第六章 设计图样的绘制

第一节  设计表现图

　　一、对全章教材的分析和处理

　　本章教学内容，从标题和安排顺序看，是为设计方案制定过程中绘制设计图样服务的。但是，从整个技术课程的教学目的来看，本章的教学内容，是培养学生技术素养十分重要的平台。纵观整个模块1，本章的教学内容，又是知识性更强的章节。因此，应该把本章看成是一个相对独立和系统的知识块，对学生进行比较系统的工程素质的培养。其中包括：认识工程图样的价值、识读工程图样的基本方法、绘制工程图样的基本能力、了解工程图样的基本规范、初步培养按标准绘制工程图样的良好习惯等。

基于上述认识，我把本章内容划分为相互联系的四部分，即技术语言、投影知识和三视图的绘制、轴测图简介和正等轴测图的绘制、工程图样及绘图标准。

轴测图也是常用的工程图样之一，主要用于草图的绘制、产品说明书并有助于对三视图的识读和理解。因此，也是本章主要内容之一。但在要求上可以稍低一些。鉴于高一数学中有关于“轴二测”的内容，因此把正等轴测图作为重点内容。这一节，既是对全章核心内容“设计图样”的铺垫，由于技术语言的概念也是技术活动中应该知道的常识。因此有必要用2课时来学习。

　　二、对学生的分析及教学策略

　　1、学生在初中数学课中已接触过三视图的概念，但经了解，大部分学生已对此没有印象。因此，教学中既要利用学生已有的概念，又不能对此估计过高，对主要的内容，应从基本概念入手，不要跳跃。

　　2、由于前面几章的内容，基本上都是叙述性的，多为常识性的内容，需要理解的较少，学生对本课程的重视程度已不如前，为了改变学生对本课程的已形成的印象，在本章的教学中，还应适当加入课堂练习和作业。

3、由于工程图纸是工程界的通用语言，必须符合共同的标准，因此，教学中，必须严格按照工程实际的要求，培养学生良好的使用标准的习惯。

三、教学目标

知识与技能：

     1、了解技术语言的种类及其应用；能用恰当的方式与他人交流设计想法和成果；

     2、能绘制简单的草图来表达技术设计的意图；

     3、能识读效果图；

     4、了解基本几何体的正等轴测图的画法。会综合应用不同种类的技术语言来表达和交流自己的设计思想。

过程与方法：经历观绘制设计图形过程，体验从设计构思转化为设计语言的过程；

情感、态度和价值观：领略设计的绘图的重要性，体验技术语言的魅力。

四、教学重点与难点

教学重点：能绘制草图来表达设计意图；了解基本几何体的正等轴测图的画法。

教学难点：能绘制草图来表达设计意图；基本几何体的正等轴测图的画法。

五、课时安排

2课时

六、教学准备

一些技术语言的实物或代用品。

七、教学过程

　　（一）技术语言的种类与应用

先让学生回答，什么是语言？经过简短的讨论后，容易得出：它是人们用于相互交流和表达的工具。接着，教师可以拿出一个发出红光的手电筒，对学生说：当你驾驶着汽车在路上行驶时，突然看到前面亮起了红灯，你知道它是什么意思吗？对，是“停车，不准通行！”，那么，这是谁向你表达的这个意思呢？对，是交通管理部门。因此，可以说，这个“红灯”就是交通管理部门和司机们交流和表达的工具。显然，它也具有语言的功能。因而，它也是一种语言。只不过它是用在技术活动中的语言。从而引出课题。

　　为了加深印象，可以继续举例：当你看到交通警察面对马路，一只手臂弯曲，另一只手臂伸直，指向你前进的方向时，它告诉你，现在可以通行(它同时引出了肢体语言)。当你听到，你身后的车鸣喇叭的声音，它表示的是请你让一让(显然这又引出了声音语言)。车间的工人，拿着一张零件加工图，只要按照图纸标注的要求进行加工，不需要有设计人员在场，就能准确无误地加工出符合设计要求的产品。显然，这张零件加工图，就是一种设计人员与生产人员进行交流的语言(为后面的内容作了铺垫)。

