我国工程图学

我国工程图学（共7篇）

我国工程图学 篇1

一、我国工程图学教育现状

随着社会科技、经济的不断发展, 企业对工程人员的要求日益提高。工程人员为了适应现代化工程团队开发新产品及新技术的需求必须具备专业的技术知识、良好的团队协作精神、良好的系统分析能力及熟练的动手操作能力。我国高等工程教育的迫切任务是尽快培养出与国际接轨的中国工程师, 可是, 在2005年10月发表的一份M c.Kinsey Global Institute报告中指出, 2005年我国毕业的约60万工程技术人才中能够在国际化公司工作的不足10%, M c.Kinsey Global Institute认为“中国教育系统偏于理论, 中国学生几乎没有受到Project和团队工作的实际训练, 相比之下欧洲和北美学生以团队方式解决实际问题”。

笔者在近些年的工程图学教学中越来越感觉到:尽管教师花费了大量的时间和精力备课、讲课, 可学生的课堂关注度和学习兴趣逐年降低, 观察、空间思维、拆装和绘图实践热情也不如从前。纵观国内大部分高校工程图学教育的现状, 笔者认为, 主要存在以下几方面问题:

1. 教学体系与教学内容陈旧。

随着现代科学技术的不断发展, 对学生掌握现代新知识的要求不断增强。目前高校课程门类繁多, 而双休日的实行又使学生在校四年的总学时数减少。因此, 不同程度压缩各课程学时已成定势。在这种情况下, 我们还沿用过去的教学计划, 结果只能是教师高密度车厢化的课堂讲授, 学生被动接受, 毫无自由发挥空间, 逐渐失去学习兴趣。

2. 重讲授轻思考, 重理论轻实践。

目前国内高校大多还沿用前苏联的“传递-接受式”教学模式, 课堂上以教师为主体, 忽视了学生的接受能力和自主思考。尽管大多高校都安排有绘图实践, 但大多都是模仿性的, 学生无法做到“做中学”、“学中做”, 更谈不到“做中思”。

3.

工程图学课程安排与金工实习、机械原理、机械设计等相关专业实践及课程联系松散, 没有形成一体化的课程体系, 不利于学生整合应用和综合素质的培养。

综上所述, 如何重新点燃学生们的学习热情, 化被动学习为主动学习?如何使工程图学教育更好地适应企业及经济的需求?这些成为我们亟须解决的问题。

二、国外工程图学教育特色

由于“图形”在工程界中的重要性, 世界各国都将工程图学作为一门重要的技术基础课来对待, 旨在培养学生严谨的工程意识和基本的工程素质。

在课程设置上美国各大学对工程图学有不同的处理方式, 如加州大学圣迭哥分校、普渡大学、博克利大学、伊利诺伊大学香槟分校的独立开课方式;有些则将其整合在计算机辅助设计、设计与制造等课程当中, 如加州理工大学、MIT等。不论采用哪种方式, 工程图学教育都有其明确的目标和思路, 教学活动大致分为课堂教学和实践教学两部分。以加州大学圣迭哥分校的MAE3为例, 课堂讲授少而精, 主要介绍: (1) 工程绘图的基本原理, 如第三分角三视图、轴测图、剖视图、零件图和装配图; (2) 计算机辅助设计软件应用, 主要是Auto CAD二维绘图、Inventor三维建模和动画制作; (3) 机械设计基本知识, 主要包括紧固件、轴承、齿轮、微型马达和带传动的设计等; (4) 素质教育, 如诚信教育、团队合作意识、口头表达能力等。教学实践主要设置时钟、机器人两个项目, 要求学生分组合作设计出满足特定功用的时钟或机器人, 应用计算机软件生成二维和三维图纸, 并在实验工场制造出时钟或机器人的雏形, 最后公开答辩、演示成果。教学活动由教室延伸至多媒体机房、实验工场、图书馆等, 与工程实际紧密结合, 强调学生的自主学习, 注重培养学生的研究性思维、动手能力和表达技能。

日本的图学教育比较注重和企业相结合, 注重制图课的内容与设计相融合。课程的教学内容与我国相近, 但删减掉了画法几何中图解空间几何问题的内容。课程安排在生产实习和机械工学入门学习之后进行, 一来对机械加工方法、工艺结构有了初步了解;二来更有利于与后续专业课课程设计相衔接。我们看到, 不论是美国还是日本, 工程图学教育多以产品设计为中心, 与工程实际和企业需求相结合。企业期待的是工程人员能迅速在图上表达想象的成果, 并能付诸实际制造。因此, 工程图学教育中最重要的是教会学生如何思考, 如何表现、识别和想象。

三、以能力为导向的CDIO工程教育理念

美国教育心理学家布鲁姆将认知领域的教育目标分为Knowledge (知道) 、Understanding (领会) 、Application (应用) 、Analysis (分析) 、Synthesis (综合) 、Evaluation (评价) 六个层次, 如图1所示。传统的以教师为主体和知识灌输为主的教育模式只能实现“教育目标分类法”中的前三个层次, 若想实现其四到五层次, 甚至六层次的教育目标, 显然是不可能的。

2000年, 麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得Knut and Alice Wallenberg基金会近2000万美元的巨额资助, 并于2004年成立了CDIO国际合作组织。CDIO代表Conceive (构思) 、Design (设计) 、Implement (实施) 、Operate (运行) , 它是现代工业产品从构思研发到运行乃至终结退休的全生命过程。CDIO以“学校培养有专业技能、有社会意识和有企业家敏锐性的工程师”为愿景;以产品生命全过程为载体培养学生四个层面的能力, 即工程科学和技术知识、终身学习能力、团队交流能力, 在社会和企业环境下建造产品、过程和系统的能力;更重要的是它还提出了包括对培养计划、课程结构、教学方法、教学评估和学习构架的全面指引和对是否实践CDIO教学理念的12条判定标准, 可操作性极强。

汕头大学工学院在汕头大学副校长顾佩华教授的指导下, 使汕头大学成为首个中国高校CDIO成员。在不断的摸索中, 我们总结出:中国的工程教育, 需要学习国际先进经验, 加大改革力度, 以适应创新型国家建设的需要。目前, 国内已有57所高校在机械类、电气类等专业开展了CDIO改革试点实践。2009年燕山大学开始CDIO工程教育模式改革试点, 于2013年5月正式加入国际CDIO组织, 成为教育部CDIO工程教育改革项目的参加单位。

四、结束语

综上可见, 美国、日本的工程图学教育和CDIO工程教育理念都强调培养学生的能力和素质, 教学过程体现“以学生为主体, 以教师为主导”的模式, 让学生能够主动参与学习的过程, 体验学习的乐趣。这给我国图学教育带来了很大启迪, 也更突出了改革的迫切性。结合我国工程图学教育的现有条件, 借鉴国外及CDIO工程教育理念, 重新架构符合我国实际的工程图学教育体系, 摒弃过去那种“重理论轻实践”的教育模式, 引入基于工程实际的项目式教学, 同时改变传统的考核评估方式, 让学生通过项目设计、实施和总结真正体会到课程学习的意义, 同时培养学生的设计能力、动手能力及沟通交流能力, 是顺应现代化工程发展的必然要求, 具有非常重要的意义。

摘要：论文分析了企业工程人员所需素质与当今我国图学教育现状之间的差距, 介绍了美国、日本工程图学教育的概况和特点, 以及国际先进的CDIO工程教育理念, 这些对我国工程图学教育的改革和发展有着很好的启迪和借鉴作用。

关键词：工程图学,国外,CDIO,教学改革

参考文献

[1]冯娟.美国高校工程图学教育特色分析[J].工程图学学报, 2008, 29 (3) :139-144.

