摘要：几何体结构课程是美术科教学的基础课程，是专业美术学习的入门课。涵盖透视学、造型、空间关系、线面关系等内容，理论较为抽象，学生在学习过程中易受抽象理论的影响增加理解难度。用三维软件设计辅助几何体教学可以使学生更直观地去了解几何体结构透视原理，理清几何体结构教学过程中的空间关系。
关键词：三维设计软件(Sketchup)、空间关系、造型、透视
几何体造型学习是美术学习的入门基础课程。对于初学者来说，物体造型由于涉及空间关系和透视学，显得较为抽象，如何在教学过程中借助设计软件有效的解决三维空间的理解，有利于节省教学时间，对培养学生的创造性思维、增加学生的直观性了解和表象积累、启发学生的思维、拓宽学生的想象力等尤为重要，是解决该课程教学困难的一种重要手段。
如今社会，计算机已运用到生活和工作的领域几乎无处不在。一些以往难以解决的问题在计算机的协助下已变成可能，在课堂教学领域也是如此，一些以往难以表达的物体和理论在计算机软件的帮助下变得简单而直观。比如在美术学科教学中，计算机的辅助会使教学变得更加直观、理论分析会更加透彻、图形理解会更加深刻。接下来，本文要论述的就是在几何体结构课程中运用计算机软件设计辅助教学的可行性问题。
几何体课程是专业美术教学的基础课程，是造型的入门课，由于牵涉到的原理抽象，几何体的透视、空间关系等一直是该科教学的瓶颈。
在这个问题上，不同的教师曾采取不同的教学手段，虽然也取得不一样的教学效果，但碰到的教学难点基本上是一样的：就是如何科学地去表达几何体的空间关系。同样，这也是学生在该课程中最难把握的一个学习内容。为什么会这样说呢？我们试分析一下原因：几何体结构教学的重点就是学会用线或面准确地、简单地概括物体的形状，学生如何准确掌握和概括物体形状就是几何体结构课程教学的目的，在教学过程中，几何体是有高度、宽度和深度的，不同高度、宽度和深度组成几何体的基本形状，在纸张中，我们可以很容易的画出高度和宽度，而对于深度就很难准确表述，需具备相关的理论依据支撑，这个理论就是透视，由于纸张只有高和宽，是没有深度的，所以不可能直观地去表现几何体的深度，而一个几何体结构是由高、宽、深组成，才可能形成一个立体空间，因此，在纸张上去解析几何体的高、宽、深显然是抽象的，不能直观性的解析其空间关系，从而就形成了几何体结构教学中的难点，因此说，空间关系是几何体结构课程中最难把握的一个学习内容。而且，这个难点还可能会造成对几何体透视理论解释抽象；在学习的过程中难于理解、容易形成学习瓶颈；导致该课程的教学效果差和后续课程学习延误等系列问题的产生。
所以，要想在几何体结构课程教学中取得理想的教学效果，就必须要有更科学的教学模式和辅助手段去解决这个在几何体结构课程中的难点。
而借鉴计算机三维空间图形在其他领域的运用，使其原理在几何体结构课程教学中的运用是一样的。搜索现在通用的电脑三维设计软件，用于简单的三维图形的设计主要用3D MAX 、Sketchup(草图大师)、AutoCAD等软件去完成。根据几何体教学的需要，采用Sketchup(草图大师)软件设计的几何体图形，操作简单、建模容易、建模过程直观清晰、图形空间转换便捷等优点，例如:运用三维图形解释几何体透视中“近大远小”原理，如果仅仅靠教师用语言描述透视的基本规律是“同样大的物体离你越远就越小，最后消失成一点”的概括，学生是难以理解的，在纸张上把这种原理表现出来又缺乏空间感，直观性不强，这时，用3D MAX 、Sketchup(草图大师)制作的演示图形就轻而易举的解决了这个难题，只需要用鼠标在选择工具栏上选择“矩形”命令，在画面切换成俯视模式创建一个正方形，再通过需要命令拉出相关几何体，并设其中一个面与画面平行；接着，在菜单栏相机中点开透视图，利用“旋转”命令展现正方体的六个面，然后，在俯视图模式下用复制技术延伸更多几何体，在透视状态下切换等轴模式，在显示屏上就可以看到多个相同的几何体延伸越远越小，最后消失于一点。这样，学生轻易的就理解“近大远小”的透视规律。此外，三维软件设计的几何体图形技术还可以通过其动态变化，让学生在学习过程中直观快捷的了解相同的图形不同视角的变化图和不同的图形在相同视角的对比图；辅助巩固透视内容的视点、视平线、消失点，等等这些，都充分的体现了用三维软件设计图形辅助教学的便利性、科学性和可行性。
