工程制图课程教学模式改革思路
工程制图课程教学模式改革思路 1《工程制图》课程教学方法改革的必要性和重要性 《工程制图》课程是大学工科学生一门必修的公共基础课，也是一门对学 生的空间思维和想象力要求很高的课程。按照大学专业人才培养方案在入学后第 一学期开始学习，是专业课程的前沿课程，对后续课程的学习将产生重要而深远 的影响，同时也是担负着培养工科学生的阅读工程图样的能力、具备日后作为工 程技术人员应有的基本素质的骨干课程［1－3］。然而对于刚进大学校门的学生 而言，一般习惯于逻辑思维，缺乏必要的空间感知能力的训练，其空间思维能力 相对较弱［4］。如何将三维立体模型用平面图准确地表达，又如何将平面图想 象出空间三维实体，即三维立体模型与其平面图的相互转换，一直是《工程制图》 课程教学的一个难点，如果把握不好将直接影响学生学习的积极主动性和教师的 教学效果。在传统的教学过程中，教师常常需要借助实物模型、挂图、黑板手绘 等手段去帮助学生想象抽象的三维立体图形，传统的教学手段由于提供的信息量 小、缺乏灵活性、教师不易讲授清楚，学生也感觉枯燥，工作效率很低，教学效 果不够理想［5］。为此，为了尽快培养学生空间想象能力和形体构思能力，建 立三维空间实体概念，采用有效的课堂教学模式显得尤为迫切。本文借助 SolidWorks三维设计软件对《工程制图》课程进行教学模式改革的研究，并试图 将SolidWorks三维造型设计和二维平面展示有效和科学地与《工程制图》课程融 洽地结合起来，建立一种新的教学模式，以培养学生的空间想象能力和形体构思 能力，建立三维空间概念，进一步提高学生识读和绘制零件图和装配图的能力。2三维造型软件SolidWorks是《工程制图》课程教学模式改革的有效途径 2．1三维软件 SolidWorks介绍SolidWorks是一款非常优秀的三维机械设计软件，具有功 能强大、简单易学、全中文界面等特点，借助SolidWorks强大的三维建模、工程 图样绘制及模型渲染等功能，可以方便快捷地进行三维空间立体造型设计，并可 从三维空间立体模型直接制作生成二维平面投影图和工程视图，实现三维实体零 件图到平面图形的随时转换，并能实时方便地进行修改和上色渲染图形［1］。
2．2利用三维造型软件 SolidWorks进行教学模式的改革《工程制图》课程教学内容结合了画法几何内容和投影基础知识。传统的《工程制图》课程教学模式为“图－体－图”模式， 即从二维平面图形入手，想象三维空间立体模型，再由三维空间立体模型，绘制 出二维平面图形。然而人们的习惯构思思维是从三维空间立体模型开始，转到二 维平面图形，再到三维空间立体模型，即“体－图－体”模式。显然，传统的《工 程制图》课程采用的“图－体－图”教学模式不符合人们的习惯构型思维。正是由 于传统的《工程制图》课程教学模式违背了人们对形体的这一认知规律，从而延 缓和制约了培养学生空间思维能力的进程［6］。同时，这也是传统的教学模式 达不到理想教学效果的重要原因之一。因此，为了更好、更快地培养学生的空间 想象能力和形体构思能力，建立三维空间立体概念，借助SolidWorks三维造型软 件对传统的《工程制图》课程教学模式进行改革显得尤为重要。
2．3三维造型软件 SolidWorks是《工程制图》课程教学模式改革的有效途径图1～图3是一组 合体模型的平面视图和对应的三维实体模型，其中该组合体模型的平面三视图包 括图1a)所示的消除隐藏线视图模式和图1b)所示的隐藏线可见视图模式。在传统 的《工程制图》课程授课过程中单由图1a)的消除隐藏线视图模式的平面三视图， 学生很难想象出对应的三维实体模型。这道组合体模型题，对于初学者，是比较 困难的。但若借助于三维造型软件SolidWorks，采用人们习惯的构思思维“体－ 图－体”模式进行授课，问题很快就能迎刃而解。首先，教师可用SolidWorks三 维造型软件绘制如图1c)所示的组合体三维实体模型，在授课过程中教师借助这 一三维立体模型，轻松点击SolidWorks软件的视图工具栏，通过放大、缩小、旋 转等视图命令操作，从多个不同角度将三维实体模型展示在同学们面前，并能对 照SolidWorks自动转化生成的三维立体图进行讲解。然后利用投影关系将其转化 成二维图形，相应投影得到前视图、上视图和左视图等，再由三个平面图想象出 空间三维实体模型，整个教学过程立体清晰。反复进行，学生的空间感知能够得 到很好的训练。教师授课过程中可以根据需要借助SolidWorks软件自带的功能， 将绘制好的三维实体模型直接转化成二维平面视图，对应为具有投影关系的平面 三视图，而且可以标注出相应的尺寸。经三维实体模型转化得到的平面三视图还 可以根据需要选择不同的视图模式，见上图1a)和图1b)，有利于培养学生的空间 想象力。对于复杂的装配体实体模型，教师可以根据需要利用SolidWorks软件自 带的功能将其组件逐个拆分开来，清楚直观地呈现在同学们面前，同时又可将一 个个三维实体组件组合成相应的装配体。由此可见，基于SolidWorks三维造型辅 助的《工程制图》课程实体化教学模式更符合人们的习惯构思思维，该实体化教 学模式从三维空间立体模型入手，用二维平面图准确将其表达，然后根据二维平面图想象出空间三维实体模型，可以有效地培养学生的空间想象能力和形体构思 能力，建立三维空间立体概念，进一步提高学生识读和绘制零件图和装配图的能 力。
3结束语 采用SolidWorks三维造型辅助《工程制图》课程的实体化教学模式使课堂 变得生动有趣，有利于激发学生的学习兴趣，开启学生的思维空间;有利于培养 学生的形体构思能力和空间想象能力;有利于提高学生识读和绘制零件图和装配 图的能力;可以使学生对现代工程设计方法有切身的体验。
作者：陈智琴 张淑芳 李文魁 工作单位：江西科技师范大学材料与机电 学院