[2]毛文武.美国加州大学圣迭哥分校工程图学课程教学研究[J].工程图学学报, 2007, 28 (5) :172-177.

[3]焦永和, 董国耀, 张彤, 樊红丽.第四届中日图学教育研讨会情况介绍与思考[J].工程图学学报, 2000, 21 (4) :149-154.

[4]李迎春.对日本冈山大学图学教育状况的思考[J].现代教育技术, 2007, 17 (10) :106-108.

[5]赵永生.论大学的功能与高等工程教育改革[R].秦皇岛:燕山大学里仁学院教师培训, 2013-10-31.

[6]焦永和, 张彤.我国高校图学教育的现状与发展[J].工程图学学报, 2004, 25 (4) :126-130.

[7]章毓文.工程教育要与国际接轨[A]//机械类课程报告论坛交流文集[C].武汉:华中科技大学出版社, 2006:56-57.

我国工程图学 篇2

关键词：我国工程图学,历史演变,未来发展

1. 我国工程图学的历史演变

语言、文字和图形是人们进行交流的主要方式，在工程界，为准确表达一个物体的形状，主要工具就是图形。在工程技术中为了正确表示出机器、设备的形状、大小、规格和材料等内容，通常将物体按一定的投影方法和技术规定表达在图纸上，这种根据正投影原理、标准或有关规定，表示工程对象并有必要的技术说明的图就称图样。工程图样是人们表达设计的对象，生产者依据图样了解设计要求并组织、制造产品。因此，工程图样常被称为工程界的技术语言。

1.1 我国古代工程图学的演变

图形的历史由来已久，原始人在洞穴的石壁上刻画的就是最早的图形。考古发现早在4600多年前就出现了可以称为工程图样的图形，即刻在古尔迪亚泥板上的一张神庙地图。我国春秋时代的技术著作《周礼·考工记》中记载了规矩、绳墨、悬垂等绘图测量工具的运用情况。古代数学名著《周髀算经》对直角三角形三条边的内在性质已经有较深刻的认识。湖南长沙马王堆出土的一份地图显示，在当时(约公元前168年)测量工具比较简陋的情况下，中国的地图就已经绘制得十分精美。

1977年冬，在河北省平山县发掘战国中山王墓时，出土了大批青铜器，其中有一块长94cm、宽48cm、厚约1cm的铜板。板上镶嵌金银线，表示国王、两位王后、两位夫人的坟墓和相应享堂的位置和尺寸。经修整可以看出，这是一幅酷似现代用正投影法画出的建筑规划平面图。该图上南下北，图中两粗线长方形表示围墙，靠内围墙筑有四间储存礼器的“宫”，两围墙的南墙各开一门;用细线围成的扁凸字形，表示堆土而成的高台的坡脚线;五座正方形享堂(三大两小)对称地排列于高台上。从镶嵌的439个文字可知建筑物的名称、大小，并知该图是按1∶500绘制成图后，经国王核准，复制在铜板上的。专家考证，这块铜板制成于公元前四世纪，并曾据以施工，在世界范围内实属罕见的古代图样遗物。它有力地证明，早在两千多年前我国就已经能在施工之前进行设计和绘制图样。

北宋李诫编著的《营造法式》于崇宁二年(公元1103年)刊行全国并流传至今。《营造法式》主要分为5个主要部分，即释名、制度、功限、料例和图样共34卷，前面还有“看样”和“目录”各1卷，一共是36卷。其中图样6卷，计图1000余幅。图样这一名称从此确定下来。该书中的图形有彩画作的房屋的平面图、立面图、断面图、构件详图，各种雕饰与彩画图案和当时的测量工具、石作、大木作、小木作、雕木作等。其中有的图是用正投影法画出的。如斗拱(彩图)是用正面投影和水平投影来表示的，投影图的配置相当于第一角投影;单色图所示的斗拱使用斜轴测图来表示的。所有这些，充分反映了近千年前中国工程制图技术的先进和高超。

1.2 我国近代工程图学的演变

18世纪末，法国人加斯帕尔·蒙日创立了画法几何学。我国系统地介绍蒙日《画法几何学》体系理论和方法的是时任厦门大学校长的萨本栋先生编译的《画法几何学》(1923年6月商务印书馆初版)。著名教育家、清末翰林蔡元培先生为萨本栋编译的《画法几何学》写序如下：萨君本栋，勤敏好学。课余译安顿利氏及亚斯利氏之《画法几何学》一书，文笔条达，义理显豁，虽未照原文全译，然删繁避晦，颇便初学。学者由是熟加研究，将见科学上、工程上之各种物体，表现于纵面、横面、侧面或截面等，已能纤悉无遗，而泰西之学术工艺，或藉以广传于中土，是亦吾剤之所乐为介绍者也。中华人民国九年十一月一日蔡元培。(注：安顿利时为美国Tufts学院图学教授，亚斯利时为美国东北大学制图教授)。

1959我国颁布首部国标《技术制图与机械制图》，以后不断进行修订。

1.3 我国现代工程图学的发展现状

传统的工程图学学科以蒙日画法几何的投影理论为基础，以直尺、圆规、图板为工具，以黑板、挂图、模型为媒介，至今已有两百多年的历史，在培养学生形象思维能力和促进工业化进程等诸多方面发挥了重要作用。

近代随着计算机技术的发展，计算机绘图(Computer Graphics)和CAD计算机辅助设计(Computer Aided Design)技术在世界工业的发展中影响越来越深远，尤其是近十年来基于计算机的三维设计迅猛发展，设计从三维入手，直接产生三维实体，然后赋予各种属性(如材料、力学特性等)，再赋予加工信息，直接到数控的车间加工，改变了二维图形的使用。同时计算机虚拟现实(Virtual Reality)技术集成计算机网络技术，带来了工程图学学科的内容和理论体系的变革。现代的工程图学的理论基础包括传统的几何理论和计算机理论，应用领域主要有：专业制图及其标准、图学理论与方法、工业设计、产品信息建模(特征建模、参数化设计、图形输入识别)、科学计算可视化、计算机仿真、虚拟现实、图形和图像识别，等等。现代工程图学使用的计算机软件主要有Autodesk CAD、3dmax、Sketch up、Photoshop、AutodeskRevit等。现代的工程图学与工业设计和计算机技术的结合越来越密切，应用领域更宽更广。

