众所周知，图样是工程技术界的语言。对于工科院校的学生来说，机械制图是一门非常重要的专业基础课；同时又是一门实践性很强的课程。《机械制图》课程教学的内容大致包括基础部分、空间思维能力培养部分及零件图、装配图部分。其中，空间思维能力培养部分对培养学生读图、绘图能力起决定性作用。要夯实学生的基本功，就需要大量的模型辅助教学。
一、传统教学中的不足
传统教学媒体主要是指教科书、黑板、模型、挂图等，远不能适应制图课的教学需要。传统的教学模型因其价高、易损、不便携带、不能修改等缺点，已经不能满足现代教学的需要；另外，教材不断更新，实物模型跟不上教材更新的步伐，导致课堂容量小、课堂教学效果不佳，急需要模型库来弥补实物模型跟不上教材更新的步伐的这一问题。
二、现代多媒体教学的优势
多媒体计算机辅助教学作为教育现代化突破口，以其集成性、交互性、可控性、实时性等特点越来越受到广大教育工作者欢迎和重视。机械制图虚拟模型作为教学手段重要组成部分，帮助学生形象理解教学内容过程中，发挥着积极辅助教学作用，也是实施课程教学改革的发展方向。
多媒体教学打破了传统的教学模式，把抽象的制图教学具体化，使死板的模型产生动画效果，给学生提供了鲜明、生动、清晰的视觉现象，增添了趣味性，使学生产生了爱学、乐学的情感。特别是图形和实物均可真实地反映出来，学生感受到精彩的画面和实物具体形状，能增加他们的感性认识。例如在讲装配图时，利用三维动画特有的表现手段，用其形象、生动和直观的特点将部件和机器的装配结构和工作原理，传动关路线及拆、装配过程表达出来，使教学内容丰富多彩又便于理解。又如在课件中插入一些短片，能把机件的加工、安装及使用各个环节展现在学生的面前，犹如把学生带人生产现场，使学生对零件的加工、安装的工艺过程有了很好的了解，增加了工艺知识和感性认识，激发了学习的兴趣，有效地突破了教学的难点。
三、三维虚拟模型在制图教学中重要意义 1、强大的模型库
机械制图虚拟模型库是组织模具教学和工业造型设计的强大模型库。机械制图虚拟模型可以便捷地进行显示、编辑、运动仿真及加强图库的管理；可以实现校企结合，图形可以输出到打印机；可以将电脑与机床直接连机，用于产品加工。
2、取代传统的实物模型
应用三维绘图软件创建的机械制图虚拟模型库，以便实现资源共享。在使用中可以完全取代实物模型，从而消除了实物模型因体积和重量造成的携带不便的缺点，模型不仅精度高、质感好、形象逼真、色彩丰富，还能将复杂形体的外型与内腔、相贯体中相贯线的变化趋势、装配体中零件之间的连接关系充分地展示出来，加上动画效果，使教学中的知识难点更加清晰、生动、形象。
3、作为教师制作课件的素材库
教师在制作课件时，可以直接机械制图虚拟模型库中的二维视图、三维模型及动画，节省教师制作课件的时间。
4、作为学生课后学习的助学型课件
当学生在课后练习中遇到困难，可以利用机械制图虚拟模型库中的模型，进行仔细观察，增强对实物的感官认识，辅助完成课后练习。另外，模型库中收集了大量典型零、部件的三维模型与二维工程视图，采用了不同的表达方法，学生可以通过与自己所绘图形对比来检验自己的读图能力。
四、建立虚拟模型 1、运用CAD三维虚拟模型
应用三维CAD技术创建的机械制图虚拟模型，色彩鲜艳，立体感强，可以动态演示、对剖视图进行演示，还可以制成三维动画，因此在使用中可以完全取代实物模型，从而消除了实物模型因体积和重量造成的携带和存放不便的缺点，可以实现资源共享。另外，投入少，可以根据需要方便定制，利用先进的三维CAD技术创建的计算机模型不仅精度高、质感好、形象逼真、色彩丰富，还能将复杂形体的外型与内腔、相贯体中相贯线的变化趋势，装配体中零件之间的连接关系充分地展示出来。加上动画效果，使教学中的知识难点更加清晰、生动、形象。教师在课堂的动态教学中，可以针对不同的教学对象、教学要求调整现有的模型，按需求造型以及修改模型。
