二維和三維并重的工程圖學(xué)教學(xué)思考論文
摘要：通過(guò)分析基于傳統工程制圖設計模式和應用現狀，以及三維工程制圖設計模式及其優(yōu)勢，可以得出=維和三維工程制圖各有優(yōu)勢和劣勢。所以工程制圖教學(xué)中充實(shí)三維建模，實(shí)行二，三并重的工程圖學(xué)教學(xué)模式，才能更好地培養學(xué)生的創(chuàng )新意識。
關(guān)鍵詞：二維；三維；工程圖學(xué)
引言
工程制圖是高等工科院校學(xué)生必須掌握的一門(mén)號業(yè)基礎核技術(shù)課，主要培養學(xué)生具備較高的工程文化素質(zhì)，較強的繪制和閱讀工程圖樣的能力。豐富的空間想象和分析能力，嚴謹細致的工作作風(fēng)，及構型能力和創(chuàng )新能力。
長(cháng)期以來(lái)，我國工程圖學(xué)教學(xué)一直強調二維工程圖樣作為技術(shù)交流工具的唯一性和重要性， 但隨著(zhù)科技的進(jìn)步，計算機三維技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，三維CAD實(shí)體模型數據信息可直接應用于生產(chǎn)加工，使工程圖樣的定義發(fā)生了深層次的變化，二維工程圖樣不再是工程界的唯一技術(shù)語(yǔ)言，使用三維CAD設計系統進(jìn)行產(chǎn)品造型和設計生產(chǎn)是各個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢。但二維工程圖樣的支配地位不可能在短時(shí)間內被三維圖完全取代，所以二維和三維并重將是今后圖學(xué)的教學(xué)模式
1、基于傳統工程制圖的設計模式及應用現狀
傳統的.工程制圖課程教學(xué)重點(diǎn)主要放在平面投影和二維圖樣表達及制圖技能訓練上，要求學(xué)生把三維設計模型準確表達在二維平面圖紙上(繪制工程圖樣)，再由圖樣想象出三維形體在空間存在的形式(閱讀工程圖樣)，如此反復由空間到平面、平面到空間的訓練，才能逐步建立一定的空間思維能力和想象能力，這需要花費較多的精力和時(shí)間及訓練才能達到教學(xué)目的和要求。另外，在新的教學(xué)改葦形勢下，制圖課的課時(shí)越來(lái)越少，完成教學(xué)目標的難度越來(lái)越少，必須優(yōu)化教學(xué)內容，才能使工程圖學(xué)這門(mén)古老的學(xué)科煥發(fā)新的活力。
同時(shí)，基于傳統工程制圖的設計過(guò)程為：三維設計構思，二維工程圖樣表達讀圖還原三維實(shí)體，從以上流程可看出起始構思和最終結果是三維實(shí)體，而將兩者聯(lián)系起來(lái)在一起的二維圖形，產(chǎn)品設計者需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)訓練才能掌握這種表達和讀圖方法。雖然二維工程圖在設計中相對于三維圖有缺陷，仙工程制圖投影理論和三維工程圖依然不能完全拋棄，這是由傳統工程制圖的就用現狀所決定：
(1)從二維到三維的過(guò)渡需要一定的時(shí)間，我國自1992年啟動(dòng)“CAD應用工程”以來(lái)，實(shí)現了以“以甩圖板”為目的的二維CAD技術(shù)全面普及與推廣，到2006年二維CAD的應用在工程設計中的普及率已經(jīng)達到了95％，所以一些企業(yè)在短時(shí)間內還離不開(kāi)二維工程圖樣。
(2)二維是三維的基礎，三維建模都是從二維圖經(jīng)過(guò)拉伸或旋轉而形成。
(3)二維工程圖樣在表達上比三維更清楚和準確，且易于標注尺寸，尺寸公關(guān)等技術(shù)要求。且有與ISO接軌的國家標準，消除了國際間的技術(shù)壁壘，為技術(shù)交流和貿易往來(lái)打開(kāi)了通道，但新的三維圖的國際不可能很快建立起來(lái)，不利于行業(yè)內交流。