　　一边提问，一边引导，让学生回答：“什么样叫技术语言”了——（板书）在技术活动中进行表达、交流、的工具，如图形、表格、声音、手势、标志等，我们统称为“技术语言”。

　　接下来，可以用多种方式来介绍“常见的技术语言及其主要用途”。

　　下面的内容供参考。　　　　

　　1、图样。这是在工程技术中最常用的一种表达、交流工具。这也是下面我们要重点学习的一种技术语言；

　　2、图表。通常用于统计数据的表达。常见的有表格、柱形坐标式图表、饼形图表等；

　　3、模型。一般是用于建筑物、建筑群的表示。地理、军事上用的沙盘模型也是属于模型式技术语言、

　　4、符号、标志。在交通、广告上用等很多，在工程图纸上也有用规定的标志、符号来表示一些特殊的要求。

　　5、声音。如号音、汽笛、喇叭等在表达某些特殊信息时发出的声音。

　　6、手语和旗语。在交通、航海方面用于指挥和交流和沟通。哑语也是手势语言。可以统称为肢体语言。

　　7、口头语言。有的技术活动，如技术讲座、教学等，主要是用口头语言来表达和交流。

　　8、程序语言。它是以计算机为载体，进行交流和表达的工具。

　　9、计算机演示。以计算机为载体，用多种媒体进行交流和表达的工具。

　　10、面文字语言。各种技术文件，都需要用到书面文字语言。

　　总之，凡是在技术活动中用来进行交流、表达和沟通的工具，我们都可以将其叫做技术语言。

　　对于“技术语言的特点”的总结很重要。可准备几个典型的技术语言教具来展示，然后由学生讨论，最后由教师总结。

　　下面的总结供参考。

　　技术语言、生活语言、艺术语言它们都属于语言，它们都有其语言的共性，都是表达、交流和沟通的工具。但由于应用的场合和目的不一样，它们又各有其特点。技术语言的特点有：

　　1、简单明确。要让人“一看就明白”。

　　2、形象、直观，通俗易懂。这主要是对交通标志和符号的要求。对工程图纸的识读还是需要经过专门的学习才能看懂的。

　　3、规范、统一。在使用范围内，必须要统一和规范，不然就大不到交流、表达、沟通的目的。

由于在不同的专业范围内，有不同的约定表达方式，技术语言的形式和具体内容都有所不同，只能做一个大致的介绍。

（二）草图的绘制

1、设计表现的基础

讲解这一过程主要通过动手实践的方法，课件主要以设问的方式给出，学生结合课件上的问题找出答案，并通过实践作图，掌握画草图的方法。

课件的问题：

a 徒手绘图分几步？

b 网格法徒手画的动作要领？

c 基本图形怎么画？

d 直线与曲线的连接怎么画？

2、草图的分类

草图也叫方案草图或设计速写。

根据所处的设计阶段的不同，草图可分为构思草图和设计草图。

设问：构思草图是什么？设计草图是什么？

3、草图绘制的步骤

    从感性认识上升到理性的认识，用文字的方法把草图的绘制表达出来。

 

种类                           举例

 

图样        机械加工图、建筑施工图、装潢布线图、电子电路图

 

图表        零件规格表、设计草图、设计效果图

 

模型        车模、房模、航模

 

符号        交通管理符号、公共场所使用的符号

 

（三） 透视效果图的识读

设问：与草图相比，效果图有什么优点？在识读时要注意什么？

（四） 正等轴测图

出示一个物体的三视图和轴测图，说明祖测图的优点和在工程技术中的应用。从而导出课题。

　　1、轴测坐标系的形成

　　首先让学生知道，轴测图是根出示右图。根据图形，向学生讲清楚：用正投影的方法，将一个空间直角坐标系向一个平面投影，转动空间直角坐标系，会得到不同的投影。对每一个投影，它都和直角坐标系存在相应的投影关系。当其投影成为，人们事先规定的轴测坐标图形时，所得到的投影关系，就是我们以后要用到的轴测投影规则。

　　2、正等轴测坐标简介

　　（1）正等轴测坐标系

　　如右图所示，正等轴测坐标系是是由相邻两个坐标轴夹角都等于120°的三个坐标轴组成。左下方的坐标轴为Ｘ轴，右下方的为Ｙ轴，Ｚ轴一般都是让它竖直向上。三个坐标轴的交点O称为坐标原点。

