張 平,秦 然,張 靜

(沈陽(yáng)化工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院,遼寧沈陽(yáng) 110142)

1 引言

對(duì)于工科專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，《工程制圖》是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課[1]，可以培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。為適應(yīng)新時(shí)代、新教育理念，《工程制圖》授課學(xué)時(shí)大大減少，這就要求授課老師有效把握課堂教學(xué)時(shí)間，因材施教，有目的性的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，必須在有限的課時(shí)內(nèi)講授盡可能多的內(nèi)容。隨著計(jì)算機(jī)的普及，《工程制圖》多采用多媒體教學(xué)形式，它能夠提高教學(xué)實(shí)效，拓寬學(xué)生視野[2]。

2 制圖課件發(fā)展現(xiàn)狀

蔣先剛[3]介紹了畫法幾何與工程制圖CAI課件系統(tǒng)的構(gòu)造和軟件實(shí)現(xiàn)方法，提出了用Delphi中的樹狀顯示控件構(gòu)造和管理制圖CAI系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法和技巧。蔡華[4]利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)了工程制圖虛擬現(xiàn)實(shí)課件，改進(jìn)了原有的教學(xué)方法。章迪康[5]利用PowerPoint制作制圖課件進(jìn)行了簡(jiǎn)單的嘗試。代美泉[6]介紹了應(yīng)用Flash動(dòng)畫技術(shù)制作機(jī)械制圖課件的方法和技巧。

PowerPoint是最流行，也是最簡(jiǎn)便直接的幻燈片制作和演示的軟件之一，它可以制作出圖文結(jié)合、色彩豐富、生動(dòng)形象的課件。因?yàn)镻owerPoint繪圖能力的局限性，對(duì)一些復(fù)雜圖形的繪制非常困難，這時(shí)需要一些專業(yè)的繪圖軟件，如AutoCAD，UG等進(jìn)行輔助的畫圖。

《工程制圖》中的剖視圖是非常重要的部分，講解時(shí)需要利用立體圖協(xié)助學(xué)生理解掌握，但剖視圖的圖形比較復(fù)雜，利用黑板畫圖費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本文利用AutoCAD繪制二維圖形，UG繪制三維立體模型，然后利用PowerPoint的強(qiáng)大動(dòng)畫功能制作制圖課件。

3 課件制作實(shí)例

以一個(gè)典型局部剖視習(xí)題為例[7]，介紹剖視圖課件的制作過(guò)程。原題要求：分析形體，將主視圖和俯視圖改為適當(dāng)?shù)木植科室?，剖視?xí)題如圖1所示。

圖1 剖視實(shí)例習(xí)題

3.1 繪制二維和三維圖形

利用AutoCAD繪圖軟件繪制剖視實(shí)例習(xí)題的二維圖形，繪圖的過(guò)程中，圖形的虛線和點(diǎn)畫線按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行繪制。原題和答案分別進(jìn)行繪制，繪制完成后，在AutoCAD中不顯示線寬，如圖2所示。兩個(gè)圖形分別全部選中，選擇“輸出”為“其它格式”的圖元文件格式。

圖2 AutoCAD繪制的二維圖形

利用UG繪圖軟件繪制習(xí)題模型的立體圖。該模型零件經(jīng)過(guò)形體分析分為三個(gè)部分，先單獨(dú)繪制底板，然后加上圓筒，最后為整體的模型，如圖3所示。模型零件的孔結(jié)構(gòu)及內(nèi)腔結(jié)構(gòu)為了區(qū)分，采用不同的顏色顯示。模型輸出時(shí)采用西南視圖的顯示方向，UG的背景顏色調(diào)為白色，利用“印屏幕”的方法輸出圖片的形式。

圖3 模型零件的立體圖

利用UG繪圖軟件繪制模型零件被局部剖切后的立體圖，如圖4所示。剖面區(qū)域采用的不同的顏色顯示，輸出時(shí)采用西南視圖方向顯示，利用“印屏幕”的方法輸出圖片的形式。