2. 我国工程图学未来发展研究

随着各种计算机制图软件的发展和更新，现代的设计、制图工作越来越方便，大大节省了人力、物力和脑力。在享受计算机成图技术带来诸多方便的同时，Autodesk Revit等三维模型软件的出现也冲击了我们的工作和生活，我们不得不为工程图学的未来发展和现有的社会职业、分工做出思考。

Autodesk Revit软件专为http：/baike.baidu.com/view/1788980htm建筑信息模型而构建(BIM)。BIM是以从设计、施工到运营的协调、可靠的项目信息为基础而构建的集成流程。通过采用BIM，建筑公司可以在整个流程中使用一致的信息来设计和绘制创新项目，并且还可以通过精确实现建筑外观的可视化来支持更好地沟通，模拟真实性能以便让项目各方了解成本、工期与环境影响。BIM支持建筑师在施工前更好地预测竣工后的建筑，使他们在如今日益复杂的商业环境中保持竞争优势。BIM能够帮助建筑师减少错误和浪费，以此提高利润和客户满意度，进而创建可持续性更高的精确设计。BIM能够优化团队协作，其支持建筑师与工程师、承包商、建造人员与业主更加清晰、可靠地沟通设计意图。

Autodesk Revit软件把建设者、设计师、施工方、管理者联系起来，大大简化了各个环节的工作，也对某些社会职业提出了强烈的挑战。比如效果图制作公司，现在有不少公司以制作三维效果图为生，使用Autodesk Revit软件可以轻松地制作出效果图，以后效果图公司和员工将何去何从?另外，工程造价人员的工作也受到很大的冲击，这些都是需要我们好好考虑的问题。

3. 结语

我国工程图学经历了几千年的发展留下了大量宝贵的资料和财富，现代计算机成图技术的出现与发展大大推动了工程图学的发展与进步，同时也对某些社会职业提出了严峻的挑战，我们要冷静分析，提前预测，使计算机成图技术为我们的生活服务，使工程图学发展得越来越完备。

参考文献

[1]蒙日[法], 廖先庚译.蒙日画法几何学湖南:湖南科技出版社, 1984.8:3-8.

[2]戴立玲, 卢章平, 袁浩.图学基础教程北京:机械工业出版社, 2008.1:3-7.

工程图学基本理论的应用研究 篇3

1 工程图学基本理论在曲面立体投影中的正确应用

在对曲面立体尤其是对圆柱、圆锥、球的投影与分析中,存在的概念模糊和混乱现象比较严重。曲面立体的投影应归结为轮廓线和转向轮廓线的投影。以球的投影为例,如图1所示。

球没有轮廓线,只有转向轮廓线,转向轮廓线是投射线所组成的平面或柱面与曲面的切线,常常是曲面立体在投影时的可见部分与不可见部分分界线,因此球的投影可归结为球的转向轮廓线的投影。而好多相关的教材出现转向轮廓线的模糊甚至错误概念,认为球的投影就是球的转向轮廓线,具体来说就是正面大圆的正面投影就是球面的正面投影的转向轮廓线,水平大圆的水平投影就是球面的水平面投影的转向轮廓线,侧面大圆的侧面投影就是球面的侧面投影的转向轮廓线”或者“正面投影的转向轮廓线是球面上平行于正面的大圆的正面投影;水平投影的转向轮廓线是球面上平行于水平面的大圆的水平投影;侧面投影的转向轮廓线是球面上平行于侧面大圆的侧面投影[1、2]”。上述表述错误根本就在于作者把“转向轮廓线”等同于“转向轮廓线的投影”,实际上“转向轮廓线”与“转向轮廓线的投影”是两个意义完全不同的概念,“转向轮廓线”是曲面立体上的线,而”转向轮廓线的投影是曲面立体的投影图上的线,这两条“线”的含义不同。具体来说,将球放在三面投影体系第一角中,球的位置已经固定,转向轮廓线的正确说法是球的前半部分与后半部分分界圆为球的前后转向轮廓线,球的上半部分与下半部分分界圆为球的上下转向轮廓线,球的左半部分与右半部分分界圆为球的左右转向轮廓线。前后转向轮廓线、上下转向轮廓线和左右转向轮廓线分别对应图中球的A、B、C线,而前后转向轮廓线、上下转向轮廓线和左右转向轮廓线的投影分别对应图中(a'、a、a")、(b'、b、b")、(c'、c、c")线。对于绝大多数教科书所提到的正面、水平面、侧面转向轮廓线笔者认为不妥当,既然工程图学类教材是国家机械制图、技术制图标准的推行者和宣传者,文字的提法就应该更贴切、更形象、前后贯通一致,更有利于对体的左右、上下、前后进而对应体的长、高、宽的感性认识的加深,因此笔者认为正面、水平面、侧面转向轮廓线改为前后、上下、左右转向轮廓线更为确切。那就是说球的投影图中的三个圆(图1右图)可以描述为“球的正面投影的圆就是球的前后转向轮廓线的投影,球的水平投影的圆就是球的上下转向轮廓线的投影,球的侧面投影的圆就是球的左右转向轮廓线的投影[4、7]”。这与“曲面立体的投影应归结为曲面立体的轮廓线和转向轮廓线的投影”相一致。

同样的道理对于圆柱、圆锥的投影分析也是如此。

2 对“组合体画图、读图的方法和步骤”的正确理解与应用

在讲解画组合体视图的方法和步骤时,很重要的步骤就是视图的选择,要求把反映机件的主要形状特征的视图作为主视图,主要形状特征应是组合体整体的形状特征或是组合体的主要部分的形状特征而不是物体的局部或组成部分,这就像人的正面免冠照片一样,人的面部表情、长相通过正面照片才能完美的体现出来,其他方向的照片都不可能做到。但是针对机件的局部或是其他组成部分主视图并不一定反映该局部或该组成部分的形状特征,就像人的正面照片中人的耳朵一样,耳朵的形状特征通过侧面照片体现的更明显。

在读组合体视图时,跟画图一样,一般首先从主视图入手分析,按照三视图的投影规律,划分线框,这是因为主视图反映该组合体的主要形状特征。然后对照其它视图,想象出组成组合体的各个基本形体的形状,此时特别注意的是各个基本体的形状特征视图并不一定在主视图上(跟人的耳朵一样),因此需要找出反映该基本体形状特征的视图,再对照其它视图中表达该部分的投影,想象出该基本体的形状,然后再确定各个基本体的组合形式及相对位置,最后综合想象出组合体的整体形状,这就是读图过程中形体分析法的应用。而好多教材在这方面强调的不够,甚至有的教材认为主视图不一定反映组合体(整体)的形状特征,需要找出反映组合体形状特征的视图,然后对照其它视图,想象组合体的形状,这里错就错在“组合体”和“基本体”不是一个概念,组合体是机件的整体,基本体是组合体的组成部分,是组合体的局部,组合体的特征视图通常就是主视图,这和组合体视图画法中的主视图选择原则相一致的,而基本体的特征视图不一定是主视图,读图时需要找出与该基本体相对应的反映该基本体形状特征的视图。