　　（2）正等轴测投影规则。根据空间直角坐

　　标投影为正等轴测坐标的几何关系，可以得到

　　如下的投影规则：在直角坐标系中，沿三个坐标轴的尺寸，投影到正等轴测坐标上时，在相对应的坐标方向上，长度要缩短，缩短系数（轴向压缩系数）在三个坐标方向上均为0.82，为了绘图的方便，人为规定，正等轴测投影在三个坐标方向上的轴向压缩系数都取1。

　　3、正等轴测图的画法

　　上述正等轴测投影规则告诉我们，根据直角坐标系中的投影图形作轴测图的基本方法是：沿直角坐标系各坐标轴的方向测量点的位置，再根据轴测投影的轴向压缩系数，在轴测坐标系中确定该的位置。这也是“轴测投影”名称的由来。

　　（1）用坐标法作简单的轴测投影图

　　 例：右示两个正方形的直角坐标系不一样，分别做它们的正等轴测图。

　　解1

　　第一步，作轴投影坐标如图。

　　第二步，在直角坐标系上测量A点的X坐标和Y坐标。

　　第三步，按相等长度（压缩系数为1）在轴测坐标系上取X，Y值。得到A点的轴测投影a。

　　第四步，按同样方法，求出B，C，D点的轴测投影b，c，d。

　　第五步，联abcd，即得正方形的正等轴测投影图。

　　

　　解2，作为课堂练习由学生自己完成。

　　（2）用坐标法作平面立体的正等轴测图。

　　所谓平面立体，就是各外表面都是平面的立体。六面体、棱柱体、棱锥体等。

　　给出平面立体的三视图，作该平面立体的正等轴测图。

　　作图步骤如下：

　　A、在三视图上确定直角坐标系，如图（1）；

　　B、作正等轴测坐标，根据俯视图，按1比1的轴向压缩系数，在轴测坐标中作出A，B，C，O四点的轴测投影。再根据正视图中的Z向尺寸，同样按1比1的比例，在轴测坐标中作出a，b，c，o各点。如图（2）。

C、连接各顶点，擦去看不见的轮廓线，加粗看得见的轮廓线，得到所求的正等轴测图。如图（3）。

 

　　（3）圆的轴测投影

　　A、 XOY面上圆的轴测投影

　　 

　　作图步骤如下：

　　——作轴测坐标，在相应坐标轴上，按1：1的要求，作出E，F，G，H各点的轴测投影e，f，g，h。

　　——在直角坐标中，作圆O的外切正方形，根据AB，CD平行于OY轴，BC，AD平行于OX轴，在轴测坐标中，求得正方形ABCD的轴测投影为abcd。

　　——连接ag，ch，分别交bd于m和n。

　　——分别以a，c，m，n为圆心，以ag为半径作弧gf，以ch为半径，作弧hc，以mg为半径，作弧cg，以nf为半径，作弧hf。这四段弧连接成的椭圆，就是所求的圆的轴测投影。

　　具体的作图方法，可教材P118，给出的步骤进行。

　　B、XOZ和YOZ面上圆的轴测投影可参照上述方法，由学生在课堂上练习，然后由老师总结。

　　（4）用切割法作平面立体图形的正等轴测投影

　　下图中a）给出了一个平面立体图形的三视图，可以看出，它是在六面体的基础上分别切去若干部分而得到的一个图形，因此可以用切割法来绘制。其作图步骤如下：

　　

　

　　　

　　a）在三视图上定坐标轴，

　　b）在轴测坐标轴上以x ，y，z 方向最大尺寸画出六面体。

　　c）画出要切去的三棱锥体。

　　d）画出要切去的侧面的四棱柱体。

　　e）擦去图形中不应有的交线和被遮挡的线，然后描深。

　　坐标法、切割法是绘轴测图的基本方法，画图时必须根据形体特点灵活应用。

通过书本上的两个例子说明正等轴测图的作图方法，最后让学生动手实践作一正等轴测图。

 

小结与练习