构形设计及可视化视图多解关系的研究与实践

第1页共1页构形设计及可视化视图多解关系的研究与实践摘要：构形设计是制图教学的重要环节，根据各种类型的已知视图进行构形设计的研究与实践，可以获得多种形状结构不相同的组合形体。本课题针对制图教学中有关的一些形状相同的两个视图、形状不相同的两个视图和一个视图等具有多解性和多样性的特点，运用制图知识和相关的美学知识进行构形设计，从激发学习兴趣、发展空间想象力、认识形状特征、提高审美意识、培养构形设计能力等方面进行了分析和研究。设计并绘制了趣味性较强的多解视图和相应的立体图，介绍了通过计算机辅助设计（CAD）绘制多解视图和立体图以及运用多媒体技术使视图多解关系可视化而成为制图教学辅助课件的基本过程。对适应现代化教学的发展和促进制图教学的改革有着积极的促进作用，具有一定的现实意义。关键词：构形设计视图组合形体轴测图多解关系可视化计算机辅助设计(CAD)多媒体

=1\*CHINESENUM3一、引言在长期的制图教学中，发现人们对形状相同或形状不相同的两视图之类的看图问题和其它的看图问题特别感兴趣。因为这样的两视图未按突出形状特征的常规方法给定，且带有一定的迷惑性，图形看起来很简单，但想象形状却不太容易，有些图形还会出现一题多解的情况。研究这些图形的多解关系，往往会产生浓厚的兴趣，由此引发的思考、研究、争辩过程，对于空间想象力的提高和识图能力的增强会产生一定的作用。为适应当前教学改革的需要，一方面促学，在激发兴趣的同时提高学生的画图、识图能力和相关专业素质；另一方面促教，督促教师从严治教，提高学识水平和授课能力。我们从制图教学中讲授和实训过的一些简单视图入手，把制图知识、美学知识与计算机辅助设计(CAD)相结合，设计制作了部分多解视图和与之对应的立体图，并运用多媒体技术制作成辅助制图教学的教学课件。以趣味化、立体化、可视化的动画效果展示形状相同的两视图、形状不相同的两视图、一个视图、其它形状和类型的多解关系。构形设计是指：根据已知视图构思组合形体并进行创作设计，绘制出与已知视图投影关系相对应的其它视图和轴测图加以印证，鉴别正误，以表达各种形体结构不相同的组合形体，是制图教学中必不可少的重要环节。1.构形设计的分类1.1根据已知形状相同的两个视图，构思并设计多种不同形状的组合形体。1、如图1所示，主视图和俯视图形状相同（横日字型），绘制出不同形状的左视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达不同的组合形体。b)c)d)图1主、俯视图相同（横日字型），构思并设计不同形状的组合形体2、如图2所示，主视图和俯视图形状相同（竖日字型），绘制出不同形状的左视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达不同的组合形体。3、如图3所示，主视图和俯视图形状相同（横目字型），绘制出不同形状的左视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达不同的组合形体。4、如图4所示，主视图和俯视图形状相同（竖目字型），绘制出不同形状的左视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达了不同的组合形体。b)c)d)图2主、俯视图相同（竖日字型），构思并设计不同形状的组合形体b)d)图3主、俯视图相同（横目字型），构思并设计不同形状的组合形体b)c)d)图4主、俯视图相同（竖目字型），构思并设计不同形状的组合形体5、如图5所示，主视图和俯视图形状相同（回字型），绘制出不同形状的左视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达不同的组合形体。a)b)c)图5主、俯视图相同（回字型），构思并设计不同形状的组合形体b)c)d)图6主、左视图相同（钉子头字型），构思并设计不同形状的组合形体6、如图6所示，主视图和左视图形状相同（钉子头型），绘制出不同形状的俯视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达不同的组合形体。7、如图7所示，主视图和俯视图形状相同（田字型），绘制出不同形状的左视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达不同的组合形体。b)d)（b）图7主、俯视图形状相同（田字型），构思并设计不同形状的组合形体（b）8、如图8所示，主视图和俯视图形状相同（方框U型），绘制出不同形状的左视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达了不同的组合形体。