3 螺纹紧固件连接画法的相关问题研究

螺纹紧固件连接主要包括螺钉连接、螺栓连接和螺柱连接,教师们普遍认为学生在听课时学的较明白,能够理解教师讲课的内容,但是做起作业来却是困难重重,尤其是参考教材中的相关内容做作业时疑问更多,教师在课后都要费很多口舌去帮助学生解决这些问题,而且历届学生都如此。究其原因,笔者认为是教材里螺纹紧固件连接的画法中所标注的尺寸出现了矛盾,学生看了教材以后,感到教材与教师在课堂上讲解的内容不一致,出现了疑惑,进而问题多多。在讲解螺纹紧固件的有效长度尺寸的计算,与紧固件的画法所标注的尺寸出现了矛盾。以螺栓的有效长度确定为例,螺栓的有效长度的计算公式为[1、5、6、7]:

式中l--螺栓的有效长度;δ1、δ2--被连接零件的厚度;hmax--垫片的最大厚度;mmax--螺母的最大厚度;a--螺栓伸出螺母的长度。其中hmax和mmax是垫片和螺母的真实厚度,需要通过查阅教科书的附录附表(或相关的国家标准)确定,螺栓的有效长度l通过上述各尺寸计算后,在查阅附录附表,从国标的螺栓有效长度系列中确定。附录附表中螺母、垫片的厚度分别有两个,一个是螺母最大厚度mmax,一个是螺母最小厚度mmin;垫片的最大厚度hmax,垫片的最小厚度hmin。在采用公式(1)计算螺栓的有效长度时应采用螺母最大厚度mmax和垫片的最大厚度hmax,而不是螺母最小厚度mmin和垫片的最小厚度hmin,尤其是对精密设备、航空仪器设备更为如此,而有相当数量的相关教材,把公式(1)中的mmax、hmax写成m、h,从工程角度来说这是一个含糊的概念,给人的误解就是m中mmax、mmin和h中hmax、hmin、哪个都可以用,工程实际并不如此,必须选择mmax、hmax,不能选择mmin、hmin。

在螺纹紧固件的近似画法中,平垫片厚度取0.15d,螺母的厚度取0.8d,d为螺栓的公称直径,只要给出螺栓的公称直径,平垫片、螺母的厚度就可以通过上述的比例计算,近似的给出。在螺栓连接的画法中,如图2所示,图中螺栓的绘图长度(不是有效长度)为:

式中δ1、δ2、a与(1)式中的δ1、δ2相同,而式中的h1、m1是垫片、螺母的近似绘图厚度,不是垫片、螺母的真实厚度,和式(1)中的hmax、mmax不相同,此时螺栓连接画法中的垫片、螺母的厚度仍应取垫片和螺母近似画法中的厚度,即:h1=0.15d,m1=0.8d,而多数教材中螺栓连接的画法中的标注如图3所示[1、[2、3],其图中的h、m与(1)式中的h、m相同,这是一个错误暗示,我们知道垫片、螺母都是标准件,标准件无需设计者自己设计、绘图、加工,使用时按规定标记选取即可,因此在螺纹紧固件连接画法中也无需按垫片、螺母的实际厚度画出,仍采用近似画法(即取h1=0.15d,m1=0.8d)以提高绘图的速度。正是因为教材中矛盾的尺寸标注或错误的尺寸暗示,如图3所示,使学生学习时产生了诸多的疑惑,做作业或绘图时不知道究竟选用那个尺寸。同样在螺钉连接、螺柱连接也存在同样的问题,为了避免出现类似的问题,必须将图3中的h、m字母换成其他字母或h、m字母带上下角标的形式以示区别,如h1、m1。的目的,提高工程图学基本理论在工程图中的应用效果。

4 结论

上述所阐明的工程图学基本理论在应用中出现的问题,有的存在于个别书刊和个别教材,有的是各类书刊、教材普遍存在的问题,这些问题都是笔者在多年的教学与工程实践过程中,从所选用的各版本的教材和参考书中所体验和发现的,通过研究加以修正,修正的结果可以为后续编写同类书籍的同行们提供参考,以达到提高工程图学类教材及相关书籍编写质量

摘要：通过多年的教学与工程实践,发现了正投影的基本原理在工程制图应用过程中存在着诸多问题,并对这些问题加以深入研究,指出了问题的错误所在及正确的表达方法,同时为后续编写同类书刊、教材的同行们提供参考,以达到提高工程图学类书刊、教材的编写质量,使工程图学类书刊、教材真正成为机械制图及技术制图国家标准的宣传者和推行者。

关键词：工程图学,基本理论,应用,研究

参考文献

[1]何铭新,钱可强.机械制图[M].北京:高等教育出版社,2003:83-230.

[2]杨裕根,诸世敏.现代工程图学[M].北京:北京邮电大学出版社,2007:79-218.

[3]唐克中,朱同钧.画法几何及工程制图[M].北京:高等教育出版社,2006:25-191.

[4]关丽杰,杜永军.画法几何与机械制图(上册)[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,2004:30-200.

[5]中国标准出版社,全国紧固件标准化技术委员会.中国机械工业标准汇编.紧固件厂品卷(上)[M].北京:中国标准出版社,2001:3-718.

[6]王春华,郭凤.画法几何与机械制图(下册)[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,2004:3-22.

工程图学教学改革浅议 篇4

1 教材的及时修订与内容改革

我们的制图课程是对相关国家标准的贯彻, 为了更好和国际接轨, 我们的国家标准年年都在修订, 为了贯彻最新得到国家标准, 我们的教材必须及时地修改。从教学内容上说, 为了适应当前的教学环境, 也需要进行很大批篇幅的修改。即, 利用较少的学时, 使学生掌握读图和画图的能力, 使其满足后续课程及毕业后工作的需要。也就是要我们的教材内容少而精。

1.1 授课内容的重新编排

对传统制图内容削枝强干, 力求少而精。由于Auto CAD具有强大的辅助绘图功能, 因此在一定程度上削减画法几何内容, 降低立体表面交线的求画难度;以工程应用示例为主, 以定型分析和简化画法为主, 并且适当削减手工仪器绘图方法及训练等内容;加强反映现代科学技术的新内容、新知识, 较大幅度地增加计算机绘图的内容;力求使授课内容的编排针对性、实用性强, 并且具有鲜明的时代特色。

