巧用SolidWorks辅助三视图教学

三视图是一种能够准确反映物体长、宽、高尺寸的正投影工程图，是工程界对物体几何形状约定俗成的一种抽象表达方式。所以，在三视图学习时需要学生有丰富的空间想象能力和空间思维能力，由平面图形(视图)想象出空间图形(立体图形)，或把立体图形准确地转化为平面图形。学生在数学中早有涉及三视图的内容，但数学中的三视图侧重对一些基本立体图形的分析，找到相应的边的对应位置以及相应的长度关系，进行分析计算。通用技术注重的是技术与设计的关系，需要对技术产品进行设计，所以通用技术中的立体图形和相应的三视图要复杂得多，这就需要学生有更好的空间思维能力和细致的品质。三视图是高中阶段通用技术课必考内容，理工科的学生在进人大学之后很可能要继续学习机械制图，同样会涉及三视图内容。如果在高中阶段培养学生的空间思维能力，可以为其以后的学习打下坚实的基础，所以这就更加需要教师提高三视图教学的有效性。以下针对三视图目前的教学困难，试图通过SolidWorks有效地解决三视图教学中的重难点问题。

三视图教学所遇到的困难

三视图的学习需要学生有较强的空间想象能力，而学生的空间观念很难建立，在做补全三视图的题目时往往会出现线条漏画或多画的情况。所以，这就需要教师能很好地把抽象物体实体化，但在实际教学中会遇到这样或那样的困难。

1.教学模型的缺乏

目前通用技术实验室主要配备的是一些基本的金工、木工的工具和易耗材料，针对的是学生的实际操作，对于教学时用到的教学模型基本上没有。在教学时为了便于讲解，教师有时会通过搭建或剪裁废纸盒进行辅助教学，这在一定程度上可以帮助学生建立立体图形，但在裁剪上比较困难。有些教师会利用橡皮切割所需形状，但实物太小且一旦切割错误则整块橡皮就无法使用，容易造成浪费。

2.PPT展示图形单一化

随着经济的发展，多媒体设备也在学校相应普及，教师多会用PPT投影辅助教学。在教授三视图内容时，若采用PPT投影可以更清晰地展示立体图形，但是在PPT中展示的图形是固定的，无法调整图形的方向，也就无法供学生从各个方向观察图形，以便更好地理解图形后绘制正面、侧面以及俯视的三个视图。

以上在三视图教学时出现的困难，利用SolidWorks软件都能很好地解决。SolidWorks在三视图教学中应用

1.SolidWorks软件的特点

SolidWorks为达索系统(Dassault Systemes S.A)下的子公司专门研发与销售的机械设计类软件的视窗产品，具有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，是领先的、主流的三维CAD解决方案。

SolidWorks提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具。工程图是全相关的，当你修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新，并且能够从三维模型中自动产生工程图，包括视图、尺寸和标注。这就便于教师给学生提供与三维立体图相符的三视图及相关的尺寸标注。

SolidWorks用交替位置显示图形，能够方便地显示零部件的不同位置，这样教师能够从不同角度向学生展示立体图，化抽象为实体。

2.SolidWorks在三视图教学时的作用

(1)可把二维图形立体化

通过对“平面草图”进行“拉伸”、“拉伸切除”、“旋转”、“旋转切除”、“扫描”等操作形成立体图。教师先利用SolidWorks把题目中的三视图画成相应的立体图，如图1所示。

通过SolidWorks画出的立体图形有质感，立体感好，相当于给学生提供了一个完美的教学模型，帮助学生建构立体图形。

(2)可全方位观察物体

形成三视图需要学生从前往后、从上往下、从左往右地观察立体图，而在PPT中给定的立体图是一个固定的正等轴测图，我们无法随意地转变图形的方向，无法多方位地了解图形。SolidWorks带有视图定向功能，可以更改当前视图定向(从上下、左右、前后进行视图观看)或窗口数(在一个界面中同时出现两个窗口进行对比)，如图2所示。

通过该功能能够帮助学生建构空间图形，从不同方向观察图形，加深对立体图的理解，提高自身的空间想象能力，最终使学生能够画出准确的三视图；同时也解决了教师“有口难言”、“巧妇难为无米之炊”的尴尬难题。

(3)可快速生成工程图及相应的尺寸标注

在实际生产中，三维零件图并不是用来指导生产的主要技术文件，实际所用的图样是具有规定格式的零件二维投影图，并有相应的尺寸标注。

SolidWorks具有在三维模型中自动产生工程图(包括视图、尺寸和标注)的功能。在新建SolidWorks文件时有窗口提示建立2D工程图，只要拖动原先保存的立体图就能得到相应的三个视图，并有相关的尺寸标注。这样大大改善了教师利用Word或PPT自带的画图工具标注尺寸时所遇到的困难。如上所做的立体图形在SolidWorks中可以在如图3所示的2D工程图界面确定下拖动得到如图4所示的相应视图。

实际上，不仅在三视图教学中可以运用SolidWorks，在设计草图的绘制中同样可以运用SolidWorks。运用SolidWorks绘制草图可以弥补教师在徒手绘制草图时缺乏的绘画技巧，使草图画得更加立体、美观，利用SolidWorks绘制的草图如图5所示。

教师利用SolidWorks辅助三视图教学，可以非常形象地展示立体图形，减少学生学习所碰到的困难，获得更多的成功体验，从而激发学生学习的积极性，大大提高课堂的教学效率。但是，SolidWorks软件的运用需要教师具备较高的计算机水平，需要教师不断地学习，提高自身的整体素质。

(作者单位：浙江龙游中学)