9、如图9所示，主视图和俯视图形状相同（方框T型），绘制出不同形状的左视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达了不同的组合形体。10、如图10所示，主视图和俯视图形状相同（方框十字型），绘制出不同形状的左视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达了不同的组合形体。b)c)d)（b）图8主、俯视图形状相同（方框U型），构思并设计不同形状的组合形体（b）b)c)d)图9主、左视图形状相同（方框T型），构思并设计不同形状的组合形体a)b)（b）图10主、俯视图形状相同（方框十字型），构思并设计不同形状的组合形体（b）b)图11主、俯视图形状相同（方框切角型），构思并设计不同形状的组合形体11、如图11所示，主视图和俯视图形状相同（方框切角型），绘制出形状不相同的的左视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达不同的组合形体。12、如图12所示，主视图和俯视图形状相同（方框十字型），绘制出形状不相同的的左视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达不同的组合形体。a)b)（b）图12主、俯视图形状相同（方框十字型），构思并设计不同形状的组合形体（b）13、如图13所示，主视图和左视图形状相同（叠罗汉型），绘制出形状不相同的的俯视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达不同的组合形体。a)b)图13主、左视图形状相同（叠罗汉型），构思并设计不同形状的组合形体1.2根据已知形状相同且互为倒置的两个视图，构思并设计多种不同形状的组合形体。如图14所示,主视图和左视图形状相同且互为倒置，绘制出不同形状的俯视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达不同的组合形体。a)b)c)图14主、左视图形状相同且互为倒置，构思并设计不同形状的组合形体1.3根据已知形状相同的两个视图，构思并设计与之形状相同的另一视图，表达多种不同形状的组合形体。图15立方切角型图16立方切角绣球型图17圆球切角型图18圆球切割型图19圆球切角型图20圆球切割型图21立方圆柱组合型图22立方棱柱型如图15-22所示，主视图和俯视图（或主视图和左视图）形状相同，绘制出与之形状相同的左视图（或俯视图），并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，每一组三视图表达唯一的组合形体。a)b)图23主、左视图形状相同，构思并设计不同形状的组合形体1.4根据已知形状不相同的两个视图，构思并设计多种不同形状的组合形体。如图21所示，主视图和俯视图形状不相同，绘制出形状不相同的左视图，并根据已经完成的三视图画出轴测图，表达不同的组合形体。1.5根据已知的一组三视图表达的组合形体，构思并设计另一组三视图表达一个与之嵌合的组合形体。1、如图22所示，左边一组三视图表达了一个组合形体，设计出右边的另一组三视图表达了另一个组合形体，两个组合形体可以嵌合在一起构成一个新的形体—长方体。2、如图23所示，左边一组三视图表达了一个组合形体，设计出右边的另一组三视图表达了另一个组合形体，两对组合形体可以嵌合在一起构成一个新的形体—长方体。3、如图24所示，左边一组三视图表达了一个组合形体，设计出右边的另一组三视图表达了另一个组合形体，两对组合形体可以嵌合在一起构成一个新的形体—圆柱体。a)形体Ⅰb)形体Ⅱ图24两组三视图表达的组合形体嵌合在一起构成长方体a)形体Ⅰb)形体Ⅱ图25两组三视图表达的组合形体嵌合在一起构成长方体a)形体Ⅰb)形体Ⅱ图26两组三视图表达的组合形体嵌合在一起构成圆柱体1.6根据已知的一个视图，构思并设计多种不同形状的组合形体。1、如图27、28所示，主视图形状相同，绘制出不同形状的俯视图和左视图，并根据已经完成的各组三视图画出轴测图，表达不同的组合形体。a)b)图27根据一个视图构思并设计不同形状的组合形体a)b)图28根据一个视图构思并设计不同形状的组合形体根据图27、28所示的主视图可构型设计出多种不同形状结构的组形体。2、图29所示为支架体的三视图和轴测图，将主视图作为基础图形，可以构形设计出多种形状结构不同的组合形体。