适当加强徒手绘制草图的能力, 既有利于加强学生徒手画草图的能力的培养, 又有利于加速培养学生空间想象能力、形体构思能力和提高学生的学习效率;制图与设计紧密结合, 零部件结构介绍与构形设计紧密结合, 以适应后续课程———机械CAD对本课程的要求。此外, 在授课内容的安排上还要注意有利于现代化教学手段与方法的采用。

1.2 采用新型的教学方式

通常认为计算机绘图课是在以画法几何, 机械制图及计算机初步知识为基础的, 没有这三门课程作为基础计算机绘图课无从谈起, 所以传统的教学方式是图板与计算机是分开的。这样做不仅教师在授课时体力劳动量大, 而且学生在学习工程图学课程时积极性不高。但是随着现代科技的发展和普及, 计算机对学生来说已经不再陌生, 很多CAD图形软件应运而生, Auto CAD是其中的佼佼者。Auto CAD是集三维设计、实体几何造型、真实感模型显示和数据管理于一体的功能完善的CAD系统, 不仅操作方便, 而且还提供了丰富多样的二次开发接口。计算机辅助设计已在各个领域广泛应用。很多用人单位都将熟练掌握计算机绘图作为选择人才的一项重要标准。而传统的教学方法就是图板和图纸。针对这种新旧教学方式变革阶段的矛盾, 提出一种新型的教学方式———将Auto CAD绘图与传统机械制图内容融为一体, 即将图板与计算机结合起来。把众多的Auto CAD命令灵活地穿插到制图的各授课单元中, 深入浅出地讲授Auto CAD的基本概念和绘制各类图形的方法与技巧。通过这种授课方式, 可以教会学生能利用手工绘图工具和计算机熟练地绘制各种机械图样。而且实践也证明, 将计算机绘图与传统教学方式结合起来会产生很好的教学效果。

1.3 增加教学模型和练习模型

充分利用教具, 教学模型和挂图, 让学生多看一些实物模型, 在学生头脑中逐渐地树立起各种形体的概念, 尽量让学生多接触实物, 提高学生的空间想象能力。尽快建立模型室, 给同学们提供一些基本形体零件, 让学生利用它们的组合, 形成多种形式的复杂及其零件, 并画出组合体的三视图, 这样就可以充分发挥学生自己的想象能力, 最大限度地调动了学生的学习积极性。

2 采用现代化手段

2.1 CAI课件的制作

相对于传统的制图教学而言, CAI课件有着突出的优点:信息量大, 生动形象。例如在组合体一章中, 多媒体课件可以演示三维动画, 复杂的三维形体有哪些基本形体构成或基本形体是如何被切割成了复杂形体, 复杂形体的生成过程可以生动形象地演示出来;对于零件的表达方法, 可以利用多媒体课件演示各种剖视的剖切过程, 清楚地看到零件的外部形状和内部形状。多媒体课件在零件图和装配图中的优势更为明显, 可以利用多媒体课件, 真实地再现零件的加工和装配过程。CAI课件的开发还要结合教学实践反复进行改进。

2.2 CAD软件的教与学

计算机绘图课是实践性很强的一门课程, 学生不亲眼看到教师是如何操作的, 仅仅依靠对书本内容的学习是很难学会这门课的。因此在教学过程中应采用大屏幕教学和CAI课件等现代化手段, 教师边操作, 边讲解, 学生每人一台电脑随着教师操作。

由于教学过程有一定的特殊性, 在CAD课堂上, 对学生的课堂反映和行为提出了不同以往的要求。例如, 教师在利用计算机讲解某一概念, 或演示某一操作时, 要求学生的注意力全部集中在计算机屏幕上的信息变化, 不要分散注意力和破坏全班教学的同步性。为了更好的进行CAD教学, 要充分考虑硬件和软件系统。

2.2.1 硬件的配备

从硬件上来看, 不仅要求学校购置大量的微型机, 而且相应多媒教室的硬件配备也要完整, 这样可以更好的促进教学效果。

2.2.2 软件系统

软件系统包括微型机上运行的交互性好的操作系统、功能强大的绘图软件、可控性好的多媒体教学软件等。

要达到理想的教学效果, 我们还需要对教学效果进行动态变化, 过程直观地显示在学生面前, 学生的兴趣和动态性大为提高, 教学效果也非常令人满意。

在重视计算机教学的同时, 要认识到无论CAI课件过么先进, 最终必须要由教师来参与并完成;同时也要认识到工程制图教学过程的特殊性, 不能完全依赖CAI课件, 要充分认识到人与机的不同优势, 把两者有机的结合起来, 尽量发挥各的长处。

3 测绘模块的加强与完善

由于制图课程与后续课程的衔接不够理想, 以及在毕业设计中对制图的重视程度的降低, 直接导致了多数本科生的制图能力的下降。为提高本科生的培养质量以及今后就业的竞争力, 应在本科毕业设计前, 针对机类学生, 安排测绘课程:选用一些比较典型的装配体, 加强对表达、标注尺寸、结构方面知识的理解与掌握, 为毕业设计及参加工作打下良好基础。

参考文献

[1]金铃等.画法几何及机械制图[M].哈尔滨:黑龙江人民出版社, 2003, 7.

[2]R.M.加涅等.教学设计原理[M].上海:华东师范大学出版社, 1999.

我国工程图学 篇5

1 现有图学教学方法的利弊

我国图学教学方式经历传统教学模式、多媒体课件、计算机绘图几个过程。

传统的教育手段是以教师和教材为主要知识来源,主要依靠口授、板书、挂图、模型等形式来表达教学内容[3,4,5],这些对于画法几何的投影理论和简单组合体的投影表达,教师容易讲述清楚,对于复杂的结构,教师不易讲清楚,不利于学生形象思维能力的培养和主观能动性的发挥,影响教学质量,降低了课堂时间的利用率。

计算机技术的飞速发展,为工程图学这门学科注入了新的活力。多媒体课件画面形象生动、具体直观、借助多媒体可以实现文字、图像和声音等多种信号同步输出,使整个教学过程更加生动、直观、形象和快捷[6,7]。可以使课堂变得活跃,充分发挥学生的想象力和创造力,减轻了教师的教学负担。但多媒体教学存在着很多缺陷,由于目前国内各所高校都有自己开发的工程图学课件,所以很多新加入的年轻授课老师备课不认真,按课件内容直接上课,从而引起与学生互动环节少,讲课的节奏快,学生不能记笔记,加之每节课大量的信息量,学生很难在较短的时间内跟上教师的思维节奏。于是出现了上课时学生认真听课的越来越少,上图学课学生看其他课程,课后拷贝课件,考试时突击看。因此整个图学课程学生投入的时间非常少,所以就出现了文中所述的考完试,学生什么也没学到。可以说多媒体作为一种电教媒体只是辅助教学的手段,是一种形式,只有教学内容才是核心,并不是所有的课程都适合用多媒体教学。在这一点上,教师应根据教学内容来合理地安排教学,灵活运用,不能图省事而一律用多媒体教学。

