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徒手繪制軸測(cè)圖在工程制圖讀圖的應(yīng)用
工程制圖是一個(gè)工程技術(shù)中的一個(gè)重要過(guò)程。在高等工科課程中，它是一門重要的基礎(chǔ)必修課。下面是小編分享的徒手繪制軸測(cè)圖在工程制圖讀圖的應(yīng)用，歡迎大家閱讀！
1工程制圖讀圖教學(xué)現(xiàn)狀
讀圖是制圖教學(xué)中關(guān)鍵的一環(huán)。高校制圖教學(xué)的主要任務(wù)就是兩點(diǎn)：繪圖和讀圖，這一要求在給學(xué)生上第一次課“緒論”中就反復(fù)強(qiáng)調(diào)了。但是在筆者多年的實(shí)際教學(xué)中，卻發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)制圖的過(guò)程中出現(xiàn)了“重繪圖、輕讀圖”的嚴(yán)重錯(cuò)誤，導(dǎo)致學(xué)生在制圖課程的學(xué)習(xí)中不能快速提高。筆者將原因歸結(jié)了以下三點(diǎn)：
（1）多數(shù)的制圖教材中，“繪圖”先入為主。多數(shù)教材第一章的內(nèi)容是“制圖基本知識(shí)”，這一章節(jié)主要講解國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的一般規(guī)定，并要求學(xué)生按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行平面圖形的繪制、尺寸標(biāo)注、文字注寫等繪圖練習(xí)。學(xué)生在制圖學(xué)習(xí)時(shí)，首先接觸到的就是繪圖，并且教師在教學(xué)中也反復(fù)強(qiáng)調(diào)了繪圖的重要性。
�。�2）工程制圖課程中的作業(yè)多是以“繪圖”來(lái)體現(xiàn)的。作為該課程的教師，我們當(dāng)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(xué)生在初學(xué)制圖時(shí)，或者學(xué)習(xí)制圖的這一短期內(nèi)，他們拿到作業(yè)的第一反應(yīng)是：老師布置的作業(yè)是繪圖。無(wú)論是補(bǔ)畫第三視圖，還是補(bǔ)畫漏線，還是繪制零件圖、裝配圖，學(xué)生都會(huì)第一時(shí)間去急于畫線，而不是靜下心來(lái)去認(rèn)真讀圖，學(xué)生并沒(méi)有意識(shí)到讀圖是繪圖的前提和重要過(guò)程。
�。�3）學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)期間，并沒(méi)有真正體會(huì)到“讀圖”的重要性。他們并沒(méi)有體會(huì)過(guò)“按圖加工”或“按圖施工”的經(jīng)歷：如果不能正確讀圖，就沒(méi)法下手去工作，沒(méi)辦法和別人在工作中很好交流。由于以上幾點(diǎn)原因，學(xué)生在制圖的學(xué)習(xí)中，首先就沒(méi)有把“讀圖”重視起來(lái)，再加上學(xué)生的制圖知識(shí)不扎實(shí)，空間想象能力和空間思維能力未能有效開發(fā)，因而學(xué)生在制圖學(xué)習(xí)中，直接體現(xiàn)為畫不出圖、畫不對(duì)圖，其實(shí)質(zhì)問(wèn)題是讀圖能力差。針對(duì)這一問(wèn)題，我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)該多引導(dǎo)學(xué)生去重視讀圖、多思考一下如何幫助學(xué)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(xué)生讀圖過(guò)程中的難點(diǎn)
前面提到，制圖課程的學(xué)習(xí)包含兩點(diǎn)：繪圖和讀圖，而繪圖過(guò)程中就包含了讀圖。繪圖和讀圖需要學(xué)生在二維和三維之間進(jìn)行空間思維轉(zhuǎn)換和空間想象。制圖課程的教學(xué)強(qiáng)調(diào)訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的空間思維和空間想像能力。比如學(xué)生在完成補(bǔ)畫第三視圖的習(xí)題訓(xùn)練中，思維過(guò)程經(jīng)歷以下轉(zhuǎn)換：這一過(guò)程包含了先讀圖、后繪圖的過(guò)程，體現(xiàn)了從二維到三維，再?gòu)娜S到二維的思維轉(zhuǎn)換。