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徒手繪製軸測圖在工程製圖讀圖的應用

工程製圖 閱讀(1.97W)

工程製圖是一個工程技術中的一個重要過程。在高等工科課程中,它是一門重要的基礎必修課。下面是小編分享的徒手繪制軸測圖在工程製圖讀圖的應用,歡迎大家閱讀!

徒手繪製軸測圖在工程製圖讀圖的應用

1工程製圖讀圖教學現狀

讀圖是製圖教學中關鍵的一環。高校製圖教學的主要任務就是兩點:繪圖和讀圖,這一要求在給學生上第一次課“緒論”中就反覆強調了。但是在筆者多年的實際教學中,卻發現學生在學習製圖的過程中出現了“重繪圖、輕讀圖”的嚴重錯誤,導致學生在製圖課程的學習中不能快速提高。筆者將原因歸結了以下三點:

(1)多數的製圖教材中,“繪圖”先入為主。多數教材第一章的內容是“製圖基本知識”,這一章節主要講解國家標準的一般規定,並要求學生按照國家標準進行平面圖形的繪製、尺寸標註、文字注寫等繪圖練習。學生在製圖學習時,首先接觸到的就是繪圖,並且教師在教學中也反覆強調了繪圖的重要性。

(2)工程製圖課程中的作業多是以“繪圖”來體現的。作為該課程的教師,我們當然明白繪圖是包含讀圖的,只有讀懂了圖,才能正確的繪圖。但是學生在初學制圖時,或者學習製圖的這一短期內,他們拿到作業的第一反應是:老師佈置的作業是繪圖。無論是補畫第三檢視,還是補畫漏線,還是繪製零件圖、裝配圖,學生都會第一時間去急於畫線,而不是靜下心來去認真讀圖,學生並沒有意識到讀圖是繪圖的前提和重要過程。

(3)學生在學校學習期間,並沒有真正體會到“讀圖”的重要性。他們並沒有體會過“按圖加工”或“按圖施工”的經歷:如果不能正確讀圖,就沒法下手去工作,沒辦法和別人在工作中很好交流。由於以上幾點原因,學生在製圖的學習中,首先就沒有把“讀圖”重視起來,再加上學生的製圖知識不紮實,空間想象能力和空間思維能力未能有效開發,因而學生在製圖學習中,直接體現為畫不出圖、畫不對圖,其實質問題是讀圖能力差。針對這一問題,我們在教學中應該多引導學生去重視讀圖、多思考一下如何幫助學生自我提高讀圖的'能力,而不僅僅是依靠老師去幫助解讀圖紙。

2學生讀圖過程中的難點

前面提到,製圖課程的學習包含兩點:繪圖和讀圖,而繪圖過程中就包含了讀圖。繪圖和讀圖需要學生在二維和三維之間進行空間思維轉換和空間想象。製圖課程的教學強調訓練培養學生的空間思維和空間想像能力。比如學生在完成補畫第三檢視的習題訓練中,思維過程經歷以下轉換:這一過程包含了先讀圖、後繪圖的過程,體現了從二維到三維,再從三維到二維的思維轉換。在這一思維轉換中,前面已知的二維檢視和最後補畫的第三檢視都以實際圖線的形式體現在圖紙上,而中間承上啟下的關鍵步驟“三維模型”是學生在頭腦中想像。而這一點正是學生學習製圖的薄弱之處:空間想像能力差、空間想像立體容易出錯、容易瞬間遺忘、混淆,這一中間環節一出錯,那導致補畫的第三檢視就肯定出錯。因此,我們只有讓這一關鍵的中間環節———“三維立體模型”真正直觀化、視覺化,學生才能畫出圖、畫對圖。針對這一問題,很多研究中都提到了“應用三維建模軟體來幫助學生讀圖”,即用三維建模軟體建立實體模型,將“想象三維立體模型”變成視覺化直觀模型。但是筆者認為這種方法只適用於教師在教學中應用(教室一般都配備了先進的多媒體裝置,教學中可以迅速給學生進行建模演示),而學生在實際操作中會遇到很多困難:

(1)學生在學習製圖課程之前必須先學會使用三維建模軟體。但實際情況是製圖課程是專業基礎課程,是在學生進入大學後第一學期就開設,同時也是三維建模軟體學習的一個基礎,絕大多數學生在大學第一學期根本沒有接觸過三維建模軟體,不能完成獨立建模。

(2)即使學生會用三維建模軟體,學生在自習室完成繪圖作業時,也不是人人都配備了電腦,隨時可以進行建模操作。基於以上兩點原因,筆者認為“應用三維建模軟體來幫助學生讀圖”不切實際。在這,筆者提出一種通過強化訓練徒手繪製軸測圖的方法來幫助學生提高讀圖能力。即用軸測投影圖在紙上直觀表現出物體的立體形狀。也就使得讀圖時“想象三維立體模型”這一中間環節視覺化、直觀化。眾所周知,軸測投影圖立體感強、形象直觀,如果通過逐步訓練,能夠在製圖學習過程中,尤其是完成前述繪圖作業中快速簡化畫出物體的軸測投影圖,那補畫檢視、零件圖等等都不成問題。