a)三视图b)轴测图图29支架体1）如图30所示，以支架体的主视图作为已知视图，可以构形设计出不同形状结构的对称型组合形体。a)b)d)图30根据支架体的主视图构型设计组合体，使三视图完全对称2）如图31所示，以支架体的主视图作为已知视图，可以构形设计出以平a)b)c)d)图31根据支架体的主视图构型设计组合体，使俯、左视图不对称面为主、不同形状结构的不对称型组合形体。3）如图32所示，以支架体的主视图作为已知视图，可以构形设计出以曲面为主、不同形状结构的不对称型组合形体。a)b)c)d)e)f)图32根据支架体的主视图构型设计组合体，使俯、左视图不对称2.视图多解关系由上述图例可知，根据给定各种类型的已知视图进行构形设计时，同一类型的已知视图可以构形设计出多个不同的组合形体。如果把一组三视图表达的一种组合形体当作一个解，则多组三视图表达的多种组合形体就是多个解。构形设计的这种由一解到多解的转换可以归纳为如下几种：1）数量转换关系即由单纯的一个解转换为多个解；2）图形转换关系即由一组三视图转换为多组三视图；3）形体转换关系即由一组三视图表达一个组合形体转换为多组三视图表达多个组合形体；4）简繁转换关系即由多组三视图表达多种组合形体时从简单结构转换为复杂结构。根据形状相同的两个已知视图构形设计组合形体时，具有很多题目和具有很大的想象空间，如图1～13所示。只要展开想象，大胆构思，敢于实践，就可以构形设计出许多不同类型的组合形体，实现由一解到多解的形体的转换。根据形状相同且互为倒置的两个已知视图构形设计组合形体时，虽然没有更多的解，但也可以构形设计出多种不同类型的组合形体，实现由一解到多解的形体的转换，如图14所示。根据已知形状相同的两视图构形设计与之形状相同的另一视图表达唯一的一个组合形体时，形体的基础是立方体和圆球体。将立方体上八个角及六个面对称地切割或挖孔，或将四棱柱、半圆球、圆柱、圆锥对称地组合在立方体的六个面上和在圆球体的表面上对称地组合平面体和回转体，均可获得不同的一组相同的三视图表达不同的组合形体，如图15～22所示。可以认为是以立方体和圆球体作为基础图形而经切割或与其它基本体重组后派生出的另类多解。根据形状不相同的两个已知视图构形设计组合形体时，尽管不可能求出更多的解，但同样也能构形设计出多种不同类型的组合形体，实现由一解到多解的形体的转换，如图23所示。根据已知的一组三视图表达的组合形体构形设计与之嵌合的另一组三视图表达另一个组合形体时，只要有一组三视图表达一个组合形体，就肯定能设计出另一组三视图表达一个与之嵌合的组合形体，是相辅相成、由此及彼的另一种“一对一”和“多对多”形式出现的一解和多解（“一对一”即一个组合形体与另一个组合形体互相嵌合在一起构成一解；“多对多”即多个组合形体与多个可以互相嵌合的组合形体嵌合在一起构成多解），如图24～26所示。根据一个视图构型设计时，只要选定一个视图，均可进行构型设计，其想象空间更为丰富，构型设计出的组合形体种类更多，如图27～32所示的对称型和不对称型等组合形体。3.构形设计的基本方法和步骤构型设计的过程是在看懂给定已知视图的基础上进行创作设计的过程。欲构型设计出符合投影关系、结构形状准确、造型形体美观的组合形体，必须按照正确的方法和步骤进行。3.1根据已知的两个视图构形设计的方法由以上图例可知，多数根据已知的两个视图构型设计出的形体为切割型的组合形体。因此，构型设计时，应采用线面分析法看图，从面出发，在视图上划分线框。线面分析法就是把组合体分析为由若干个面围成，逐个根据面的投影特性确定空间形状和相对位置，并判断面与面之间各交线的空间形状和相对位置，善于利用面及其交线的投影特性（真实性、积聚性、类似性）看图，相辅相成，从而想象并构型设计出出组合体。具体方法步骤为：1）分线框，识面形从面的角度出分线框，识别面的形状及其相对位置。由直线、平面的投影特性可知：凡“一框对两线”，则表示投影面平行面；凡“两框对一线”，则表示投影面垂直面；凡“三框相对应”，则表示一般位置平面。投影面垂直面和一般位置平面在三个投影中都具有类似性的对应线框，其对应线框为类似形，所谓类似形，即对应的两线框的边数相等，朝向相同（均可见的两线框或不可见的两线框对应时）或朝向相反（一为可见，二为不可见的两线框对应时）。熟悉了这一规律，即可很快地识别两视图上相对的线框是否对应，从而弄清每一线框的空间形状和空间位置。2）识交线，想形状从分析面与面相交的交线入手，识别各个面的空间形状和空间为位置。3）形位明，想整体将各个面及其交线的空间形状和空间位置的分析结果综合起来，即可想象出切割型组合体的整体形状。