在這一思維轉(zhuǎn)換中，前面已知的二維視圖和最后補(bǔ)畫的第三視圖都以實(shí)際圖線的形式體現(xiàn)在圖紙上，而中間承上啟下的關(guān)鍵步驟“三維模型”是學(xué)生在頭腦中想像。而這一點(diǎn)正是學(xué)生學(xué)習(xí)制圖的薄弱之處：空間想像能力差、空間想像立體容易出錯(cuò)、容易瞬間遺忘、混淆，這一中間環(huán)節(jié)一出錯(cuò)，那導(dǎo)致補(bǔ)畫的第三視圖就肯定出錯(cuò)。因此，我們只有讓這一關(guān)鍵的中間環(huán)節(jié)———“三維立體模型”真正直觀化、可視化，學(xué)生才能畫出圖、畫對(duì)圖。針對(duì)這一問(wèn)題，很多研究中都提到了“應(yīng)用三維建模軟件來(lái)幫助學(xué)生讀圖”，即用三維建模軟件建立實(shí)體模型，將“想象三維立體模型”變成可視化直觀模型。但是筆者認(rèn)為這種方法只適用于教師在教學(xué)中應(yīng)用（教室一般都配備了先進(jìn)的多媒體設(shè)備，教學(xué)中可以迅速給學(xué)生進(jìn)行建模演示），而學(xué)生在實(shí)際操作中會(huì)遇到很多困難：
�。�1）學(xué)生在學(xué)習(xí)制圖課程之前必須先學(xué)會(huì)使用三維建模軟件。但實(shí)際情況是制圖課程是專業(yè)基礎(chǔ)課程，是在學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后第一學(xué)期就開設(shè)，同時(shí)也是三維建模軟件學(xué)習(xí)的一個(gè)基礎(chǔ)，絕大多數(shù)學(xué)生在大學(xué)第一學(xué)期根本沒(méi)有接觸過(guò)三維建模軟件，不能完成獨(dú)立建模。
�。�2）即使學(xué)生會(huì)用三維建模軟件，學(xué)生在自習(xí)室完成繪圖作業(yè)時(shí)，也不是人人都配備了電腦，隨時(shí)可以進(jìn)行建模操作�；谝陨蟽牲c(diǎn)原因，筆者認(rèn)為“應(yīng)用三維建模軟件來(lái)幫助學(xué)生讀圖”不切實(shí)際。在這，筆者提出一種通過(guò)強(qiáng)化訓(xùn)練徒手繪制軸測(cè)圖的方法來(lái)幫助學(xué)生提高讀圖能力。即用軸測(cè)投影圖在紙上直觀表現(xiàn)出物體的立體形狀。也就使得讀圖時(shí)“想象三維立體模型”這一中間環(huán)節(jié)可視化、直觀化。眾所周知，軸測(cè)投影圖立體感強(qiáng)、形象直觀，如果通過(guò)逐步訓(xùn)練，能夠在制圖學(xué)習(xí)過(guò)程中，尤其是完成前述繪圖作業(yè)中快速簡(jiǎn)化畫出物體的軸測(cè)投影圖，那補(bǔ)畫視圖、零件圖等等都不成問(wèn)題。
3徒手繪制軸測(cè)圖的具體實(shí)施要點(diǎn)
通過(guò)逐步訓(xùn)練學(xué)生徒手繪制軸測(cè)投影圖，將三維模型直觀在紙上繪制出來(lái)，更加實(shí)用和方便，不受硬件條件的限制。但是徒手繪制軸測(cè)圖的過(guò)程也不是一日就可煉成的，需要在制圖課程的教學(xué)中逐步訓(xùn)練，在具體實(shí)施過(guò)程中，需要在教學(xué)中做到以下幾點(diǎn)：
（1）將軸測(cè)投影圖提前到前面學(xué)習(xí)。即在講解制圖基本知識(shí)、投影法的形成與三視圖畫法、點(diǎn)線面的投影、基本幾何體的投影以后，緊接著就講解軸測(cè)投影圖，并要求學(xué)生能正確繪制基本幾何體軸測(cè)投影圖，如常見(jiàn)的棱柱（長(zhǎng)方體、六棱柱等）、棱錐（三棱錐、四棱錐等）、圓柱、圓錐、球體。
�。�2）在后續(xù)章節(jié)的講解中，將軸測(cè)投影圖貫穿其中，即：制圖基本知識(shí)、……基本幾何體投影———繪制基本幾何體軸測(cè)投影圖———立體的截切（截交線）———繪制截?cái)囿w的軸測(cè)投影圖———立體的相貫（相貫線）———繪制相貫體的軸測(cè)投影圖———組合體———繪制組合體的軸測(cè)投影圖———機(jī)件的表達(dá)方法（視圖、剖視圖）———繪制機(jī)件的軸測(cè)投影圖……通過(guò)這種二維與三維的穿插教學(xué)，可以很好訓(xùn)練學(xué)生的空間想象和空間思維能力。
�。�3）講解繪制軸測(cè)投影圖時(shí)，讓學(xué)生嚴(yán)格把握軸測(cè)投影圖的投影特性：平行性（物體上與坐標(biāo)軸平行的線段，仍然平行于相應(yīng)的軸測(cè)軸；物體上相互平行的線段，在軸測(cè)投影圖中仍然相互平行），這樣學(xué)生才能將軸測(cè)圖畫對(duì)畫好。