它生成的图形在视觉结构相对简单，可在仰视、平视和俯视等不同视角观察图形的结构模式，还可以以中心线轴转换透视的转换变化，因此它在几何体结构教学课程中用作学生加深透视“近大远小”的理论具有很好的效果，其运用还可在几何体结构教学中便捷解析空间透视的形成原因，为教师提供了全新的表达方式，在培养学生对空间思维的想象上提供了简单而直观的表达，使几何体课程教学内容更丰富、图形覆盖更全面，简化了几何体教学理论的抽象和复杂性，大大的缩短了该课程的教学时间。轻而易举地解决了几何体结构课程教学中空间理解难题，由此还可一举解决了几何体结构课程的诸多难点。
当然，在运用科学的教学辅助手段解决几何体结构课程教学的难点上，还要恰当性的选择和熟练性使用计算机辅助软件才能更有效的辅助几何体结构课程的教学。首先，要做好几何体课程教学的整体设计，包括三维演示和CAI运用，过程始终把握好教学的目的，着重考虑围绕重点难点如何植入三维图形去进行解释，这其中包括表现不同图形需选择的软件，支撑此软件的资料搜集，设计适合教案要求的图形及操作演示等，在技术上为使用三维软件设计的静态和动态图形提供充分的准备，在教学中植入三维软件设计的图形，主要的目的是辅助几何体课程教学，解决教学过程中的重点和抽象的难点问题，而不是完全取代原有的教学程式，如果在教学设计及教学过程中运用不当，教学目的不明确，一味的依赖三维演示或CAI的使用，学生容易跟着演示效果走，教师在教学主导地位会被削弱，教学过程和目的方向会偏差，从而失去运用三维演示或CAI使用的意义。其次，在几何体课程教学中不单要求老师熟悉三维设计软件的操作运用，更为重要的是做好教学设计，做好教学反思，在美术教学中利用多媒体辅助教学只是一种手段而不是目的，是在必要的情况下采用的。以往没有利用三维软件辅助教学，在学生的作业上常常出现的错误现象。没有掌握“近大远小”的规律及最终消失于一点的道理，是缺乏纵深的三维空间思维能力造成的。利用三维软件辅助教学，由于教学手法的直观性、明确性，给学生提供了直观形象的感性材料，加深学生对事物表象的感知，从而顺利完成从具体形象向抽象逻辑思维的过渡，发展了学生的空间思维能力。同样的作业，就不再出现错误现象了。学生在三维软件环境下借助三维模像能完全理解“近大远小”的透视规律及空间关系。再有，要发挥调动学生的主体能动性，教师对教学内容讲解的同时，通过不同的途径向学生提出问题，让学生带着问题思考，带着问题听课，使学生主动参与多媒体教学。例如，在讲解透视时，当介绍完透视的分类和透视规律后，就可以让学生在自己的画纸上自己动手去表现透视的形式方法，教师对其做出评价，做到师生交流，及时为学生答疑解惑，激发学生学习的积极性。对比较抽象难懂的内容进行反复演示、重点讲解，教师要对比较抽象难懂的内容进行反复演示、重点讲解，务求使学生掌握好难点和重点。例如，形体的截割与相贯既是难点又是重点的内容，教师在讲授时注意利用计算机的图像系统对图形进行放大缩小、平移、旋转和着色，把抽象难理解的内容转化为直观感性的表象，达到化难为简的教学效果。对每个知识点进行归纳小结老师在演示和讲授课程时，要注意对每个知识点进行归纳小结，使学生对各个知识点的关系有明确认识，避免流水账，要注意适当的停顿，使学生有反思过程和接收过程，并要求学生把要点记录下来；俄日了教得其法，学得轻松，教师在组织三维软件辅助教学的过程中，应该充分运用分析、归纳等逻辑艺术，提炼讲授内容，注意归纳各种绘图方法及技巧。加强课堂练习，巩固所学知识，提高学生的绘画技能在三维软件辅助教学过程中，容易产生只注重学生的看听能力，而忽视学生的实际操作能力的错误。所以教师在进行教学时，除保证适量的课外作业外，还应安排一定比例的课堂练习。教师在讲授课程时，将SketchUp(草图大师)软件运用到辅助几何体教学中，不仅使学生掌握透视规律和表现方法，而且通过创建的三维模型，使学生找到二维平面和三维立体直接相对应的关系，在培养空间想象能力上起着关键性的作用，学生的学习兴趣和学习热情也会有很大的提高。
总之，计算机三维软件设计辅助教学解决了几何体结构课程教学的难点问题，创新了几何体结构课程教学的模式，给几何体结构课程教学注入了新的活力，对提高学生的想象能力和空间思维能力起着积极的推动作用。
在几何体结构课程教学中应用计算机三维软件设计辅助教学，还大大提高了学生学习几何体结构课程乃至其他相关课程的兴趣和热情，其科学性和优越性在教学实践中已得到了充分的证明。在几何体结构课程教学中使用Sketchup和3DMAX等三维软件，运用多媒体的教学手段，并以结合手脑并用的练习，不仅促进了学生对空间思维能力的培养，全面提高了学生欣赏、绘画的技能，而且达到了事半功倍的教学效果，既提高了几何体结构课程教学的效率，同时也为后续相关内容的学习奠定了坚实的基础。
参考文献及软件:3D MAX 、犀牛、Sketchup(草图大师)、AutoCAD