如图33a所示的切割型组合体，在构型设计时，应先在俯、左视图上分别找到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和A、B、C在两视图上对应线框1、2、3、4和1″、2″、3″、4″以及a、b、c和a″、b″、c″，并根据线面的投影特性想象它们的空间形状和空间位置，然后再根据“长对正、高平齐”的投影规律向正投影面进行投影，补画出主视图并想象出该组合体的空间形状，如图33b所示。a)b)图33根据已知两视图构型设计切割型组合体的方法根据已知相同的两视图构型设计时，还必须想象出线框内所包含的面可能是平面或曲面、相邻线框所包含的面可能是凸起或凹进，然后再进行想象并构型设计出多个组合形体。若第三视图与已知两视图完全相同，则直接画出第三视图。对于叠加型的组合形体，可按形体分析法在已知视图上分线框，找对应关系，然后想象出每一基本体的形状和其所在位置，综合起来，想象出组合形体的形状结构，如图13所示。3.2根据已知的一个视图构形设计的方法根据一个视图构型设计组合形体时，因为一个视图只给定了一个方向的形状和两个方向的尺寸，具有广阔的想象空间，可使用线面分析法进行构型设计。在构型设计的过程中，必须具有丰富的空间想象能力、制图知识的应用能力和一定的美学知识，还必须具有对组成组合形体的各基本形状、截交线形状、相贯线形状等的判断能力，才能构型设计出多种不同形体结构的组合形体。具体方法步骤为：分线框，识面形当选定一个视图作为基础图形进行构型设计时，首先应根据视图中的线框，认识封闭线框内所包含的面的形状。想形位，勾草图根据视图中封闭线框想象形状并确定其在组合形体中的位置，徒手勾画出组合体的雏形，为下一步画正式视图和构型设计组合形体奠定基础。画基准，对投影当想象出组合形体的形状后，按三视图的画图方法和步骤，先画基准线，然后按形体分析法和“长对正、高平齐、宽相等”的投影关系作图。逐步完成构型设计。逐步画，整体成从每一组成部分的特征视图画起，逐个画出每一基本体的三视图，直到完成构型设计，画出完整的组合形体。b)图34根据已知的一个视图构型设计切割型组合体的方法如图34所示，根据主视图构型设计组合形体，具体的方法步骤如下：1）分线框，识面形在主视图上划分线框，搞清楚各封闭线框所包含的面的形状。图34a、b主视图a′、c′、d′和e′所指的矩形封闭线框可能是平面或曲面，b′所指的“凹”型线框所包含的面也可能是平面或曲面。想形位，勾草图如图34a、b所示，a′所指的矩形线框在上，b′所指的“凹”型线框在中上方，c′、d′和e′所指的矩形封闭线框在最下方。这些线框所包含的面可能是凸起的，也可能是凹进的；可能是平面，也可能是曲面；可能是投影吗平行面，也可能是投影面垂直面。假设后可根据各线框的形状和所在的位置，徒手勾画出辅助构型设计的立体图，如图34a、b右下角所示的立体图。画基准，对投影想象并勾画出辅助构型设计的立体图后，画出对称面作为长方向的基准，并以底面和后面作为高方向的基准和宽方向的基准，然后按“长对正、高平齐、宽相等”投影关系画出投影线圈定左、俯视图范围。逐步画，整体成按组合体的画图方法和步骤，并根据勾画出的草图逐步画出每一部分，直到完成全图，如图34所示。 4.构形设计时制图知识和美学知识的应用根据已知视图构形设计多种不同的组合形体时，已知条件并不充分。如：给定的一个已知视图只有一个方向的形状和两个方向的尺寸，另两方向的形状和另一方向的尺寸需要构形设计出来；两个已知视图虽然给定且知道了两个方向的形状和三个方向的尺寸，但又缺少了表达形状特征的另一特征视图等等。欲使构形设计时组合形体的形状准确、结构合理、造型美观，必须正确运用制图知识和相关的美学知识。4.1构形设计时制图知识的应用1）投影规律的应用a.反映物体大小的投影规律物体有长、宽、高三个方向的大小，当已知视图选定并经构形设计出新的组合形体后，其它视图的绘制必须按照“主、俯视图‘长对正’，主、左视图‘高平齐’；俯、左视图‘宽相等’”的投影规律进行。无论是物体的整体或局部，都必须遵守这个规律；b.反映物体方位的投影规律物体有上下、左右、前后六个方位，每个视图只能反映物体的四个方位。当已知视图选定后，只能确定其自身表示的四个方位，视图内各封闭线框所包含的面则应根据投影规律确定其所在的位置；c.反映物体形状的投影规律每个视图只能反映物体的两面（正、背）外形和一个方向上的内形，当已知视图选定后，要根据投影规律找到各形状在其它视图上的投影。2）投影特性的应用a.绘制视图时的投影特性真实性：当构形设计时图形中的直线、曲线、或平面平行于投影面时，直线或曲线的投影反映实长。