工程制圖是高等工科院校學(xué)生必須掌握的一門號(hào)業(yè)基礎(chǔ)核技術(shù)課,主要培養(yǎng)學(xué)生具備較高的工程文化素質(zhì),較強(qiáng)的繪制和閱讀工程圖樣的能力。豐富的空間想象和分析能力,嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng),及構(gòu)型能力和創(chuàng)新能力。
  長期以來,我國工程圖學(xué)教學(xué)一直強(qiáng)調(diào)二維工程圖樣作為技術(shù)交流工具的唯一性和重要性, 但隨著科技的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)三維技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,三維CAD實(shí)體模型數(shù)據(jù)信息可直接應(yīng)用于生產(chǎn)加工,使工程圖樣的定義發(fā)生了深層次的變化,二維工程圖樣不再是工程界的唯一技術(shù)語言,使用三維CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品造型和設(shè)計(jì)生產(chǎn)是各個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。但二維工程圖樣的支配地位不可能在短時(shí)間內(nèi)被三維圖完全取代,所以二維和三維并重將是今后圖學(xué)的教學(xué)模式
  
  1、基于傳統(tǒng)工程制圖的設(shè)計(jì)模式及應(yīng)用現(xiàn)狀
  
  傳統(tǒng)的工程制圖課程教學(xué)重點(diǎn)主要放在平面投影和二維圖樣表達(dá)及制圖技能訓(xùn)練上,要求學(xué)生把三維設(shè)計(jì)模型準(zhǔn)確表達(dá)在二維平面圖紙上(繪制工程圖樣),再由圖樣想象出三維形體在空間存在的形式(閱讀工程圖樣),如此反復(fù)由空間到平面、平面到空間的訓(xùn)練,才能逐步建立一定的空間思維能力和想象能力,這需要花費(fèi)較多的精力和時(shí)間及訓(xùn)練才能達(dá)到教學(xué)目的和要求。另外,在新的教學(xué)改葦形勢(shì)下,制圖課的課時(shí)越來越少,完成教學(xué)目標(biāo)的難度越來越少,必須優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,才能使工程圖學(xué)這門古老的學(xué)科煥發(fā)新的活力。
  同時(shí),基于傳統(tǒng)工程制圖的設(shè)計(jì)過程為:三維設(shè)計(jì)構(gòu)思,二維工程圖樣表達(dá)讀圖還原三維實(shí)體,從以上流程可看出起始構(gòu)思和最終結(jié)果是三維實(shí)體,而將兩者聯(lián)系起來在一起的二維圖形,產(chǎn)品設(shè)計(jì)者需要經(jīng)過專門訓(xùn)練才能掌握這種表達(dá)和讀圖方法。雖然二維工程圖在設(shè)計(jì)中相對(duì)于三維圖有缺陷,仙工程制圖投影理論和三維工程圖依然不能完全拋棄,這是由傳統(tǒng)工程制圖的就用現(xiàn)狀所決定:
  (1)從二維到三維的過渡需要一定的時(shí)間,我國自1992年啟動(dòng)“CAD應(yīng)用工程”以來,實(shí)現(xiàn)了以“以甩圖板”為目的的二維CAD技術(shù)全面普及與推廣,到2006年二維CAD的應(yīng)用在工程設(shè)計(jì)中的普及率已經(jīng)達(dá)到了95%,所以一些企業(yè)在短時(shí)間內(nèi)還離不開二維工程圖樣。
  (2)二維是三維的基礎(chǔ),三維建模都是從二維圖經(jīng)過拉伸或旋轉(zhuǎn)而形成。
  (3)二維工程圖樣在表達(dá)上比三維更清楚和準(zhǔn)確,且易于標(biāo)注尺寸,尺寸公關(guān)等技術(shù)要求。且有與ISO接軌的國家標(biāo)準(zhǔn),消除了國際間的技術(shù)壁壘,為技術(shù)交流和貿(mào)易往來打開了通道,但新的三維圖的國際不可能很快建立起來,不利于行業(yè)內(nèi)交流。
  (4)所謂牽一發(fā)而動(dòng)全身,工程制圖的教學(xué)改革不能僅局限于自身改革,而考慮整個(gè)課程計(jì)劃的改革,才能達(dá)到整體優(yōu)化的效果。況且,各種專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課教材中,二維工程圖樣還發(fā)揮著重要作用。
  綜上所述,雖然二維工程圖在相當(dāng)長期內(nèi)存在,并不會(huì)很快被三維取代,但三維CAD由于自身優(yōu)勢(shì),必定會(huì)成為未來工程圖學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。
2、三維工程制圖設(shè)計(jì)模式及其優(yōu)勢(shì)
  
