二维和三维并重的工程图学教学思考论文

　　摘要：通过分析基于传统工程制图设计模式和应用现状，以及三维工程制图设计模式及其优势，可以得出=维和三维工程制图各有优势和劣势。所以工程制图教学中充实三维建模，实行二，三并重的工程图学教学模式，才能更好地培养学生的创新意识。

　　关键词：二维；三维；工程图学

　　引言

　　工程制图是高等工科院校学生必须掌握的一门号业基础核技术课，主要培养学生具备较高的工程文化素质，较强的绘制和阅读工程图样的能力。丰富的空间想象和分析能力，严谨细致的工作作风，及构型能力和创新能力。

　　长期以来，我国工程图学教学一直强调二维工程图样作为技术交流工具的唯一性和重要性， 但随着科技的进步，计算机三维技术得到了迅速的发展，三维CAD实体模型数据信息可直接应用于生产加工，使工程图样的定义发生了深层次的变化，二维工程图样不再是工程界的唯一技术语言，使用三维CAD设计系统进行产品造型和设计生产是各个行业的发展趋势。但二维工程图样的支配地位不可能在短时间内被三维图完全取代，所以二维和三维并重将是今后图学的教学模式

　　1、基于传统工程制图的设计模式及应用现状

　　传统的工程制图课程教学重点主要放在平面投影和二维图样表达及制图技能训练上，要求学生把三维设计模型准确表达在二维平面图纸上(绘制工程图样)，再由图样想象出三维形体在空间存在的形式(阅读工程图样)，如此反复由空间到平面、平面到空间的训练，才能逐步建立一定的空间思维能力和想象能力，这需要花费较多的精力和时间及训练才能达到教学目的和要求。另外，在新的教学改苇形势下，制图课的课时越来越少，完成教学目标的难度越来越少，必须优化教学内容，才能使工程图学这门古老的学科焕发新的活力。

　　同时，基于传统工程制图的设计过程为：三维设计构思，二维工程图样表达读图还原三维实体，从以上流程可看出起始构思和最终结果是三维实体，而将两者联系起来在一起的二维图形，产品设计者需要经过专门训练才能掌握这种表达和读图方法。虽然二维工程图在设计中相对于三维图有缺陷，仙工程制图投影理论和三维工程图依然不能完全抛弃，这是由传统工程制图的就用现状所决定：

　　(1)从二维到三维的过渡需要一定的时间，我国自1992年启动“CAD应用工程”以来，实现了以“以甩图板”为目的的二维CAD技术全面普及与推广，到2006年二维CAD的应用在工程设计中的普及率已经达到了95％，所以一些企业在短时间内还离不开二维工程图样。

　　(2)二维是三维的基础，三维建模都是从二维图经过拉伸或旋转而形成。

　　(3)二维工程图样在表达上比三维更清楚和准确，且易于标注尺寸，尺寸公关等技术要求。且有与ISO接轨的国家标准，消除了国际间的技术壁垒，为技术交流和贸易往来打开了通道，但新的三维图的国际不可能很快建立起来，不利于行业内交流。

　　(4)所谓牵一发而动全身，工程制图的教学改革不能仅局限于自身改革，而考虑整个课程计划的改革，才能达到整体优化的效果。况且，各种专业基础课和专业课教材中，二维工程图样还发挥着重要作用。

　　综上所述，虽然二维工程图在相当长期内存在，并不会很快被三维取代，但三维CAD由于自身优势，必定会成为未来工程图学的发展趋势。

　　2、三维工程制图设计模式及其优势

　　随着计算机三维设计的发展，可以直接从三维物体出发想像构思产品，在电脑中建立数字化的三维几何模型，并通过屏幕三维动态显示进行观察，然后再行交互修改，最终生成三维产品。现代的三维设计模式为三维设计构思、三维建模、三维分析计算，从中不难看出，三维设计过程更复合人们的思维方式和设计习惯，极大地提高了设计效率，其优势如下；

　　(1)三维CAD可将设计者的构思直接生成三维模型，形象直观，能够从任意侧面或角度进行观察，设计效率高。

　　(2)三维模型可直接生二维工程图，修改三维实体时，其投影也会作改变，生成的投影不容易出错。

　　(3)三维CAD软件的模型可全参数化构建模型，一般添加几何约束和尺寸约束，就可实现全参数化驱动，容易修改和设计。

　　(4)三维CAD能够构造出各种二维图难以表达的复杂产品形状，如高级曲面造型技术等。

　　(5)能实现产品数字虚拟装配，干涉检查和运动仿真。

　　(6)三维设计直观易懂，现加上构造形象生动，可创造一种新颖愉快的学习氛围，激发学生的学习兴趣。

　　3、在工程制图中充实三维建模，实行二、三并重的工程图学教学模式

　　当前，工程语言正从二维向三维转变，辅助绘图向计算机辅助设计转变，数字化设计向虚拟设计、智能设计发展，用三维模型表达产品设计理念，更为直观。三维CAD是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础，是培育新型人才的重要方法。因此我国企业应用三维设计技术，院校开展三维模型设计方面的教育，已经是大势所趋。

　　新形势下工程制图的教学模式应该在传统教学基础上融入三维建模，能与传统内容互补。将三维几何建模贯穿于教学全过程，同时贯穿二、三维并重的思想和教学模式。在具体实施过程中，要提高三维建模的重视程度，运用参数化方法进行三维建模，将三维建模、投影、二维图型表达、三维模型到二维模型的生成作为本门课的重点和难点。教学中既要有现代三维设计的新思想，又要有传统工程图形的精华。

　　4、结束语

　　在工程制图中充实三维建模，实行二、三并重的工程图学教学模式比传统的工程制图更有利于培养学生的形象思维能力、空间想象能力和创新能力，有利于学生学习三维软件的兴趣，使学生能适应知识经济时代现代企业对人才的需求。

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