随着科技的迅猛发展,计算机绘图软件也不断更新和日益普及。特别是随着大量三维软件的问世,绘制工程图纸变得越发简单。首先进行三维造型,而后生成工程图纸,非常方便,该种方式不仅直观,而且可以进行力学分析、质心计算等,学生学起来兴趣也高。因为在造型过程中,对于刚刚接触图学的学生来说,这种方式达到所想即所得。因此有的学者提出是否可以将图学课程在现有的基础上继续压缩学时,以三维绘图软件为平台,建立从体到图、淡化画法几何教学的模式[7],笔者认为其单向思维模式较难成立,也贬低了画法几何学的功能价值。

可见以上三种教学方式各有利弊,因此有的教师将几种方式结合,采用以多媒体技术为主,以板书教具为辅的手段进行讲述,虽取得一定的效果,但与没有多媒体之前的学生相比,还是有较大的差距。可见,对现有的教学模式必须进行合理改革,才能适应目前高等教育发展的需要。

2 引入工程背景知识的教学改革

引入工程背景知识的教学改革包括知识点的引入、课件的制作、与之相关的视频影像的剪辑、紧密相关的造型软件的引入、相关实验室和相关课题组已有成果的引入等。其中引子激发学生的学习兴趣,课件增加表现力,影像使同学们了解讲述内容的具体应用,造型软件满足同学们产品设计的要求,相关实验室与之相关的已有资源的利用让学生深入课题,及早了解加工技术,加工理论和产品设计理念。使课程内容和教学方式符合生产实际的需求和技术发展的趋势。

2.1 每讲引子的编写

引子是每次讲课之前必须要认真考虑的环节,通过引子的讲述,使学生理解所学知识的目的,激发学生的学习兴趣。这点对教师的要求较高,教师既要有实际产品的设计经验,又要有实际零部件的加工经验,同时对生产第一线新技术、新工艺、新工具有所了解。采用融会贯通的教学方式,这样做的好处是学生兴趣较高,听讲认真,在不知不觉中就掌握了每堂课教师所传授的知识。如直角三角形法的引子可以这样讲述,在日常生活中,同学们看到的联通信号塔、体育馆的屋顶、电视塔等等都是根据我们讲述的制图基本知识绘制的工程图纸加工出来的。这些物体无论选择哪个方向投影,在其工程图上,都会出现许多在三个投影面上的投影均呈类似性,既不能反映该线段的实长,也不能反映该线段对投影面倾角的一般位置直线。因此在施工过程中,必须求出实长,才能进行加工。这样不仅节省材料,而且可以加快施工速度。对于一般位置直线,我们必须求出实长。再如相贯线一节,可以举的例子非常多,包括以教室内的暖气管道、消防设施的三通阀、四通阀为例,也可以以油罐车为例、也可以以自行车的三脚架为例进行讲述。由于这些例子随处可见,教师在授课过程中,学生会紧跟教师的思路,将实际情景和所学知识融合到一起。采用这种方式,课堂气氛活跃,互动性好,知识点掌握快。

2.2 每堂课课件的制作

根据每节课所讲解的知识点,设计合理的课件内容,充分利用多媒体教学的自身优点,激发学生学习兴趣,使视觉、听觉、触觉多种知觉系统协同参与学习,有助于知识获取的精确和完善性,发展学生的抽象思维能力。把细致入微之处及关键转变点充分地突现出来,切忌不要照抄书上所有内容。同时课件制作过程中,考虑和工程背景知识的联系。这里以双头螺柱的装配图画法为例进行说明,首先给出一个类似于螺柱连接的实物图让学生观察,见图1右边。从图中可以看出:画装配图时,双头螺柱的下半部分的螺纹终止线应与零件1、2的接触表面的投影重合,因为使用双头螺进行两个零件连接时,首先要将其中的一部分拧入主体零件2,直到拧不动为止,这时下半部分螺纹终止线正好与下面的零件的上表面的投影重合,螺柱上部分的终止线低于零件1上表面的投影,这样才能将零件1紧固在零件2上,同时为了安装方便,零件1上所打的孔应大于螺柱的大径。经过上述分析得到的装配简图,见图1左边。这是我在近两年教学中对螺纹部分的讲述方法,采用这种方法学生课后不必看书,认真做几个习题,就很快掌握了知识点。

2.3 每个知识点实际视频影像的制作

结合讲述的不同内容,联系工程实际,工业加工现场或日常生活中的所见,寻找与每堂课讲述内容有关的内容,做成视频,并将视频有机融合到课件中进行,达到快乐学习的目的。这里以螺纹加工为例进行说明。目前的课件螺纹的加工过程有两种形式,一种是实际加工过程的一个截图,一种是一个动画,这种形式对于大一学生来说,理解起来有一定的难度,因此这里我将螺纹的应用和几种加工方式做成视频短片,并辅以配音,在课堂播放,学生就会很快地掌握螺纹知识。

2.4 将三维造型软件应用到每堂课教学中

与传统的以二维视图表达产品的设计相比,从三维构形开始的设计更符合人的设计思维逻辑。目前,随着计算机造型与辅助设计能力的日益提高,产品的设计过程常常是从三维构形开始的。结合每堂课所讲述的内容,将三维造型理念引入其中,给学生一种更加直观的感觉。这里以用CSG体素构造法分析空间形体知识点的讲解为例进行讲述。

CSG(Constructive Solid Geometry)体素构造表示法,是用计算机进行实体造型的一种构形方法,也是一种新的构形思维方式。这种构形方法的描述,既符合空间形体的构形过程,又能满足计算机实体造型的要求[8]。

体素构造表示法把复杂的实体,看成由若干较简单的最基本实体经过一些有序的布尔运算而构造出来,因此本知识点最适合用计算机三维造型软件来讲。这里采用SolidWorks进行讲述,避开了直接用课件方式进行讲述的弊端,学生理解起来容易,掌握知识点方便,而且通过这种讲述方式,学生在三维空间中,进一步加深了对相贯线、截交线的理解.