(4)所謂牽一發(fā)而動(dòng)全身，工程制圖的教學(xué)改革不能僅局限于自身改革，而考慮整個(gè)課程計劃的改革，才能達到整體優(yōu)化的效果。況且，各種專(zhuān)業(yè)基礎課和專(zhuān)業(yè)課教材中，二維工程圖樣還發(fā)揮著(zhù)重要作用。
綜上所述，雖然二維工程圖在相當長(cháng)期內存在，并不會(huì )很快被三維取代，但三維CAD由于自身優(yōu)勢，必定會(huì )成為未來(lái)工程圖學(xué)的發(fā)展趨勢。
2、三維工程制圖設計模式及其優(yōu)勢
隨著(zhù)計算機三維設計的發(fā)展，可以直接從三維物體出發(fā)想像構思產(chǎn)品，在電腦中建立數字化的三維幾何模型，并通過(guò)屏幕三維動(dòng)態(tài)顯示進(jìn)行觀(guān)察，然后再行交互修改，最終生成三維產(chǎn)品�，F代的三維設計模式為三維設計構思、三維建模、三維分析計算，從中不難看出，三維設計過(guò)程更復合人們的思維方式和設計習慣，極大地提高了設計效率，其優(yōu)勢如下；
(1)三維CAD可將設計者的構思直接生成三維模型，形象直觀(guān)，能夠從任意側面或角度進(jìn)行觀(guān)察，設計效率高。
(2)三維模型可直接生二維工程圖，修改三維實(shí)體時(shí)，其投影也會(huì )作改變，生成的投影不容易出錯。
(3)三維CAD軟件的模型可全參數化構建模型，一般添加幾何約束和尺寸約束，就可實(shí)現全參數化驅動(dòng)，容易修改和設計。
(4)三維CAD能夠構造出各種二維圖難以表達的復雜產(chǎn)品形狀，如高級曲面造型技術(shù)等。
(5)能實(shí)現產(chǎn)品數字虛擬裝配，干涉檢查和運動(dòng)仿真。
(6)三維設計直觀(guān)易懂，現加上構造形象生動(dòng)，可創(chuàng )造一種新穎愉快的學(xué)習氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。
3、在工程制圖中充實(shí)三維建模，實(shí)行二、三并重的工程圖學(xué)教學(xué)模式
當前，工程語(yǔ)言正從二維向三維轉變，輔助繪圖向計算機輔助設計轉變，數字化設計向虛擬設計、智能設計發(fā)展，用三維模型表達產(chǎn)品設計理念，更為直觀(guān)。三維CAD是新一代數字化、虛擬化、智能化設計平臺的基礎，是培育新型人才的重要方法。因此我國企業(yè)應用三維設計技術(shù)，院校開(kāi)展三維模型設計方面的教育，已經(jīng)是大勢所趨。
新形勢下工程制圖的教學(xué)模式應該在傳統教學(xué)基礎上融入三維建模，能與傳統內容互補。將三維幾何建模貫穿于教學(xué)全過(guò)程，同時(shí)貫穿二、三維并重的思想和教學(xué)模式。在具體實(shí)施過(guò)程中，要提高三維建模的重視程度，運用參數化方法進(jìn)行三維建模，將三維建模、投影、二維圖型表達、三維模型到二維模型的生成作為本門(mén)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教學(xué)中既要有現代三維設計的新思想，又要有傳統工程圖形的精華。
4、結束語(yǔ)
在工程制圖中充實(shí)三維建模，實(shí)行二、三并重的工程圖學(xué)教學(xué)模式比傳統的工程制圖更有利于培養學(xué)生的形象思維能力、空間想象能力和創(chuàng )新能力，有利于學(xué)生學(xué)習三維軟件的興趣，使學(xué)生能適應知識經(jīng)濟時(shí)代現代企業(yè)對人才的需求。
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