平面的投影反映真实形状；积聚性：当构形设计时图形中的直线或平面、曲面垂直于投影面时，直线的投影积聚为一点，平面或曲面的投影积聚成直线或曲线；类似性：当构形设计时图形中的直线、曲线、或平面倾斜于投影面时，直线或曲线的投影仍为直线和曲线，但不反映实长。平面图形的投影小于真实图形的大小。b.绘制轴测图时的投影特性为了鉴别视图表达组合形体的准确性，在构形设计时要绘制轴测图作为辅助图形，辅助视图完成组合形体的表达。因此，在绘制各种轴测图（正等轴测图、斜二轴测图和正二轴测图）时，除了正确地按轴向伸缩系数确定各轴测投影轴的尺寸外、应按照轴测投影的投影特性绘制轴测图。轴测投影的特性是：①形体上与坐标轴平行的直线，在轴测图中也必定与相应的轴测轴平行；②形体上互相平行的直线，在轴测图中也必定互相平行。c.绘制截交线和相贯线的投影特性当构形设计的组合形体上出现截交线和相贯线时，应根据共有性和封闭性的投影特性并判断可见性后，按照正确的方法和步骤完成截交线和相贯线。3）封闭线框包容面的判断已知视图上封闭线框包容的面：可能是投影面平行面，也可能是投影面垂直面；可能是实体的面，也可能是虚体的面；可能是前进的（凸起的），也可能是后退的（凹进的）；圆形封闭线框包容的面可能是圆柱体，也可能是圆锥体或圆球体等。4）确定投影反映特征的视图根据已知的两个视图构形设计组合形体时，原有的已知视图表达形体是模棱两可的，可以据此设计（或想象）出多种形体。如果按照这种模棱两可的视图去制作模型，可以做出多种，虽然能够满足构形设计多解的需要，但图样上是不需要模棱两可的形状和结构的。表达一个完整的组合形体，必须有反映特征的视图。否则，就不可能完整地表达组合形体。通过构形设计的实践，应学会发现特征、认识特征、表现特征和认识特征视图对生产的重要性。机械图样中必须把特征视图与其它视图相结合，才能准确地表达机件的形体结构。5）形体分析法的应用构形设计组合形体时，可用形体分析法对组合形体进行分解，将它合理地分解为若干个基本形体，按照形体间的相对位置和表面连接关系逐步进行作图。6）徒手画图根据已知视图构型设计时，应将空间想象能力与娴熟的徒手画图能力结合起来画出立体图，以立体图辅助完成构型设计，并画出其他视图以表达不同的组合形体4.2构形设计时美学知识的应用用视图和轴测图表达构形设计的各种组合形体时，应使组合形体具有美观的形状和合理的结构。因此，必须遵循“比例与尺度，均衡与稳定，统一与变化”的美学法则。用“美的规律来塑造形体”。1）比例与尺度“比例”是指形体各部分之间，各部分与整体之间的大小关系以及各部分与细部之间的比较关系。“尺度”则是形体的整体和局部与人的生理或人所常用的某种标准之间的东西大小关系。如图27～32所示，每组三个视图所表达的组合形体的外形尺寸符合长方形长与宽的比例关系，其中各组成部分以及整体与局部之间的尺寸大小和比例关系较为合理。2）均衡与稳定“均衡”是指物体各部分之间的前后左右的相对轻重关系。“稳定”则是指形体上下部分之间的轻重关系。如图32a、b、c、d、e所示，如三个视图所表达的组合形体的向前方伸出的部分较多，3）统一与变化统一与变化在美学三原则在居于首位，是形体组合中最灵活多变，最具艺术表现力的因素。因为任何物象的美都表现在统一与差异之中。完美的形体必须是统一性的，以增强形体组合的条理及和谐的美感。但只有统一而无变化则会使形体造成单调、呆板的情趣。为了在统一中增强美的情趣和持久性，又必须在统一中求变化，引起视觉的刺激，增强物体形象的自由、活跃、生动的美感。但变化太多，没有统一的形象，则会使形体缺乏整体感。为使形体组合后具有变化与统一的完美结合，常用的手法是：变化中求统一，使形体各部分之间和谐一致、主从分明、相互呼应；在统一中求变化，使形体各部分之间对比分明、节奏明快、重点突出。如图30所示，每组三视图中的主、俯视图对称，左视图反映特征，表达了多个对称的组合形体。如图31所示，每组三视图中的主视图对称，俯、左两视图不对称，在多数平面结构的基础上增加了倾斜结构，使统一中求变化，较之与图30表达的组合形体显得活跃而生动。如图32所示图中的主、俯视图对称（或俯视图不对称），左视图反映特征，在平面结构的基础上增加了曲面结构，使统一中求变化，突出了圆柱体（或圆锥体和圆球体），形体的变化较多，造型活泼。但组合体的主要结构仍以平面为主，服从了在变化中求统一。具体到构形设计的研究中，变化中求统一就是：（1）当组合形体中的各表面线型混乱时，应使构成形体大轮廓的几何线型大体一致，加以必要的其它线型予以调整，达到线型风格的协调和统一，用调和线型关系的方法，形成变化中求统一。