UG建模技术在机械制图教学中的探索

◆彭广耀

作者：彭广耀，泰山职业技术学院助教，研究方向为机电一体化、数控技术专业课程内容及教学模式改革（271000）。

近年来，我国高等职业教育蓬勃发展，为现代化建设培养了大量高素质技能型专门人才，对高等教育的大众化普及作出了重要贡献。但是随着高考总人数的降低，本科院校招生规模的扩大，对高职院校的招生和生源质量带来了巨大考验。现在很多高职院校在高考录取中入学门槛一降再降，近两年录取分数线甚至降到了180分。面对学生生源的变化，如果还是按照传统的教育教学模式，很难培养出适合社会发展的学生，毕业后就很难与本科院校的学生相竞争，势必影响高等职业教育的发展。

由于学生学习基础较差，平面几何和立体几何的知识掌握不足，又没有一定的实践经验和感性认识，空间想象能力普遍较差，这就造成很多学生学习机械制图普遍感觉很难，甚至有些学生有恐惧感。因此，教师应该从机械制图教学中遇到的难点作为突破口，用现代教育教学理念和计算机知识引导学生，提高学生学习的兴趣，这或许是一条捷径。

1 机械制图传统教学模式发展的不足与UG软件的优势

在实际的教学过程中，学生在刚开始学习机械制图时空间想象力不够，难以理解空间几何的问题。而教师在教学过程中往往采用各种挂图和教学模型等教学工具进行教学展示，但这使学生在学习中感觉枯燥乏味，毫无学习兴趣可言。现在的学生对计算机充满了兴趣，用UG软件实时把机械制图的各种制图标准、各种要求相结合，学生不但很轻松地学习了制图知识，也掌握了UG软件。

用UG软件对零件进行建模、装配、渲染、动画演示，极大地提高了学生学习的兴趣。通过对立体模型各部分附以颜色、动态显示、剖视、旋转、组合、拆分，锻炼学生的形体分析法，这样不仅增强了学生的感性认识、空间构思能力，而且激发了学生学习的兴趣，调动了学习的积极性和主动性。

下面通过解决机械制图教学过程中的重难点，讨论UG建模技术在机械制图教学中的实际应用。

2 UG在机械制图教学中的应用

应用UG软件进行基本几何体教学利用UG软件强大的实体建模功能，选择合适的有代表性的教学实例创建三维教学实例。在实际的教学活动中，用UG建立相应的模型，设置不同的参数，可以得到很多实例，解决了传统教学过程中模型少的难题。利用UG的草图设计功能，绘制二维图形，然后利用拉伸、扫描、旋转得到不同的三维实体模型，使学生反复在大脑中构思成像，利用标准视图可以得到主视图、左视图、右视图、正等测视图等11种视图，从而使二、三维图形相互转换。上课的时候通过UG软件可以演示模型的翻转、修改、再生等过程，对图形进行动态仿真。通过动态仿真使学生能够更直观地想象真实的三维空间，从感性上理解课程中介绍的各种投影关系，架起了投影视图与实体之间的桥梁，增强学生对所学知识的理解和掌握。

应用UG软件进行组合体教学组合体是画法几何与制图的结合点，是简单几何体投影向复杂几何体投影的深入过程。形体分析法是在识图和作图中必须掌握的基本技能，对形体分析法要做到学生熟练掌握，培养方法是重中之重。对一个几何体分解成若干各块，在教学中借助UG软件每创建一个块就通过软件的工程图模块生成部分工程图，直到完全绘制完成整个的几何体，生成完整的工程图。利用这一流程进一步明确线框和几何体的每一部分之间的关系，实现各视图的对应关系，使二维视图和立体实物模型之间建立起对应关系，让学生学会形体分析的方法和步骤，加深知识的实际应用。

应用UG软件进行剖视图教学复杂零件的内部结构要想表达清楚，在机械制图中要用到各种表达方式，如剖视图、局部视图、断面图等，但在教学中只是肤浅地给学生介绍用假象的面对零件进行剖切，学生也是很难理解，以至于学生在以后的课程学习中看不懂专业课中的各种原理图，造成专业课的学习困难，更有甚者机械设计课程设计及毕业设计效果很差。

用UG软件创建零件模型后，通过“修剪体”命令，利用任意的面或片体都可以对实例进行剖切，而且可以通过工程图模块改变任意位置进行剖切，剖切结果立马就可以展现在学生面前。学生通过UG软件这一工具可以直观地看都剖切的结果，更可以验证自己在做习题集或者课本上的练习题时的作图结果是否正确。通过这样的教学效果，学生学习的效果达到最大化，学习兴趣也就越来越高。

建立机械制图UG模型库高职教育的内涵建设促进了各种教学模式的出现，精品课程的建立、网络资源的出现，给学生提供了更多的教育教学资源，这大大促进了学生在学习过程中获取教育资源的机会。机械制图是机械设计制造类专业的基础课程，在以后的专业课的教学中还会用到很多的模型。通过建立螺栓、螺母、轴承、齿轮、轴等各种零件库，为以后的机械设计课程的课程设计以及数控车削、铣削加工实践教程课程实践课准备大量的模型，从而为构建机械类大一统的课程群建设打下良好的基础。学生、教师共同创建UG模型库，不仅拉近了学生和教师之间的关系，更是促进了学生去亲自动手，让学生体会到成就感、主人翁感。

应用UG创建各种机件模型，动态地展示了整个机械类专业的学习内容，分类建立模型库，有利用学生对各种特征零件共性、特性的认识；建立精品课程的资源库，可以让同行互相学习，互通有无；上传载入网络，学生可以随时随地进行下载学习，提高学生学习的积极性、主动性和互动性，也可以动态地掌握学生的学习情况。

3 总结

在UG建模技术应用到机械制图的教学过程中，改变了传统的教学模式，打破了原来的教学内容，将抽象陌生的知识直观化、形象化，把单一的课程内容穿插到不同的课程中去，建立了整个课程群的概念，不仅解决了传统教学中不能动态显示的问题，而且增加了课堂的知识量，调动了学生学习的积极性和主动性，提高了学生学习的兴趣。随着高职教学模式的不断改革，各种教学理念的不断深入，教师要把各种新技术、新知识引入到课堂，使机械制图教学呈现百花齐放的春天。

[1]江洪，等.UC NX4基础教程[M].2版.北京：机械工业出版社，2007.

[2]马金平，张益华.基于三维CAD软件的制图教学改革[J].机械制造与自动化，2007(6)：106-107.

[3]郑盛梓，姚涵珍，周桂英，等.面向三维CAD技术的工程制图教学研究[J].东华大学学报：自然科学版，2005(4)：154-156.