三維CAD輔助工程製圖的教學方法
隨着工程製圖的快速發展,三維CAD技術在實踐層面的應用越來越廣泛。下面YJBYS小編為大家搜索整理了關於三維CAD輔助工程製圖的教學方法,歡迎參考閲讀,希望對大家有所幫助!想了解更多相關信息請持續關注我們應屆畢業生培訓網!
一、三維CAD輔助教學方法
目前,製圖教學過程中教師主要以幾何體實物模型來為學生演示,或利用幻燈片等多媒體教學手段來幫助學生進行理解。對於學生來説,實物模型是非常形象化的教學模式,可以幫助學生不斷加強對複雜截交、相貫問題空間概念的理解,但是在製圖教學過程中受到實物模型教具的限制,教師無法在講解某一知識點時通過大量的實物模型來幫助學生全面理解,所以教師在製圖教學過程中亟須新的教學手段、教育技術來滿足學生空間想象的要求。[1]CAD/CAM技術的快速發展使計算機繪圖軟件在工程領域的應用範圍不斷擴大,尤其是三維CAD技術,在具體應用中,其強大的三維建模造型功能,可以幫助教師在工程製圖教學中快速實現立體實物的造型和變換,並且其視圖的快速轉變也可以滿足工程製圖教學的發展要求。CAD軟件所具備的三維建模能力可以幫助教師將複雜的空間幾何形體問題具體化地展現給學生,從而在製圖教學中幫助教師培養出學生良好的空間想象力,同時也對豐富學生工程結構感性認知能力有着重要作用,對於教師來説三維CAD輔助工程製圖教學可以取得良好的教學效果。[2]教師利用三維CAD輔助工程製圖教學可以幫助學生提前接觸三維CAD軟件,並且可以讓學生對CAD軟件界面的具體操作有一個認識與瞭解,這也對進一步提高後續課程教學成效有着重要作用。
二、三維CAD輔助工程製圖教學的優勢
1.圖形展示更清晰、靈活
在複雜的組合體教學過程中,教師可以通過三維CAD技術建造出直觀的幾何模型,再利用其三維圖與二維圖之間的轉換工程,將二維圖與三維模型的動態轉換過程展現給學生。三維CAD軟件還可以實現幾何模型的主視圖、俯視圖以及左視圖的視角轉換,通過對立體圖的旋轉處理來使學生從任意角度進行觀察,從而代替幾何體實物模型演示教學方法。[3]對於學生來説,該種技術可以將抽象的空間想象問題進行具體化、直觀化處理,進一步提高學生在工程製圖教學中的感性認識。[4]三維CAD技術可以對複雜零件進行剖切、爆炸以及運動仿真處理,使學生對零件內部結構等進行直接的觀察與分析,確保工程製圖教學內容的清晰化,並進一步強化學生對知識點的理解。教學過程中,教師可以根據具體情況將學生所提的問題通過CAD軟件展示在學生面前,並可根據下一環節教學的需求對三維模型進行修改,使教學模型可隨教學需求靈活變動。
2.圖形攜帶更便捷
在工程製圖教學過程中教師可以將三維CAD技術建立的幾何模型製作成電子文檔儲存到U盤中,以便在工程製圖教學領域對教學資源進行共享,並可徹底消除傳統教學模式下實物模型攜帶不便等問題。三維CAD輔助工程製圖教學模式的應用還可以降低教學成本,進一步提高多媒體教學設備在工程製圖教學中的利用效率。故對於工程製圖教學領域來説三維CAD輔助教學技術是其發展的必然趨勢。[5]
三、三維CAD建模與工程製圖教學的融合
將三維CAD技術應用於工程製圖教學中需要教師明確三維CAD技術只是一種輔助教具,明確三維CAD輔助工程製圖教學中教學內容的主體地位,充分解決好工程製圖教學內容與三維CAD軟件之間的主輔關係。這樣才能確保教師通過三維CAD技術不斷提高工程製圖教學質量。
1.三維CAD建模與工程製圖教學內容的'協調
教師要將三維CAD技術作為一種教學工具、方法和手段,對其應用的主要目的在於改善工程製圖教學全過程,工程製圖投影理論教學的內容主要以點、線、面與立體的投影為主,所以教師在教授點、線、面內容之初便可以將CAD軟件引入其中,利用三維CAD建模來幫助學生正確培養出“體”的概念,這對進一步提高學生在工程製圖教學中的空間意識有着重要作用。對於點、線、面之間的空間相對位置關係,需要利用“體”進行説明,並可利用三維CAD軟件來改變立體形狀及立體間相對位置,來對同一立體與不同立體間點、線、面的位置關係進行説明,在該環節中可以充分利用三維CAD輔助工程製圖教學模式的優勢。在工程製圖教學中由於學生沒有良好的空間概念,很難理解點、線、面等抽象元素的投影問題,利用幾何實體模型將其形象化,可以幫助學生進一步加強對該類抽象知識的認識與理解,並確保整個工程製圖教學具備良好的趣味性。將三維CAD建模融入到工程製圖教學中是一種創新教學理念,但由於受到課程學時等多方面因素的限制與影響,不能將三維CAD建模的教學作為工程製圖教學的主要內容,而要將三維CAD建模作為工程製圖教學的一種教學手段。
2.三維CAD建模與傳統實體模型教學的比較
在工程製圖教學中,三維CAD建模的應用側重於建模的過程與方法,而傳統的實體模型只能作為相關知識的“結果”。傳統的實體模型無法將建模的動態過程展示給學生,導致很多學生在工程製圖教學中空間意識較差,尤其是當前部分院校採用工程製圖大班教學,傳統模型教學方法的侷限性更為突出。工程製圖教學對幾何造型動態變化的內容沒有過高要求,利用三維CAD建模技術可以達到傳統教學手段相同的教學效果,還能將幾何形體建模動態過程展現在學生面前,彌補傳統實體模型的不足。三維CAD輔助工程製圖教學模式的實時性、動態性以及可操作性等特徵,使三維CAD技術成為工程製圖教學的一種有效手段。
綜上所述,三維CAD輔助工程製圖教學模式在具體應用中具有以下優勢性能:三維CAD技術可以在最大程度上彌補傳統實物模型演示教學方法的不足;三維CAD技術具有實時性、動態性以及可操作性等特點,可以幫助教師進一步提高工程製圖教學的整體成效。
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