（4）在學(xué)生完成制圖習(xí)題時(shí)，養(yǎng)成在草稿紙上徒手繪制軸測(cè)投影圖的習(xí)慣，不斷提高徒手繪圖能力，并幫助解題。
（5）教師在教學(xué)中應(yīng)多做一些軸測(cè)圖畫法的研究工作，如軸測(cè)圖的畫法改革[2]中提到：將現(xiàn)代造型方法與正投影原理相結(jié)合用于繪制軸測(cè)圖，即應(yīng)用拉伸切割法、拉伸疊加法繪制軸測(cè)圖，以及正等軸測(cè)圖中繪制橢圓應(yīng)強(qiáng)調(diào)把握長(zhǎng)短軸的方向等等，以幫助學(xué)生把握和簡(jiǎn)化軸測(cè)圖畫法。
4徒手繪制軸測(cè)圖輔助讀圖實(shí)例
在工程制圖讀組合體圖的教學(xué)中，教材中主要講解了兩種方法：形體分析法和線面分析法。形體分析法主要用于以疊加為主的組合體讀圖，線面分析法主要用于切割型組合體讀圖。壓塊屬于切割型組合體，線面分析法的具體步驟為：（1）分線框、對(duì)投影；（2）按投影，定形體（定面的形狀及其相對(duì)位置）；（3）綜合起來(lái)想整體。這種方法是從面和線的角度去分析物體，要求學(xué)生把其中一個(gè)視圖的每個(gè)線框及代表垂直面的斜線分別編號(hào)，然后按照投影關(guān)系，找出其他視圖中與之對(duì)應(yīng)的投影線和線框，想象出每個(gè)面的形狀和空間位置，然后將不同位置的平面按其所處方位結(jié)合，綜合起來(lái)想象出整體形狀。應(yīng)用這種方法讀切割型組合體，學(xué)生在第一步驟“分線框、對(duì)投影”中就出現(xiàn)了問(wèn)題：按照哪個(gè)視圖分線框？分成幾個(gè)線框？哪一條線代表了垂直面的積聚？……這些問(wèn)題對(duì)于學(xué)生將是極大的難點(diǎn)。接下來(lái)我們?cè)囍鴳?yīng)用徒手繪制軸測(cè)圖、逐次切割分析的方法來(lái)讀壓塊的三視圖。
�。�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(zhǎng)方體。
（3）從各個(gè)視圖中逐次確定切割面位置及切割次數(shù)。
（4）按照截切步驟，逐步由基本形體徒手繪制軸測(cè)圖，同時(shí)繪制三視圖。當(dāng)我們按切割步驟繪制完成軸測(cè)圖，則壓塊的三視圖也輕松讀懂了，再反過(guò)來(lái)看三視圖的線、線框，就可以準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)。學(xué)生在讀圖過(guò)程中通過(guò)徒手繪制軸測(cè)圖，可以將空間思維過(guò)程逐步直觀體現(xiàn)在紙上，并避免空間想象過(guò)程中的混淆、遺漏等問(wèn)題，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更正，使得學(xué)生不再覺(jué)得讀圖時(shí)的空間想象是空想、亂想、不可把握。
5結(jié)論
軸測(cè)投影圖在工程制圖中被定義為二維圖樣的輔助圖樣，我們?cè)谥茍D教學(xué)中不能將軸測(cè)圖視為一個(gè)孤立的知識(shí)點(diǎn)去學(xué)習(xí)，而要引導(dǎo)學(xué)生將其作為一種輔助手段，對(duì)訓(xùn)練二維到三維、三維到二維的空間思維轉(zhuǎn)換和空間想象能力培養(yǎng)起到重要作用，為以后的創(chuàng)新構(gòu)型設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，在教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生徒手繪圖的能力，徒手繪圖不受工具限制、靈活便捷，隨時(shí)幫助學(xué)生將抽象轉(zhuǎn)換為具體。本文中提出的徒手繪制軸測(cè)圖訓(xùn)練不僅能幫助學(xué)生在工程制圖學(xué)習(xí)中提升讀圖的能力，也提高了學(xué)生的正確繪圖能力。在實(shí)際生產(chǎn)中，工程技術(shù)人員還可以利用徒手繪制軸測(cè)圖表達(dá)設(shè)計(jì)意圖、方案構(gòu)思、記錄結(jié)構(gòu)、技術(shù)交流，是工程設(shè)計(jì)人員記錄創(chuàng)新靈感的最好手段。因此徒手繪制軸測(cè)圖也是具有創(chuàng)造性思維和現(xiàn)代技能人才的必備技能之一。
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