圖4 局部剖切立體模型

3.2 PowerPoint圖形整理

在PowerPoint中新建空白幻燈片，插入保存的圖元文件，原題和答案分別占據(jù)一張幻燈片，調(diào)整圖形大小直適合頁(yè)面。右鍵點(diǎn)擊“取消組合”,彈出的對(duì)話框，選擇“是”，多次單擊“取消組合”，直至“取消組合”灰色，刪除圖形最外側(cè)的圖框。全部選擇圖形，把圖線粗細(xì)設(shè)為0.75磅。按照形體結(jié)構(gòu)，把實(shí)線、虛線和點(diǎn)畫線分別進(jìn)行組合，把原題中的粗實(shí)線的粗細(xì)設(shè)為2.25磅，粗實(shí)線的線條端點(diǎn)類型選為“圓形”。為了增加學(xué)生對(duì)形體的理解，培養(yǎng)空間想象和分析能力，在幻燈片的適當(dāng)位置粘貼形體的三維立體模型。

3.3 設(shè)置動(dòng)畫

第一張幻燈片中，按照形體分析法，把圖形分成三個(gè)基本體，分別把三個(gè)基本體圖線復(fù)制后組合，設(shè)置為不同的顏色，如圖5所示。把對(duì)應(yīng)顏色的形體的動(dòng)畫效果設(shè)為“縮放”，同時(shí)左側(cè)的對(duì)應(yīng)的立體模型設(shè)為“擦除”，動(dòng)畫的持續(xù)時(shí)間采用默認(rèn)的時(shí)間即可。課程講解時(shí)，對(duì)應(yīng)的圖框能和對(duì)應(yīng)的空間立體結(jié)合以來(lái)，幫助學(xué)生把二維圖形與三維立體聯(lián)系起來(lái)，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的空間立體感。

圖5 第一張幻燈片

第二張幻燈片為習(xí)題的具體作圖過(guò)程，它的PowerPoint圖形整理過(guò)程同第一張幻燈片一樣。把剖面線組合為一個(gè)整體，答案的動(dòng)畫效果采用的是“擦除”，如圖6所示。為了給學(xué)生進(jìn)行思考的時(shí)間，第二張幻燈的動(dòng)畫持續(xù)時(shí)間設(shè)為2s。通過(guò)實(shí)際授課的經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)時(shí)間不宜太短，需要給學(xué)生一種老師在黑板上畫出來(lái)的效果。動(dòng)畫的聲音可以根據(jù)自身的要求進(jìn)行設(shè)定。

圖6 第二張幻燈片

課件制造過(guò)程中，最繁瑣的過(guò)程就是設(shè)定動(dòng)畫的順序，動(dòng)畫的順序可以根據(jù)不同的授課老師的講課習(xí)慣進(jìn)行調(diào)整，這個(gè)過(guò)程體現(xiàn)老師的講課思路和求解步驟。好的動(dòng)畫過(guò)程能讓學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)不是很吃力，而且增加對(duì)制圖的興趣。

4 結(jié)論

由于《工程制圖》課程的特殊性，大量需要用圖講解，傳統(tǒng)的黑板講解占用了大量的課堂時(shí)間。多媒體的出現(xiàn)很好的解決了這個(gè)問(wèn)題，而且多媒體課件整潔清晰，解放了教師，使教師有更充足的時(shí)間安排教學(xué)內(nèi)容。現(xiàn)在制圖課的上課人數(shù)增加，采用傳統(tǒng)的黑板板書、掛圖或?qū)嵨锬Ｐ停茈y保證教室內(nèi)的所有學(xué)生都能清楚地看到老師的講解過(guò)程。工程制圖的講解要讓學(xué)生在一步步的畫圖練習(xí)中掌握基本的看圖、畫圖方法，逐步提高讀圖和畫圖能力。對(duì)于一些重點(diǎn)難點(diǎn)的地方需要反復(fù)練習(xí)、反復(fù)講解，PowerPoint課件就可以做到這點(diǎn)。

雖然制圖課件的制作過(guò)程比較繁瑣，消耗的時(shí)間比較多，但一套制圖課件成型以后，對(duì)后續(xù)的制圖教學(xué)帶來(lái)的好處是不言而喻的。把典型習(xí)題做成PowerPoint課件，發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上，學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行反復(fù)觀看，這對(duì)課堂教學(xué)有很多的輔助作用。