《工程制图》教学中虚拟模型库的建立

1、工程制图教学中虚拟模型库的建立新余市职业教育中心 胡斌摘 要：本文讨论了工程制图教学中传统的实物模型的局限性，提出应用现代三维软件（如solid3000,Pro/E）建立虚拟模型库的特点及相关要领进行介绍。关键词：工程制图，实物模型，虚拟模型，Solid3000，Pro/E一、引言工程制图是机械类专业如模具，机械加工，机电专业的一门重要的专业基础课。是培养学生看图、画图、增强立体空间思维能力的学科。在传统的教学手段中教师会普遍采用教学实物模型进行教学。起到了很好的效果，但它的不便携带，不能修改等缺点也很明显。本人一直从事机械行业的设计及教学工作，特别是近几年重点从事工程制图及CAD三维软件的教

2、学工作。在实际教学中慢慢地利用三维软件（如Solid3000,Pro/E）设计的虚拟模型渗入到工程制图的教学中取得了非常好的效果，学生的学习兴趣更加提高，在此我将计算机辅助教学虚拟模型库这一现代教学手段所总结的一些经验提供给各位同仁，供互相交流，共同提高。二、虚拟模型库建立的理由1. 虚拟模型库的教学优势无论在课堂教学还是在学生课后作业。都需要大量使用教学模型以增加学生的感性认识，最终达到空间思维能力的培养，但传统的实物模型其价位高、容易损坏、制造因难、不便携带、不便于尺寸和形状的变化修改等缺点，已不能满足现代教学的需要，我们的教学和辅导学生作业时，往往会遇到这样的问题：由于题目内容的形状在我

3、们现有的实物模型中找不到，只能找一些比较类似或接近的模型来进行讲解或辅导，而学生又很难接受理解甚至会出现越讲模糊。这种情况下，我们都知道，只要将现有实物模型的一部分形状或尺寸修改即可达到目的。但绝不可能因解一道题来增加一个模型，只能捏像皮泥，可见传统的实物模型教学已经不能满足现代教学的需要。应用计算机软件（如Solid3000,Pro/E）结合多媒体技术建立基于三维CAD技术的虚拟模型库，不仅可以完全克服传统教具的缺点，也是实施课程教学改革中重要组成部分。2. 现代工业产品要求越来越高近十年来，随着我国工业经济的快速发展，制造业越来越迅猛，其产品样式要求越来越高。以前的产品大多是平面直角式，比

4、较单调容易加工制造，当然画图也较简单。稍复杂一些的无非是圆柱与平面、圆柱与圆柱标准体相配而成也容易加工，绘图也容易，模型也易制作。但现今的产品随着质量提高，其外观样式也要不断更新，逐步向曲线、曲面形、球面形的美观外形转变。像如今的手机外壳、电话机听筒外壳、各种玩具、日常用品正逐步由原先的平面标准型向异形曲面转变。现今的制图教材还是停滞在以前产品样式，更谈不上教学模型的更新，现今的产品图形复杂多样，图样变化异常。利用现代计算机三维软件就很容易绘出，其中的曲面造型能满足不同产品设计。三、利用三维软件（Solid3000，Pro/E）建立不同类型的虚拟模型库1. 基本平面体模型库在工程制图的基础知识

5、部分，我们在教学中是从许多基本形体的分析和投影开始，有时为了提高学生的思维能力，在基本形体基础上作必要的尺寸修改和形体变化是非常必要的，这一切传统模型不可能完全得以满足，而利用三维软件建立的基本形体模型库（长方体、三棱柱、三棱锥等，经过叠加或切割所得的其它形体）就很容易地解决了这一切，而且直观、形象，下面是从模型库中提取的几个典型模型图1 图22. 基本曲面体模型库在工程制图上的提高教学中，作为基本曲面（如圆柱、圆锥、圆锥台，球）的模型会经常利用到，特别是基本曲体之间的互相相贯更是变化多样。相贯体的相贯线、相交线是教学中的一个难点，学生往往很难理解一些复杂相贯体的相贯线的形状，而凭借我们建立健

6、全的曲面体模型库就迎刃而解，而且可以在多媒体教学中现教现做，非常容易让学生接受、理解从而达到教学质量的提高，以下图4图6是曲面模型库中的几个例子。 图3 图43. 异形曲面体模型库现在的工业产品外观造型都倾向于曲线、曲面、流线性，而传统的教学模型几乎是没有这类模型。为了提高，巩固及增强学生的学习积极性，达到学有所用，实用性的目的，有必要给学生介绍一些现代产品技术交流的图纸，自然成为我们必学的课程。如何达到这种效果，在我们的异形曲面体模型库中就有很多这种产品模型（如手机外壳，足球、电话机话筒、电风扇叶片等）。将这些模型在多媒体教学中展示给大家，并利用三维软件（Pro/E,Solid3000）中的三维、二维的关联性可自动生成二维平面图，激发学生学习的兴趣，提高他们的复杂的产品空间想象力。图5图6是典型的异形体产品模型。图5 图6四、教学应用及体会通过近几年的教学实践证明，工程制图虚拟模型库的建立及应用是非常成功的，借助现代计算机