2.5 课题组成果和与之相关的已有资源的利用

目前很多学校的低年级学生都在新校区上课。新校区虽然环境好,但工程训练中心和相关实验室并没有建好,因此学生很难接触到机电产品的实际设计、加工环节,这就给教师授课增加了很大的难度,这时作为授课教师要尽量提供这种环境,使学生熟悉产品设计、加工、装配过程。例如,可以将相关实验室和课题组已有的开发的机电产品做成多媒体向学生进行传授,这样做的好处是,课题组的研究成果,一般都是机械结构简单,结合电控的产品,且功能简单,适合当前机电行业发展趋势,有利于学生对工程图学重要性的理解。

如果能从以上五个环节上进行多媒体课件的设计,在课程讲述的时候,学生首先了解知识点的应用背景、应用在哪些方面。学生理解容易,教师教起来省心。但很多教师不能完全具有前面的几个条件,但高校可以通过组织教师参加培训、参观、实际加工、装配等环节提高教师的实际经验,并将所学知识融会贯通到实际教学环节中。

3 结论

从全局的观点和战略的角度出发,分析了图学教育发展的历史,指出现有图学教学方法的弊端,给出了基于工程背景知识的工程图学教学改革的方法。该种教改方式我已讲述了几轮,从教学效果来看,明显好于现有图学教学方法,课堂气氛活跃,精力集中,学生的读图和绘制工程图样的能力明显提高,达到课程内容和教学方式符合生产实际的需求和技术发展趋势,取得了较好的教学效果。

参考文献

[1]陈亦望,周治林,陈宝林,等.建立现代工程图学教学体系,主动适应科技发展[J].高等工程教育研究.1998,(3):13-14

[2]李杨,杨文通,张爱平,皇甫平,等.工程图学教学思路和方法研究[A].第十五届全国图学教育研讨会暨第七届工程制图CAI课件演示交流会论文集[C].2006

[3]费玉珍.如何激发学生学习《机械制图》课的兴趣[J].新疆职业技术教育.2005,(3):21-22

[4]王慧,武震,杨丽颖,等.现代工程图学课程体系及教学内容的改革[J].建材高教理论与实践.1998,(3):51-52

[5]孙根正,刘荣光,肖银玲,等.高等学校图学教育现状及分析[J].工程图学学报.2000,(04):129-134

[6]焦永和,张彤,陈军,董国耀.我国高校图学教育的现状与发展[J].工程图学学报.2004,(4):125-130

[7]于兵川,吴洪特,曲宝龙.工科类非机械专业《工程制图》课程教学改革探讨.中国科技信息[J].2006,(9):257-258

工程图学课程改革研究与实践 篇6

关键词：教学观念,创新意识,自主学习,双语教学,综合素质

随着社会的发展, 如何培养“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的现代工程人才, 是我们高等工科院校所面临的新课题。

从工科毕业生质量跟踪调查反馈的信息和社会用人单位对学生素质要求看, 毕业生有三个明显的不足:基础知识教育不足、实践能力不足和创新能力不足。同国外大学生相比, 尤其是动手能力差、应用知识少、适应社会能力不强。

工程图学作为高校一门工程类理论与实践并重的重要技术基础课, 特别是它的图形性、基础性、工程性等与其他课程相比有着不可替代的作用。我校工程图学系列课程划分为六类, 每年面向六个学院, 十四个专业, 学生数量多, 涉及面广。工程图学课程面临着要求越来越高, 内容不断增加, 学时慢慢减少的局面, 如何在现有的学时内, 结合各专业的需求, 使学生在有限时间内掌握相应的图学知识, 并得到创新能力、工程能力和专业外语能力等培养, 来满足社会的需要, 是工程图学课程教学的目标, 也是图学教师所面临的新课题。

1 研究的主要内容

1.1 转变教学观念

根据社会对人才培养的要求, 将应试教育模式转变为素质教学模式;将以教师为主体转变为以学生为主体的教学思想, 着重培养学生的图学能力、计算机操作能力、自主学习能力。积极探索以授课体系为主线, 以现代化媒体为手段、以加强实践为重点, 以培养和发展学生的综合素质为目的教学模式。把空间思维能力和科学探究作为课程改革的突破口, 从而提高学生的综合素质。

1.2 新建教学体系

我国原有的工程图学课程体系和内容, 是以传统画法几何和工程制图为主, 着重点在于“制”字, 是以培养学生的绘图和读图能力为重点, 以尺规绘图为主要手段, 以二维图形为核心的教学体系。

我们在工程图学课程教学实践中, 乃以“与人才培养模式相呼应、与计算机技术相联系”为出发点, 采用“以必需够用为度, 掌握概念, 注重应用, 以计算机绘图技术为手段, 以培养和发展学生综合素质为重点”的教学新体系。为了适应这种教学思想的改变, 将工程图学的基础理论与工程实践活动、计算机技术相结合。在图学教学中, 我们加强徒手草图训练, 增加构形设计、引入三维造型设计, 提出了加强计算机绘图基本功的训练, 注重现代设计和创新能力培养;此外, 我们在机类专业中进行双语教学, 自己编写双语教材, 使学生在掌握本学科理论知识及制图技能的同时, 接触专业英语词汇, 提高专业英文阅读能力。

在总结工程图学课程二十多年教学经验和科研工作的基础上, 并考虑后续课程要求, 对原教材内容进行了系统的调整和增删, 使课程教学体系具有良好的系统性和实用性。

1.3 改进教学手段

面对授课信息量的逐渐增大和学时数的不断压缩, 传统的黑板、粉笔、模型和挂图的教学手段远远不能满足需要。在学校的大力支持下, 我们在应用传统教学手段的基础上, 引进和研制开发CAI课件, 授课全部在多媒体教室, 加强采用多媒体和实物投影等现代化手段。

我们还利用网络技术, 将CAI多媒体课件和习题挂在网上, 供学生课外学习和练习。

1.4 加强实践环节

工程实践是培养学生工程意识、启迪创新思维、分析并解决工程问题、提高综合素质的重要环节。我们打破原有的固定模式, 将尺规绘图、计算机绘图和徒手绘图有机结合;采用一题多解、构形设计、综合练习、零件测绘和多种绘图技能等实践活动。特别是在原有的计算机二维绘图的基础上, 又开设了计算机三维造型训练, 让学生掌握三维设计表达的技能, 以适应现代设计发展的需要。

1.5 改革考核方式

1.5.1 开发考题软件

建立计算机试题库进行考试是命题方式的重要改革, 采用计算机试题库出题保证了命题组卷的客观性和科学性, 对提高工作效率, 实现教考分离, 提高教学质量, 将起到十分重要的作用。软件基于Auto CAD, 运用Autolisp语言编写的, 实用性强, 操作简单, 组题速度快。

试题库的题目组织主要从三个方面进行考虑: (1) 覆盖面广; (2) 重点突出; (3) 难度适宜。每一个主要知识点内容的题目都分为三个等级:难题、提高题、基本题。每套卷子选题中有60%为基本题, 30%左右为综合题, 10%左右为提高题。并有参考答案和评分标准。

1.5.2 考核方法多样

考试很大程度是学生学习的导向, 要想注重学生能力培养, 提高教学质量, 必须对考试形式进行改革。把考核方式从面向结果逐渐向面向过程转变。

我们根据课程的设置、教学大纲的要求, 除了对理论性很强的内容采取考题软件组题, 学生闭卷考试外, 还适当增加方法多样的阶段小测验 (包括讨论、草图设计、手工大作业, 二维、三维上机操作) , 注重学习过程评定, 并加大平时考核成绩在总成绩中的比例 (占50%) 。

