SketchUp辅助工程制图教学应用浅析

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摘 要：利用sketchup软件具有操作简单、快速建模、易于修改等特点，本文以组合体和剖视图为例，探讨了将SketchUp应用于工程制图的教学实践方法。通过构建模型实现二维图形与三维立体的转换，使得空间构思过程直观化、可视化、动态化，拓展学生空间思维能力。

关键词：SketchUp；工程制图；计算机辅助教学

工程制图作为一门与生产实际密切相关的专业技术基础课，课程的抽象性一直是教学的难点。对于刚刚接触制图的学生，大多数空间想象和思维能力偏弱，认为课程内容难于理解，学习的积极性普遍不高。传统的教学方法中，教师常常借助三维实体模型、挂图和多媒体课件来辅助空间感的建立。其中，三维实体模型能最直观的表达形体的基本特征，但它的制作存在工序复杂、难度大、耗时多的缺点。随着计算机技术的飞速发展，计算机三维设计技术日趋成熟，三维模型设计以简单、直观、快速、便于修改等特点被逐渐引入工程制图的辅助教学中来。

一、SketchUp用于工程制图辅助教学的特点

SketchUp又称“草图设计大师”，是Google公司的一款专业设计软件，目的是将立体建模从复杂的构建过程中解脱出来，以最便捷、自由化的方式建立，软件本身操作简单、快捷，可视化程度高，借助相关插件更能构建出复杂多变的立体模型。

工程制图主要培养学生形体分析能力，能够正确读图和制图。学生需要在头脑中建立三维立体模型，利用正投影法把三维立体模型转化为二维工程图。而借助于SketchUp辅助工程制图教学，可以使这种空间想象的过程直观化、具体化，有助于学生的理解和掌握。在工程制图的教学内容中，组合体和剖视图的理解相对较难，我们可以将SketchUp计算机辅助教学作为组合体和剖视图读图的一种新方法。

二、运用SketchUp进行组合体读图和制图的教学

在教学实践过程中，教师对图样的立体构建，实际就是一个图形分析和读图的过程，学生可以现场看到老师从平面图形构建立体模型的每个步骤，然后借助于正投影法，实现三维立体模型与二维工程图的相互转化。

如图1所示，对照组合体三视图的主、俯视图进行形体分析，在SketchUp中导入在CAD中绘制好的俯视图图样，利用SketchUp平面“拉伸”命令逐步构建立体模型，对照主视图进行调整修改，得到准确的三维立体模型（如图2），实现二维平面到三维立体的简单转化；利用“环绕”功能以不同视角观察模型，利用正投影法再将三维模型转化为二维工程图样。整个过程操作简单、直观易懂，学生可以清楚的看到每一个操作步骤的细节，教师在教学过程中亦可以和学生互动交流，做到教师轻松教学，学生易于掌握的目的，极大地改善了学生对空间三维模型构建的思维模式。

三、SketchUp在剖视图教学中的具体应用

当物体内部结构比较复杂时，常采用“剖视”的方法解决物体内部结构的表示问题。假想用剖切平面剖开物体，将处在观察者与剖切面之间的部分移去，将其余部分向投影面投射所得到的图形称为剖视图。由于“假想”是一个极其抽象的过程，学生作图完全依靠空间想象，所以在绘制剖面图时经常出现错误，漏画、错画线的问题比较突出。传统的教学方式主要依赖于教师的语言描述，往往不能很直观的讲清楚各部分的剖面情况，学生要经历一个较长的空间思维转化的适应过程。

目前，SketchUp8.0版本对以前的剖切功能进行了进一步的提升，对之前版本中出现的剖切后的面是“空”的问题进行了修复。教师在剖视图的教学过程中，可以利用草图大师的剖切功能，动态地演示对模型的剖切过程，生成剖视图，使学生对剖切后的模型分析具体化、直观化。图3为使用“剖切”命令将模型沿中心线全剖后的形体，但此时所得到的模型剖切表面仍然表现为线条勾勒的空心面。利用SketchUp8.0的新增功能，在选中剖切平面的情况下，点击鼠标右键，在下拉菜单中选择“生成剖面选项”，在弹出的对话框中进行参数设定，生成剖面（如图4）。之后，对剖切后的形体进行正投影即可轻松完成剖视图的绘制，实现抽象过程的直观化，提高教师的教学质量和学生的学习积极性。

四、对未来的工程制图教学的思考

通过SketchUp8.0展现出的强大功能，在教学初期，对培养学生熟悉空间结构、快速掌握工程图样三视图的绘制起到了一定的促进作用；后期对复杂图形的空间结构亦可通过软件辅助分析，帮助学生从三维立体的视角掌握读图和制图的方法。在今后的教学实践中应大力推荐计算机辅助软件在基础教学中的实践与应用，将传统的平面教学模式引向三维立体模式，培养学生的学习兴趣，快速掌握基础课程。

可以建议学生利用课余时间学习SketchUp软件，在建立模型的过程中加深对工程图样的认识和理解，熟悉二维图形与三维立体间的转变，做到事半功倍的效果。另外，随着SketchUp版本不断提升，功能逐渐完善，适用的插件也会日益增多，这对于复杂模型的构建也将变得更加智能化，将对教师的教学质量和学生的学习效率产生巨大的

帮助。

参考文献

[1] 冯秋官.机械制图与计算机绘图[M].北京：机械工业出版社， 2008.1

[2] 金志辉，金志梅等.SketchUp软件辅助建筑工程制图与识图教学[J].科教文汇，2012（6）：65-66，74

[3] 廖小烽. SketchUp在《建筑制图》教学中的应用[J].重庆科技学院学报， 2007：53-56

作者简介

李晔（1982-），女，内蒙古机电职业技术学院教师。

李强（1982-），男，呼和浩特市园林管理局满都海公园管理处，从事园林设计与施工工作，熟悉多种计算机绘图软件。