徒手繪制軸測圖在工程制圖讀圖的應用

　　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(mén)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制圖讀圖的應用，歡迎大家閱讀！

　　1工程制圖讀圖教學(xué)現狀

　　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”中就反復強調了。但是在筆者多年的實(shí)際教學(xué)中，卻發(fā)現學(xué)生在學(xué)習制圖的過(guò)程中出現了“重繪圖、輕讀圖”的嚴重錯誤，導致學(xué)生在制圖課程的學(xué)習中不能快速提高。筆者將原因歸結了以下三點(diǎn)：

　�。�1）多數的制圖教材中，“繪圖”先入為主。多數教材第一章的內容是“制圖基本知識”，這一章節主要講解國家標準的一般規定，并要求學(xué)生按照國家標準進(jìn)行平面圖形的繪制、尺寸標注、文字注寫(xiě)等繪圖練習。學(xué)生在制圖學(xué)習時(shí)，首先接觸到的就是繪圖，并且教師在教學(xué)中也反復強調了繪圖的重要性。

　�。�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(xué)生在初學(xué)制圖時(shí)，或者學(xué)習制圖的這一短期內，他們拿到作業(yè)的第一反應是：老師布置的作業(yè)是繪圖。無(wú)論是補畫(huà)第三視圖，還是補畫(huà)漏線(xiàn)，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(huà)線(xiàn)，而不是靜下心來(lái)去認真讀圖，學(xué)生并沒(méi)有意識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)生的制圖知識不扎實(shí)，空間想象能力和空間思維能力未能有效開(kāi)發(fā)，因而學(xué)生在制圖學(xué)習中，直接體現為畫(huà)不出圖、畫(huà)不對圖，其實(shí)質(zhì)問(wèn)題是讀圖能力差。針對這一問(wèn)題，我們在教學(xué)中應該多引導學(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)行空間思維轉換和空間想象。制圖課程的教學(xué)強調訓練培養學(xué)生的空間思維和空間想像能力。比如學(xué)生在完成補畫(huà)第三視圖的習題訓練中，思維過(guò)程經(jīng)歷以下轉換：這一過(guò)程包含了先讀圖、后繪圖的過(guò)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，前面已知的二維視圖和最后補畫(huà)的第三視圖都以實(shí)際圖線(xiàn)的形式體現在圖紙上，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)習制圖的薄弱之處：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(huán)節一出錯，那導致補畫(huà)的第三視圖就肯定出錯。因此，我們只有讓這一關(guān)鍵的中間環(huán)節———“三維立體模型”真正直觀(guān)化、可視化，學(xué)生才能畫(huà)出圖、畫(huà)對圖。針對這一問(wèn)題，很多研究中都提到了“應用三維建模軟件來(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(guān)模型。但是筆者認為這種方法只適用于教師在教學(xué)中應用（教室一般都配備了先進(jìn)的多媒體設備，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(zhuān)業(yè)基礎課程，是在學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后第一學(xué)期就開(kāi)設，同時(shí)也是三維建模軟件學(xué)習的一個(gè)基礎，絕大多數學(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，不能完成獨立建模。

　�。�2）即使學(xué)生會(huì )用三維建模軟件，學(xué)生在自習室完成繪圖作業(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�；�于以上兩點(diǎn)原因，筆者認為“應用三維建模軟件來(lái)幫助學(xué)生讀圖”不切實(shí)際。在這，筆者提出一種通過(guò)強化訓練徒手繪制軸測圖的方法來(lái)幫助學(xué)生提高讀圖能力。即用軸測投影圖在紙上直觀(guān)表現出物體的立體形狀。也就使得讀圖時(shí)“想象三維立體模型”這一中間環(huán)節可視化、直觀(guān)化。眾所周知，軸測投影圖立體感強、形象直觀(guān)，如果通過(guò)逐步訓練，能夠在制圖學(xué)習過(guò)程中，尤其是完成前述繪圖作業(yè)中快速簡(jiǎn)化畫(huà)出物體的軸測投影圖，那補畫(huà)視圖、零件圖等等都不成問(wèn)題。