  隨著計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)的發(fā)展,可以直接從三維物體出發(fā)想像構(gòu)思產(chǎn)品,在電腦中建立數(shù)字化的三維幾何模型,并通過屏幕三維動(dòng)態(tài)顯示進(jìn)行觀察,然后再行交互修改,最終生成三維產(chǎn)品,F(xiàn)代的三維設(shè)計(jì)模式為三維設(shè)計(jì)構(gòu)思、三維建模、三維分析計(jì)算,從中不難看出,三維設(shè)計(jì)過程更復(fù)合人們的思維方式和設(shè)計(jì)習(xí)慣,極大地提高了設(shè)計(jì)效率,其優(yōu)勢(shì)如下;
  (1)三維CAD可將設(shè)計(jì)者的構(gòu)思直接生成三維模型,形象直觀,能夠從任意側(cè)面或角度進(jìn)行觀察,設(shè)計(jì)效率高。
  (2)三維模型可直接生二維工程圖,修改三維實(shí)體時(shí),其投影也會(huì)作改變,生成的投影不容易出錯(cuò)。
  (3)三維CAD軟件的模型可全參數(shù)化構(gòu)建模型,一般添加幾何約束和尺寸約束,就可實(shí)現(xiàn)全參數(shù)化驅(qū)動(dòng),容易修改和設(shè)計(jì)。
  (4)三維CAD能夠構(gòu)造出各種二維圖難以表達(dá)的復(fù)雜產(chǎn)品形狀,如高級(jí)曲面造型技術(shù)等。
  (5)能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字虛擬裝配,干涉檢查和運(yùn)動(dòng)仿真。
  (6)三維設(shè)計(jì)直觀易懂,現(xiàn)加上構(gòu)造形象生動(dòng),可創(chuàng)造一種新穎愉快的學(xué)習(xí)氛圍,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
  
  3、在工程制圖中充實(shí)三維建模,實(shí)行二、三并重的工程圖學(xué)教學(xué)模式
  
  當(dāng)前,工程語言正從二維向三維轉(zhuǎn)變,輔助繪圖向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變,數(shù)字化設(shè)計(jì)向虛擬設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)發(fā)展,用三維模型表達(dá)產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念,更為直觀。三維CAD是新一代數(shù)字化、虛擬化、智能化設(shè)計(jì)平臺(tái)的基礎(chǔ),是培育新型人才的重要方法。因此我國企業(yè)應(yīng)用三維設(shè)計(jì)技術(shù),院校開展三維模型設(shè)計(jì)方面的教育,已經(jīng)是大勢(shì)所趨。
  新形勢(shì)下工程制圖的教學(xué)模式應(yīng)該在傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上融入三維建模,能與傳統(tǒng)內(nèi)容互補(bǔ)。將三維幾何建模貫穿于教學(xué)全過程,同時(shí)貫穿二、三維并重的思想和教學(xué)模式。在具體實(shí)施過程中,要提高三維建模的重視程度,運(yùn)用參數(shù)化方法進(jìn)行三維建模,將三維建模、投影、二維圖型表達(dá)、三維模型到二維模型的生成作為本門課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教學(xué)中既要有現(xiàn)代三維設(shè)計(jì)的新思想,又要有傳統(tǒng)工程圖形的精華。
  
  4、結(jié)束語
  
  在工程制圖中充實(shí)三維建模,實(shí)行二、三并重的工程圖學(xué)教學(xué)模式比傳統(tǒng)的工程制圖更有利于培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力、空間想象能力和創(chuàng)新能力,有利于學(xué)生學(xué)習(xí)三維軟件的興趣,使學(xué)生能適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代現(xiàn)代企業(yè)對(duì)人才的需求。