（2）当组合形体中各形体之间在体量的大小上差距很大时，应缩小差距并使之相等或相近，以比例和尺寸调和的方法，形成变化中求统一。（3）当组合形体中各形体的形状变化繁多时，应采取局部形状与主题形状相类似的方法，使之互相呼应，形成变化中求统一。（4）当组合形体中各形体的虚实变化较多，应以实体结构为主，加以必要的虚体结构烘托主要结构，以主从关系的统一，形成变化中求统一。统一中求变化就是：（1）当组合形体中的各表面的线型以直线或曲线为主时，加以必要的曲线或直线予以过渡，用直线与曲线的对比，形成统一中求变化。（2）当组合形体中各形体之间的体量大小相进或相同时，应采取体量大的形体与体量小的形体进行对比，形成统一中求变化。（3）当组合形体中的各形体呈凸起（前进）形状时，应以凹进的（后退）形状与之形成方向上的对比，形成统一中求变化。（4）当组合形体中的各形体均为实体结构时，应增加虚体家够进行调整，运用虚实对比的方法，形成统一中求变化。5.视图多解关系研究的作用和意义在制图教学的不同环节中，有目的、有针对性地加强对视图多解关系的分析、探讨和研究，对促进学生顺利完成制图课程的学习和为后续课程的学习扎实良好的“工程语言”基础有着积极的作用；对提高学生的专业素质有一定的现实意义；对提高教学效果具有一定的实用价值。主要包括以下几个方面：5.1研究视图的多解关系，激发学习兴趣兴趣是最好的老师。激发学生的学习兴趣是取得良好教学效果的开端。在教学实践中，我们用简单的相同视图引导学生以好奇好胜的心态逐步进入角色并完成多解视图。首先，以相同的两视图（如图28-33）补画出第三个相同视图，当三个视图完全相同时，表达的是空间唯一的形体，学生们觉得很有意思，并由此产生兴趣。然后，再根据其它相同的两视图（如图1-27）画出不同的第三视图。经过分析和比较后，发现空间形体不相同时，第三视图虽然产生了变化，已知视图却仍然相同，学生们感到生动而又有趣。在教师的进一步启发和诱导下，继续争辩求出多个多解视图，使课堂气氛热烈，从而激发学生的学习热情和兴趣。5.2研究视图的多解关系，发展空间思维能力制图教学中，绝大多数根据不相同的已知两视图补画第三视图的练习题，确定了空间唯一的形体，对培养学生的识图能力有着重要的作用。但随着课程的深入，设计和增加难度再大一些的视图多解关系的题目，并尽可能完成更多的多解视图，更能使学生运用掌握的“三基”（基本概念、基本理解、基本方法）去深入探讨和研究视图的多解关系，并在求出多解视图的过程中进一步巩固“三基”。实践证明：将所掌握的基础知识运用于视图多解关系的求解实践和经过分析、比较、判断的综合思维活动，能引导学生的空间思维活动由单一化向多元化方向发展，并能启发学生构思形体时由此及彼、举一反三、开拓思路，丰富脑海中关于形体可变因素的信息储存量，在进一步激发学生学习兴趣的同时，更有利于促进学生空间思维能力的发展。5.3研究视图的多解关系，充分认识形状特征表达一个完整的形体，必须有两个或两个以上的视图，必须有明显反映形状特征的视图。学生们在根据模型画视图或者根据已知视图画轴测图以及拆装零件的画图和读图实践中，往往不能正确地认识形体的主要特征和次要特征，不能较好地把反映形体主要特征的一面作为主视图的投影方向，在确定视图的表达方案时常常出现结构表达不完整或表达方案不理想的缺陷。如果对形状特征认识模糊或在表达方案中出现模棱两可的形状和结构，在实际工作中将意味着设计方案的失败。根据相同的两视图完成多解视图，虽然具有一定的迷惑性，但通过研究视图的多解关系，用表达形状特征的视图补充和完善已知相同两视图表达形体的缺陷和不足，就能完整表达空间形体的形状和结构。因此，根据相同两视图完成多解视图的过程，就是认识形状特征的过程，在一定情况下多解视图就是表达组合体主要特征的视图。针对学生画图、看图和标注尺寸时对形状特征认识不足的这一薄弱环节，有意识地通过相同视图具有多解关系的特点，加强视图多解关系的训练，引导学生通过研究视图多解关系去发现特征，认识特征，将表达主要特征的视图作为主视图。对于在实际工作中准确表达组合形体各部分的形状，对优化和完善表达方案，对运用形体分析法，提高看图能力和标注尺寸将起到积极的辅助作用。把一个视图作为研究视图多解关系的原型图（如图25、26、27所示的主视图），可以构思设计出许多种形状各异的形体。但应注意在多的基础上符合投影规律，结构造型合理，避免出现投影关系虽然正确、但结构造型不合理的积木型的组合形体。由此可见，对视图多解关系的研究，不以能作出多少数量形体的视图为目的，灵活构思不能杂乱无章，展开想象不能无章可循。应从整体、美观、实用的角度着眼，构思设计形体的多解视图。