分便捷的建立某一個(gè)物體的三維模型，在教學(xué)的過程中將其立體圖展現(xiàn)給學(xué)生，同時(shí)還可以根據(jù)實(shí)際的需要對模型的質(zhì)感以及顏色等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而也就使得模型和真正的實(shí)物完全一致，這樣就可以使其在各種角度旋轉(zhuǎn)之后還能對其采用不同的角度觀察，同時(shí)還可以根據(jù)實(shí)際的情況對模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。比如說可以在講解截交線的時(shí)候?qū)⒘Ⅲw面的交線調(diào)整成其他的顏色，這樣就能夠?qū)⑵渫怀龅闹攸c(diǎn)展現(xiàn)出來，學(xué)生也可以在這一過程中更好的對物體本來的形狀進(jìn)行了解，同時(shí)還能根據(jù)實(shí)際的情況對立體的大小尺寸以及其相應(yīng)的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?，在這一過程中也可以根據(jù)其實(shí)際的情況創(chuàng)建一個(gè)實(shí)體類的模型，借助一些組合的方式，教師就可以對整個(gè)切割的順序進(jìn)行全方位的演示，學(xué)生在這一過程中也可以看到每一步的演示過程，從而也對整個(gè)過程都有更加全面和深刻的了解，而這一部分如果依靠傳統(tǒng)的方式是很難讓學(xué)生理解的，所以使用三維建模的方式就可以十分有效的幫助學(xué)生理解這一部分的內(nèi)容。在教學(xué)的過程中也可以將已經(jīng)裝配好的部件全部拆卸下來，這樣就可以對其相對位置進(jìn)行更加全面的了解，學(xué)生在這一過程中也可以對其運(yùn)行的原理予以全面的控制。不斷的改善學(xué)生作圖和讀圖的能力。

大部分的三維建模軟件都具備非常好的功能性，其可以很好的生成一些二維工程圖，教師在講解相正投影法的時(shí)候就可以用三維建模的方式對其進(jìn)行演示，這樣也就使得學(xué)生對三視圖形成的過程有更加深刻和全面的理解。

三維建模軟件制作的模型精度高、形象逼真、色彩豐富，可以及時(shí)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整方便快捷地進(jìn)行修改,滿足教學(xué)中對模型種類及數(shù)量的需要，達(dá)到降低成本、提高教學(xué)質(zhì)量的目的。利用這些軟件在課堂上現(xiàn)場演示，一方面，可以加強(qiáng)教師與學(xué)生的交流，使抽象的問題具體化，加深學(xué)生對課堂知識(shí)的理解和掌握，有利于激發(fā)學(xué)生的觀察力、想象力；另一方面，還可以提高學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣，逐漸提高學(xué)生的空間想象能力和空間分析能力，大大提高教學(xué)效率，并為后續(xù)的課程打下良好的基礎(chǔ)。

零部件測繪是機(jī)械制圖教學(xué)過程中不容忽視的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它將以往所學(xué)的知識(shí)有機(jī)的結(jié)合在一起，所以在實(shí)際的教學(xué)中，教師完全可以使用三維建模軟件對零部件的安裝次序以及其作用的基本原理進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

在組合體視圖畫法的教學(xué)中，題型多為補(bǔ)畫第三視圖和補(bǔ)缺線，要求學(xué)生由三視圖想象出空間三維實(shí)體的形狀，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常常因想象困難而導(dǎo)致不愿想、想不清，不能完成視圖補(bǔ)畫及線條補(bǔ)畫，而老師講解起來也很困難，其結(jié)果就是學(xué)生很難畫出正確的三視圖。現(xiàn)在可以借助三維建模軟件，方便快捷地建立物體的三維模型，逐步向?qū)W生演示組合體的形成過程，使他們建立起二維視圖和實(shí)物模型之間的對應(yīng)關(guān)系，逐步培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。

在講解截交線、相貫線時(shí)，可以直觀地將立體表面的交線修改成其他的顏色，著重表示或者從立體上提取出來，加強(qiáng)學(xué)生對其形狀的了解；也可利用三維建模軟件的參數(shù)化功能，修改立體的尺寸或相對位置，觀察截交線、相貫線的變化。

剖視圖是表達(dá)機(jī)件內(nèi)部形狀和結(jié)構(gòu)的常用方法，學(xué)生在學(xué)習(xí)中往往不知道如何合理選擇剖切方法及剖切平面的剖切位置，在作圖時(shí)搞不清哪些部分被剖切平面剖切，哪些地方要畫剖面線。于是我們可以先對幾何體造型，然后在不同位置對幾何體進(jìn)行剖切，并生成工程圖，引導(dǎo)學(xué)生分析剖切位置對剖視圖畫法的影響，由學(xué)生發(fā)現(xiàn)最合理的方法，教師進(jìn)行歸納總結(jié)，從而加深對剖視圖畫法的理解。

4 結(jié)語

使用三維建模的方式可以非常有效的提高工程圖紙的直觀性和生動(dòng)性，同時(shí)，將三維建模技術(shù)和機(jī)械制圖教學(xué)充分的結(jié)合在一起，能夠使得學(xué)生更加全面的掌握相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率也得到了顯著的提升，對學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。

［1］朱鳳春.機(jī)械制圖教學(xué)方法探究[J].職業(yè),2012(08).

［2］劉麗芝,劉蜀.淺談項(xiàng)目教學(xué)法在機(jī)械制圖中的應(yīng)用[J].科技信息,2012(20).

［3］查文秀.讓機(jī)械制圖教學(xué)“活”起來——淺談機(jī)械制圖教學(xué)的美育滲透[J].職業(yè),2012(14).