一、四维模型的引入与设计
CAD模型建立最简单的方法来获取详细的模型的设计对象尺寸，根据现有的资料实施模型建库。如果在该模型显示时加入时间过程设计，就会变成一种理解和教学图形模型新的有效方式。时间部分也带来了新的理解观，3D模型可以成为四维模型。三维实体造型是我们教学任务最重要的部分之一。在传统画法几何教学方式中，通过只绘制在黑板上，很难表达清楚三维物体的位置和形状。通过AutoCAD、CATIA、inventor等三维软件绘制的实体模型帮助下，在讲解例如面与面的相互空间位置关系时，其形状和相互位置关系，可以清楚地观察到，结合实物就可以正确的绘制。经验表明，通过三维软件参与教学使用，越来越多的学生能够更快、更全面地了解工程制图实体形状，教学效率明显比传统的教学方法更高。例如在讲解圆柱与圆锥对穿的相贯线时，可以通过三维实体绘制显示其相贯线的空间形状特征，但如果制作成动态的4D四维模型，则可以进一步提高画法几何及工程制图的教学效率。在此例中，可以通过模型中圆柱的空间移动突出相贯线的变化规律性，也可以通过圆柱直径尺寸的变化，突出相贯线的变化规律。无疑，四维模型是工程制图教学更有效率的一种新的途径。
二、其他辅助教学设计
辅导与作业练习的设计，需要实现从基于一个答案的选择方式，更改到复杂自主训练学习的模式，并且要能够提供交互功能和简单提示智能订正。虚拟环境可以代表任何真实的或抽象的三维世界。这些虚拟世界可以是动画、互动、共享，具有可以公开的行为和功能。形式化的智能四维模型知识，使教师能够快速创建和更新现实的时间表和日程安排表，并能把时间和空间两方面结合起来。这些智能四维模型支持日程安排，具有较低的设计成本，具有较好的抗干扰和安全性能，能提高设计进度，实施信息沟通。
三、工程制图学习系统对学习方式的影响探讨
在画法几何及工程制图中，铅笔、丁字尺和三角板绘制的传统教学方式，将逐步被电子数据处理所替代。手工绘图将作为保持学习的一部分基础技能，因为手是大脑的扩展部分。这意味着新生开始学习要教给他们传统绘制方式，同时引导他们进一步研究画法几何中的基本知识，因为理解几何原理是人类脑力的一个重要能力。计算机工具和软件的不断更新和开发，使教学方式和手段有了更多的选择性。除了在教学中可以移动或旋转实体图片外，放大和缩小甚至于可以变化实体，这样就可以发挥计算机学习系统软件的更大作用，以达到更好的空间想象效果。使用新的工具，我们可以在一个更有效的方式呈现几何环境，未来的发展将带领我们进入虚拟教室。交互式3D图形有着很强大的生命力，能为工程中较为复杂的三维现象提供解释。现代硬件允许以更快的速率渲染3D模型或实现交互功能，制图教学中三维模型交互处理最重要的是要澄清实体间的空间位置关系，不需要把所有制作注意力都用在渲染图像和文字描述上。工程制图学习系统主要凭借网络优势，构筑师生灵活方便的交流平台，以克服传统教学时制图学习困难的难点，实现易学易用的特点。在构建这一系统时，要特别注意3D、4D及虚拟现实的设计，实现从平面理解图形向空间和时间上理解图形的新特点。当然从一个系统的全面功能来说，它还应能满足师生双向交流在时空、人际等方面的需求，同时还应包括如下功能：灵活的信息发布与接受功能；方便的作业上传、下载及批阅功能；切实的学习管理功能；实时的、双工商管理论文向、多向聊天讨论功能。
作者：王涛 单位：江苏省高邮市中等专业学校