实践证明：构形设计的过程是形象思维的过程，在制图教学中有针对性地根据具有趣味性的已知视图和其它的已知视图进行构形设计，能变被动学习为主动学习，并把制图知识与有关的美学知识结合起来创造新的组合形体，能进一步巩固和扎实制图基础知识并在构形设计的同时提高研究多种形体变化的应用能力，增强研究多种形体的表现能力，拓展研究多种形体的想象能力，发展研究多种形体的创造能力。进行视图多解关系研究，对促进教学改革，改变传统教法，注重能力培养，提高教学质量具有一定的现实意义。6、视图多解关系的可视化以往，对视图多解关系的研究，在主观上被认为是一种辅助教学手段，没有引起足够的重视；在客观上，由于教学课时的限制和教学进度的影响，不可能或不允许花费大量时间和精力对视图多解关系进行深入研究。再则，设计题目必须具有趣味性、知识性和针对性，题目广泛，类型较多，需要进行反复研究和制作必要的实物验证正误，是少数人力所不及的。随着计算机技术的发展和各种软件的开发，制作制图教学课件以辅助课堂教学，是适应现代化教育特点的有效手段，是当代制图教师必须掌握的一种基本技能。为指导学生进行构型设计训练，方便学生自主学习，提高制图能力和教学效果，我们采用AutoCADPro/engineerPowerPoint等软件进行视图多解关系有关题目的创造设计并制作成课件，实现视图多解关系的可视化。视图多解关系可视化课件制作的方法步骤如图35～38所示：1）制作底图（1）使用AutoCAD软件，按图层设置好不同的线型和图线的宽度，先画出各种多解视图的已知视图。在同一题目的外围以相同线框圈定大小范围，分别选中线框和图形并进行“复制”和“粘贴”，在“粘贴”后的线框中按投影关系画出构型设计的其他视图，形成每一组合体的三视图，如图35所示。（2）使用Pro/engineer软件，根据已经构型设计完成的三视图尺寸分别画出每一组合体的立体图，再将每一立体图进行组合并拉到合适的位置和留出间隔，给下一步抓图让开空间，如图36所示。2）保存图片在AutoCAD中，用“实时缩放”将作好的底图放大后，再用抓图软件沿每一线框抓取图形并保存在“新建文件夹”中作为制作可视化视图多解关系课件的备用图片；在Pro/engineer中，将组合在一起的立体图拉大，用抓图软件将每一立体图抓取图形并保存在“新建文件夹”中，作为制作可视化视图多解关系课件的备用图片。3）插入图片使用PowerPoint软件，在将要演示视图多解关系的幻灯片中，插入构型设计出的组合体立体图和与之对应的三视图图片，如图37、38所示。4）设置动画如图37、38所示，在演示视图多解关系的幻灯片中，①用“文本框”编辑出“主、俯视图形状相同，想象组合体并画第三视图”，不设置动画效果。②选中插入的三视图图片，调整到合适大小并“复制”为三层，分别使用图片工具栏中的“透明”、“裁剪”工具，将图片改为透明效果和将复制出的三层三视图图片分别进行“裁剪”，使每一层图片只留下一个视图，将三层图片中的单个视图按照“长对正、高平齐、宽相等”投影关系对齐。③主、俯视图设置动画为“圆形扩展”（可设置重复演示次数），左视图设置动画为“展开”（可设置重复演示次数）。④采用放大比例，选择“绘图工具栏”中的“直线”、“椭圆”及“自选图形”菜单中的“圆弧”等工具，在已知视图上画出与轮廓线重合的线并进行组合，并将组合后的图形设置为与原图线等宽的线宽磅数和醒目的颜色，设置动画为“圆形扩展”，以强调该图为已知视图；⑤选中立体图片，使用图片工具栏中的“透明”工具将图片改为透明效果并调整到合适位置和大小，设置动画为“展开”（或“擦除”）。⑥在绘图工具栏“自选图形”菜单里图35使用AutoCAD画出底图图36使用Pro/engineer画出立体图并排列组合图37在powerpoint中插入图片并制作动画图38在powerpoint中插入图片并制作动画图39视图多解关系可视化课件的目录与链接选择“箭头总汇”中合适的“箭头”表示投射方向，“复制”箭头并调整到立体图片周围的合适位置，设置动画为“擦除”（可设置重复演示次数）。⑦选择“绘图工具栏”中的“矩形”、“文本框”编辑构型设计出的组合体序号，动画设置为“缩放”。5）演示过程如图37、38所示，在演示视图多解关系的幻灯片中，单击鼠标（或回车键）依次演示：①首先在画面上出现已知视图，然后出现根据已知视图想象出的组合体的立体图图片；②在立体图图片前方出现箭头表示主视图投射方向、组合的主视图图形，强调该图为已知视图；③在立体图图片上方出现箭头表示俯视图投射方向、组合的俯视图图形，强调该图为已知视图；④在立体图图片左方出现箭头表示左视图投射方向，出现左视图；⑤在画面上出现表示根据视图多解关系构型设计出的组合体序号。