3徒手繪製軸測圖的具體實施要點

通過逐步訓練學生徒手繪製軸測投影圖,將三維模型直觀在紙上繪製出來,更加實用和方便,不受硬體條件的限制。但是徒手繪製軸測圖的過程也不是一日就可煉成的,需要在製圖課程的教學中逐步訓練,在具體實施過程中,需要在教學中做到以下幾點:

(1)將軸測投影圖提前到前面學習。即在講解制圖基本知識、投影法的形成與三檢視畫法、點線面的投影、基本幾何體的投影以後,緊接著就講解軸測投影圖,並要求學生能正確繪製基本幾何體軸測投影圖,如常見的稜柱(長方體、六稜柱等)、稜錐(三稜錐、四稜錐等)、圓柱、圓錐、球體。

(2)在後續章節的講解中,將軸測投影圖貫穿其中,即:製圖基本知識、……基本幾何體投影———繪製基本幾何體軸測投影圖———立體的截切(截交線)———繪製截斷體的軸測投影圖———立體的相貫(相貫線)———繪製相貫體的軸測投影圖———組合體———繪製組合體的軸測投影圖———機件的表達方法(檢視、剖檢視)———繪製機件的軸測投影圖……通過這種二維與三維的穿插教學,可以很好訓練學生的空間想象和空間思維能力。

(3)講解繪製軸測投影圖時,讓學生嚴格把握軸測投影圖的投影特性:平行性(物體上與座標軸平行的線段,仍然平行於相應的軸測軸;物體上相互平行的線段,在軸測投影圖中仍然相互平行),這樣學生才能將軸測圖畫對畫好。

(4)在學生完成製圖習題時,養成在草稿紙上徒手繪製軸測投影圖的習慣,不斷提高徒手繪圖能力,並幫助解題。

(5)教師在教學中應多做一些軸測圖畫法的研究工作,如軸測圖的畫法改革[2]中提到:將現代造型方法與正投影原理相結合用於繪製軸測圖,即應用拉伸切割法、拉伸疊加法繪製軸測圖,以及正等軸測圖中繪製橢圓應強調把握長短軸的方向等等,以幫助學生把握和簡化軸測圖畫法。

4徒手繪製軸測圖輔助讀圖例項

在工程製圖讀組合體圖的教學中,教材中主要講解了兩種方法:形體分析法和線面分析法。形體分析法主要用於以疊加為主的組合體讀圖,線面分析法主要用於切割型組合體讀圖。壓塊屬於切割型組合體,線面分析法的具體步驟為:(1)分線框、對投影;(2)按投影,定形體(定面的形狀及其相對位置);(3)綜合起來想整體。這種方法是從面和線的角度去分析物體,要求學生把其中一個檢視的每個線框及代表垂直面的斜線分別編號,然後按照投影關係,找出其他檢視中與之對應的投影線和線框,想象出每個面的形狀和空間位置,然後將不同位置的平面按其所處方位結合,綜合起來想象出整體形狀。應用這種方法讀切割型組合體,學生在第一步驟“分線框、對投影”中就出現了問題:按照哪個檢視分線框?分成幾個線框?哪一條線代表了垂直面的積聚?……這些問題對於學生將是極大的難點。接下來我們試著應用徒手繪製軸測圖、逐次切割分析的方法來讀壓塊的三檢視。

(1)確定壓塊的組合形式:切割型組合體。

(2)確定切割型組合體的基本形體:長方體。

(3)從各個檢視中逐次確定切割面位置及切割次數。

(4)按照截切步驟,逐步由基本形體徒手繪製軸測圖,同時繪製三檢視。當我們按切割步驟繪製完成軸測圖,則壓塊的三檢視也輕鬆讀懂了,再反過來看三檢視的線、線框,就可以準確對應。學生在讀圖過程中通過徒手繪製軸測圖,可以將空間思維過程逐步直觀體現在紙上,並避免空間想象過程中的混淆、遺漏等問題,如果出現錯誤,可以及時發現並更正,使得學生不再覺得讀圖時的空間想象是空想、亂想、不可把握。

5結論

軸測投影圖在工程製圖中被定義為二維圖樣的輔助圖樣,我們在製圖教學中不能將軸測圖視為一個孤立的知識點去學習,而要引導學生將其作為一種輔助手段,對訓練二維到三維、三維到二維的空間思維轉換和空間想象能力培養起到重要作用,為以後的創新構型設計奠定基礎。同時,在教學中要培養學生徒手繪圖的能力,徒手繪圖不受工具限制、靈活便捷,隨時幫助學生將抽象轉換為具體。本文中提出的徒手繪製軸測圖訓練不僅能幫助學生在工程製圖學習中提升讀圖的能力,也提高了學生的正確繪圖能力。在實際生產中,工程技術人員還可以利用徒手繪製軸測圖表達設計意圖、方案構思、記錄結構、技術交流,是工程設計人員記錄創新靈感的最好手段。因此徒手繪製軸測圖也是具有創造性思維和現代技能人才的必備技能之一。