　　3徒手繪制軸測圖的具體實(shí)施要點(diǎn)

　　通過(guò)逐步訓練學(xué)生徒手繪制軸測投影圖，將三維模型直觀(guān)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）將軸測投影圖提前到前面學(xué)習。即在講解制圖基本知識、投影法的形成與三視圖畫(huà)法、點(diǎn)線(xiàn)面的投影、基本幾何體的投影以后，緊接著(zhù)就講解軸測投影圖，并要求學(xué)生能正確繪制基本幾何體軸測投影圖，如常見(jiàn)的棱柱（長(cháng)方體、六棱柱等）、棱錐（三棱錐、四棱錐等）、圓柱、圓錐、球體。

　�。�2）在后續章節的講解中，將軸測投影圖貫穿其中，即：制圖基本知識、……基本幾何體投影———繪制基本幾何體軸測投影圖———立體的截切（截交線(xiàn)）———繪制截斷體的軸測投影圖———立體的相貫（相貫線(xiàn)）———繪制相貫體的軸測投影圖———組合體———繪制組合體的軸測投影圖———機件的表達方法（視圖、剖視圖）———繪制機件的軸測投影圖……通過(guò)這種二維與三維的穿插教學(xué)，可以很好訓練學(xué)生的空間想象和空間思維能力。

　�。�3）講解繪制軸測投影圖時(shí)，讓學(xué)生嚴格把握軸測投影圖的投影特性：平行性（物體上與坐標軸平行的線(xiàn)段，仍然平行于相應的軸測軸；物體上相互平行的線(xiàn)段，在軸測投影圖中仍然相互平行），這樣學(xué)生才能將軸測圖畫(huà)對畫(huà)好。

　�。�4）在學(xué)生完成制圖習題時(shí)，養成在草稿紙上徒手繪制軸測投影圖的習慣，不斷提高徒手繪圖能力，并幫助解題。

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

　　4徒手繪制軸測圖輔助讀圖實(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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)面分析法的具體步驟為：（1）分線(xiàn)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(lái)想整體。這種方法是從面和線(xiàn)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(xiàn)框及代表垂直面的斜線(xiàn)分別編號，然后按照投影關(guān)系，找出其他視圖中與之對應的投影線(xiàn)和線(xiàn)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合，綜合起來(lái)想象出整體形狀。應用這種方法讀切割型組合體，學(xué)生在第一步驟“分線(xiàn)框、對投影”中就出現了問(wèn)題：按照哪個(gè)視圖分線(xiàn)框？分成幾個(gè)線(xiàn)框？哪一條線(xiàn)代表了垂直面的積聚？……這些問(wèn)題對于學(xué)生將是極大的難點(diǎn)。接下來(lái)我們試著(zhù)應用徒手繪制軸測圖、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(cháng)方體。

　�。�3）從各個(gè)視圖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制軸測圖，同時(shí)繪制三視圖。當我們按切割步驟繪制完成軸測圖，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(xiàn)、線(xiàn)框，就可以準確對應。學(xué)生在讀圖過(guò)程中通過(guò)徒手繪制軸測圖，可以將空間思維過(guò)程逐步直觀(guān)體現在紙上，并避免空間想象過(guò)程中的混淆、遺漏等問(wèn)題，如果出現錯誤，可以及時(shí)發(fā)現并更正，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結論

　　軸測投影圖在工程制圖中被定義為二維圖樣的輔助圖樣，我們在制圖教學(xué)中不能將軸測圖視為一個(gè)孤立的知識點(diǎn)去學(xué)習，而要引導學(xué)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，為以后的創(chuàng )新構型設計奠定基礎。同時(shí)，在教學(xué)中要培養學(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)生將抽象轉換為具體。本文中提出的徒手繪制軸測圖訓練不僅能幫助學(xué)生在工程制圖學(xué)習中提升讀圖的能力，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圖表達設計意圖、方案構思、記錄結構、技術(shù)交流，是工程設計人員記錄創(chuàng )新靈感的最好手段。因此徒手繪制軸測圖也是具有創(chuàng )造性思維和現代技能人才的必備技能之一。

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