图38所示“主视图形状相同，想象组合体并补画另两视图”的设置动画、演示过程与图37所示方法步骤相似。其他类型的视图多解关系的课件制作过程与图37、38相似，恕不赘述。6）视图多解关系可视化课件的标题、目录制作与链接如图39所示，将各种可视化视图多解关系的幻灯制作完成后，为了形成完整的课件和方便快捷地查找有关内容，需制作幻灯首页和编辑标题目录，将有关内容与标题目录进行链接，还可在每一类型视图多解关系的幻灯中编辑子目录与各多解视图的幻灯片进行链接。在学习观看时，只要点击鼠标即可方便查找到有关类型视图多解关系的内容。需要更换观看内容时，可点击鼠标返回目录，另行选择其他有关内容。7）演示效果通过演示，清楚地表达了根据已知视图模拟想象组合体和从组合体不同方向进行投射获得与之对应的其他视图的基本过程，思路清晰，步骤条理，直观可视，动画逼真，对提高构型设计能力和看图能力具有积极的辅助作用。7、课题研究及课件制作流程图确定课题课题构思题材收集确定课题课题构思题材收集图形归类图形收集修改动画图形收集图形设计图形归类图形收集修改动画图形收集图形设计标题制作图形收集保存图片CAD画图资料收集标题制作图形收集保存图片CAD画图资料收集课题研究保存图片Pro/e画图课题研究保存图片Pro/e画图编辑目录编辑目录撰写论文PPT制作动画插入图片撰写论文PPT制作动画插入图片修改论文修改动画设置动画幻灯链接修改论文修改动画设置动画幻灯链接完成文稿完成课件预演动画设置按钮完成文稿完成课件预演动画设置按钮8、结束语在本课题的研究过程中，我们根据多年的制图教学实践和经验，广泛收集资料，进行素材整理，花费了很大的精力和大量的时间撰写论文，并对视图多解关系的多种类型进行草图设计，和对立体图进行润色处理，对制图教学辅助学件的制作构思了可行的思路和拟订了制作方案，精心指导完成了学件的后期制作和与本文配套的幻灯片制作。经过对课题的研究和课件的制作，使我们对视图多解关系的分析和研究，在所涉及的范围内逐步完善，对所研究课题的认识和理解又向更深迈进了一步。通过实践，学到了过去未曾接触和不能从书本上直接获得的知识，熟练地使用了AutoCAD、Pro/e、PPT等软件，并对软件的多种功能有了较为深刻的了解。构型设计与视图多解关系的研究具有很大的空间和多种类型的题目，是一项艰巨而又复杂的工程，制作课件需要花费大量的时间和付出艰辛的劳动。但通过研究与实践，既能提高教师自身的业务素质，又能达到一劳永逸的目的。既方便教师进行教学，也对学生的学习起到潜移默化的示范和推动作用。只要潜心研究，不断实践，继续能力，一定能为培养学生的创造能力和适合现代化教育作出有益的贡献。

参考文献：1.黄向裕《构形设计的研究与实践》，《机械设计与自动化》，机械设计与自动化编辑部，2021年8月；2.金大鹰《趣味制图》，机械工业出版社，1995年10月；3.李澄、吴天生、闻百桥《机械制图习题集》，2021年1月；4.王谟金、李查英《AutoCAD2021(中文版)机械制图教程》，机械工业出版社，2021年2月；5.谢红霞等《计算机文化基础》，宇航出版社，2021年7月。

论大学生写作能力写作能力是对自己所积累的信息进行选择、提取、加工、改造并将之形成为书面文字的能力。积累是写作的基础，积累越厚实，写作就越有基础，文章就能根深叶茂开奇葩。没有积累，胸无点墨，怎么也不会写出作文来的。写作能力是每个大学生必须具备的能力。从目前高校整体情况上看，大学生的写作能力较为欠缺。一、大学生应用文写作能力的定义那么，大学生的写作能力究竟是指什么呢？叶圣陶先生曾经说过，“大学毕业生不一定能写小说诗歌，但是一定要写工作和生活中实用的文章，而且非写得既通顺又扎实不可。”对于大学生的写作能力应包含什么，可能有多种理解，但从叶圣陶先生的谈话中，我认为：大学生写作能力应包括应用写作能力和文学写作能力，而前者是必须的，后者是“不一定”要具备，能具备则更好。众所周知，对于大学生来说，是要写毕业论文的，我认为写作论文的能力可以包含在应用写作能力之中。大学生写作能力的体现，也往往是在撰写毕业论文中集中体现出来的。本科毕业论文无论是对于学生个人还是对于院系和学校来说，都是十分重要的。如何提高本科毕业论文的质量和水平，就成为教育行政部门和高校都很重视的一个重要课题。如何提高大学生的写作能力的问题必须得到社会的广泛关注，并且提出对策去实施解决。二、造成大学生应用文写作困境的原因：（一）大学写作课开设结构不合理。就目前中国多数高校的学科设置来看，除了中文专业会系统开设写作的系列课程外，其他专业的学生都只