实例三维虚拟模型如图1所示。
建立CAD虚拟模型的两种主要形式。(一)、CAD三堆手动实体建模。AutoCAD是其中应用较广泛的软件之一，其三维造型方便，对三维模型进行渲染和着色，还能得到真实感很强的效果图。用CAD进行三维手动实体建模，主要是通过对所建模型进行形体分析，利用CAD的拉伸、旋转、平移等特征，绘出其基本体，然后通过对其进行挖孔、挖槽、倒角、布尔运算等操作，从而获得所需实体。 (二)参数化实体造型 。对于手动实体造型过程复杂或不能直接通过手动造型时，可通过参数化实体造型系统来完成。将造型过程编制为VBA(Visual Basic for Application)程序并定义为宏，这样便可一劳永逸，而其后续操作步骤非常简单。利用参数化实体造型，可方便、快捷地完成造型过程，只需事先对一些常用零件的绘制编好相应的程序，创建一个对话框，当需绘这些零件时，将源程序加载，输入相应参数，便可完成绘图。
2、 运用 Solidworks、UG建立三维虚拟模型 （1）基于特征的参数化实体造型
利用 Solidworks、UG的拉伸、旋转、倒角、抽壳和倒圆等基于特征的三维实体造型工具，能够方便、快捷地创建任何复杂形状的实体。通过草图的几何约束及尺寸约束功能，能构造尺寸十分精确模型。
（2）装配体设计
Solidworks、UG的装配设计工具能够采用“自顶而下”或是“自底而上”的方法创建和管理包含成百上千个零部件的装配和子装配，能自动地创建爆炸的装配视图。
（3）三维模型和二维视图的相关性
Solidworks、UG的三维模型可以自动生成精确的二维工程图纸，包括基本视图、斜视图、剖视图及轴测图等，并可以在二维视图中显示尺寸和技术要求注释。Solidworks、UG的二维视图和三维模型之间的双向关联功能使模型形状和尺寸的编辑更加容易，在设计过程中更改三维模型或任一二维视图的尺寸，会导致三维实体和所有的二维视图自动更新。
3、动画模拟仿真
动画是计算机辅助教学的一种强有力的工具，利用3DMAX 软件能够方便将由Solidworks、UG制作的零件和装配体,制成引人入胜的avi动画文件，直观地展示装配体的工作方式以及装配体中零部件的装配关系，使学生仔细观察到装配
体中零件之间的装配关系。3DMAX 具备高品质的渲染功能，并自带的材质库，提供定义好的金属、木材、石材、塑料和其他类型的材料纹理，可以为整个零件、单个特征、单个表面添加材质，为制作出高质量的动画仿真效果提供了保证。
总之，在三维虚拟模型的帮助，授课中的一些重点问题，如截交体、相贯体、组合体、剖视图等内容清晰、生动、形象地展示在学生面前，难点变得容易理解，学生的感性认识增强了，所获得的信息量也增大了。培养和发展了学生的观察力和想像力，使他们能够更快、更好地掌握这门实践性很强的课程。同时虚拟模型作为教师制作课件的素材库。教师在制作课件时，可以直接用虚拟模型中的二维视图、三维模型及动画，节省教师制作课件的时间。在教学中如能利用好三维虚拟模型，大大提高教学质量和教学效率。
参考文献：
[1] 陈依和.直观性在《机械制图》教学中的运用.新西部,2007,(10). [2] 孟利东.CAD技术在机械制图中的应用.信息技术教育,2007,(28). [3] 崔杰美.关于《机械制图》教学的几点体会.职业技术教育,2009(14).
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