浅谈三维CAD技术与《工程制图》课程相结合的教学改革研究

摘  要：传统的工程制图课程主要讲述二维空间投影作为主要的讲述内容，三维技术的发展对现代工程领域的影响日益增大。针对教学改革中出现的学生空間想象力不足和逻辑思维能力较弱的问题，采用现代化的教学方式，实现以三维制图为主导的工程制图从平面—空间—平面—空间的教学方式，实践证明，能有效的提高学生的能力，有助于培养应用型技术人才。

关键词：工程制图;三维制图;教学改革;应用型

《工程制图》课程长久以来作为工科专业的基础课程，有着十分重要的课程地位，是很多专业的入门专业课程，对学生初涉所学专业的学习兴趣有着较大的影响，该课程旨在培养学生的制图、读图、空间解构能力，为后续课程打下良好的基础，但《工程制图》课程的教学还停留在二维制图能力的培养上，随着现代工程技术的发展，企业中对于三维制图能力有着较高的要求，而传统的CAD软件主要以二维点、线、面来表达物体的空间结构，三维制图是基于特征造型、可编辑、可优化。客观现实迫切的需要将传统的《工程制图》的课程体系、教学内容、教学手段及方法进行改革，以适应现代社会对于应用型技术人才的要求。

一、《工程制图》教学中出现的问题

（一）制图学时少、内容多

我院《工程制图》主要开设的专业为机器人工程、机械电子工程专业，56学时，作为对《工程制图》要求较高的机械类相关专业，学时从64学时降至56学时，且内容包括画法几何和机械制图两部分，教学内容较多，对学生的绘图、识图能力提出了较高的要求，加之大一学生的基础普遍较差，空间想象能力和逻辑思维能力，长久下来，学生对制图的兴趣逐渐降低，出现畏难情绪。

（二）教学方法单一

多媒体教学给老师的授课带来了很多便利，使很多教学的老师采用的教学方法比较单一，授课内容多，进度较快，也有一些老师采用了云课堂的教学方式，但由于学生自主学习能力差，所以教学效果还处于讨论阶段，门前单纯借助多媒体教学的模式已不能满足现在教学要求，使得学生失去学习的主观能动性和对专业的兴趣。

二、三维CAD技术与工程制图的关系

二维制图诞生至今，其以计算机代替手工绘图使得工程制图技术有了重大的改革，三维制图技术使传统二维图形更加的形象化、空间化，对于空间想象能力较差的学生有较好的帮助，而现在三维技术更采用了参数化、可编辑的建模技术和特征建模，使产品在未生产前就能表示其空间能力，更利于组织生产和技术优化，但三维技术发展至今，大家对于传统的二维制图教学模式根深蒂固，工程图依然是制造过程中的重要因素，非专业人员对于二维图形依然难以理解，所以需要将平面图形的投影技术引入到三维建模中，两者相辅相成。

三、教学改革中实施方案

（一）优化教学内容

本院《工程制图》主要授课对象为机械电子工程专业和机器人工程专业，这两个专业在培养模式上主要以偏电为主，对于机械制图的要求没有机械设计制造及自动化专业要求高，所以在教学过程中，除了在选择教材上要做到重点突出，难度适中，还要在教学过程中对于学生进行层次划分，对于基础较好，能力突出的学生可以提高难易程度，对于基础较差的学生要适时引导，不使其丧失学习兴趣，并结合专业的需求，可以将电路图、系统图、框图等的画法溶入到教学中去，紧密贴合专业要求，对于机械制图部分，可以适当降低难度，做到有的放矢，难以结合的教学方法。

（二）改变教学模式

这两年我校学生参加专业竞赛的机会较多，如全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、大学生中西部成图大赛，这几个大赛对于学生的计算机制图能力有较高的要求，在教学过程中，采用了三维结合二维的教学模式，教学过程中采用了以模型讲解点线面的讲课方式，上机实践中将AutoCAD软件和三维软件如CATIA、SolidWorks等进行模型建立，将二维图形与三维图形有机结合起来，建立软件的联系性，在考试环节中，重点考察学生读图与识图能力。宗旨是加强对三维形体的想象、构形、表达能力、三维形体与二维图形相互转化能力的培养。

（三）与现代教学模式相结合

近几年，教学模式改革中出现了很多借助计算机网络和大数据的教学方式，如慕课、云教学等现代教学方式，在教学过程中，加入云班课的教学软件，课堂上随机提问，软件现场做题，避免很多性格内向的学生上课不积极的现象，新的教学方法的引入大大增加了学生的学习兴趣，加上传统的模型教学，引入三维CAD技术，学生的能力有了较大的提升。

四、结论

随着科技的发展，三维制图技术已经越来越成熟，三维CAD技术应用到教学中的模式已越来越多，将三维CAD技术应用到教学中有利于培养学生的空间想象能力，逻辑能力，增大专业课的学习兴趣，培养学生的工程师素养，以适应现代社会科技发展对于人才培养的需要。

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作者简介

牛苗苗（1986—），女，汉族，硕士，讲师，主要研究方向为机器人技术。