2 实践效果

2.1 自主学习得到加强

教师在教学过程中与学生积极互动, 注重培养学生的独立性和自主性, 引导学生质疑、调查和探究, 掌握科学的思维方法, 帮助学生养成良好的学习习惯, 学生学习的独立性和自主性大为提高, 学生变得喜欢提问题、发现问题和探究问题, 自主学习能力明显提高, 促使学生学习成绩也明显上升。

2.2 创新能力得到提高

将三维CAD与工程图学中有关内容融合, 让学生初步掌握现代工程设计的新技术, 对拓宽知识与提高绘图技能起到了积极的作用。在举办的”高教杯”全国先进图形技能与创新大赛中派出的参赛队获得多项大奖。

将构形设计加入教学中, 学生通过构形设计, 强化了空间分析与想象能力, 锻炼了动手能力, 培养了创新能力, 为学生后续学习和研究打下了良好的基础。

2.3 专业外语提供空间

自编的双语教材和多媒体课件, 给学生创造学习和使用第二语言提供空间, 学生的专业英文阅读能力得到极大提高。

2.4 成绩评定学风好转

改革评定成绩方法, 学生注重了平时的学习, 应付考试的思想开始淡化, 加强了学习过程的自觉管理, 营造了良好的学习氛围, 使教学质量得到明显提高。

2.5 考题软件教考分离

采用计算机题库出题, 实现了教考分离, 克服了个人命题中出现的片面性、随意性, 保证了命题组卷的客观性和科学性, 促进教学质量得到明显提高。

3 结语

浅议工程图学课程教学改革 篇7

我国传统大学教学理论重视课程的理论性和完整性,但忽略教学中的实践性和创新性。具体表现如下:教学目标依据教学大纲而设定;课堂教学主要以讲授理论为主,讨论课以及课后练习为辅助;教学内容单一,教材整体更新换代速度偏低;评价方式以考试为主,作业为辅。传统教学有利有弊。

传统课堂教学中最大的优势是能使学生在短时间内快速掌握知识。教师一步到位的讲解方式,让学生节约了很多时间。在高校逐年扩招的形势下,教学效率的重要性就凸显出来。传统教学中教师更重视理论基础的分析和比较,通过比较和深入探究,加深学生对基本原理的认识,这对后期的实践创新也有一定推进作用。

2 我国工程图学的教学现状

2.1 课时减少

教学理念的转化让本科教学总学时缩短,随之而来相关的课程学时也减少了。在缩短学时的大趋势下,工程图学首当其冲,因为部分人认为制图学的学习内容很少,只要有投影概念,或者记住基本制图标准,就能完成绘图工作。这样的理念根源于缺乏对工程制图学的认知。

开设工程制图学课程主要是为了培养学生阅读和绘制工程图的方法,通过图纸让学生对整体工程有深刻的认知。这门课程不仅涉及系统理论,还是一门实践学科。具体教学内容包括形象思维、逻辑思维训练,可帮助学生养成遵守制图标准的习惯,培养学生严谨的工作素养,因而训练课成了教学活动的核心。教学中出现制图问题,一方面是由于院校扩招,生源质量下降;另一方面是由于课时减少,影响了教学内容和教学环境。

2.2 课程内容减少

课时减少的负面影响是课程内容压缩,根据制图课程大纲,教学要求低,教师认为学生不应把大量的精力和时间花费在“画法几何”和“制图基础”上,导致学生对“工程制图”课程认识不到位。

教学过程中点、线、面相贯、组合体投影不仅是制图工作的重要准备步骤,更是培养工程学生逻辑思维和形象思维的有效方式,对开发学生的智力有较大帮助。一个成功的设计师在社交方面取得的成就,制图课上的主动和被动训练带来的积极影响不可否认,特别是与工程设计关系密切的空间思维控制能力不可忽视。

2.3 轻视手工绘图

当前部分人认为计算机绘图工具的存在会导致传统的尺规绘图被取消,认为目前徒手绘图已不复存在,或者说无任何存在理由。在测绘组合木或者装配体零件时,大部分测量都要运用尺规绘图。这类想法一方面来源于外界,另外一方面教师本身也持有这类想法,因而在教学中多少会流露出来,传递给学生,学生在平时的学习中多多少少受此影响,学习中也不重视手工绘图的学习。

随着科学技术的逐年发展,任何新产品无论从研发还是从总体方案制定的角度,都不能离开具有创新灵感的手工草图。一个产品在前期改制时,需要用手绘制大量手稿,这样做便于在绘制时改动,也可以通过绘制寻找灵感,这是计算机绘制所不能达到的效果。但是学生刚接触手绘图时会感觉不适,尤其是没有任何绘画基础的学生,更有一种无从下手的感觉,因而教师在教学时需要极力调动学生的学习兴趣,让学生意识到手绘图的重要性。

3 工程图教学设计改革方略

3.1 结合专业特征,整合教学资源

工程图课程教学中需要结合专业内容,这样开展的教学才能更具实用性,因而教学要求结合工程图学和工业设计,大胆改革现有的教学体系。

另外学习工程图学不能把教学重点停留在课程学习方面,更应该结合后续课程,落实好工程图学的设计意图,让学生更好地表达自己的理念和想法,在后续的设计中给出完整的三视图,鼓励学生应用工程图学,让整体设计输出更具完整性,转变设计只能看效果图的理念。教学方法的变革,主要体现在教材变革,编写与之相关的工程图专业教材。教师根据自己的教学经验或者其他参考资料为依据,设计教学内容,因而教学上随意性比较大,部分细节没有注意,导致教学出现很多漏洞。

系统规划工业设计专业工程图教材时,要求设计的教材在满足工程图基本要求的前提下还能结合自己的专业特色,可以引入艺术专业教学中的透视图和传统的轴测图,运用对比教学方法,有助于学生快速理解轴测图的基本知识。

3.2 结合学生特征,转变教学方法

教师在开展工程图教学进程中要抓住学生创新思维能力的特点,多运用教学实际案例,锻炼学生的形象思维能力,让学生把自己的抽象思维逐步转化到形象思维上,转化过程中还须融合自己的想法。

教学中需要给学生留出更多的空间,让学生主导课堂教学,教学中教师做系统化理论介绍,以教学实例为基础开展课堂教学,运用视觉化的形象思维引导学生思考问题。比如当开始一个研究课题时,先要拟定教学目标然后规划出最后的研究形式,学生根据教师提出的要求尽量完成。

3.3 开展实践教学

“工程图学”作为基础学科,主要目的是开展专业化的服务,教学中专业间的衔接是必不可少的环节。目前很多高校制图研习都是独立学科,与其他专业学科结合较少,学生对该课程的理解很单一,认为这门课程对他们专业化学习影响不大,没什么实际作用。比如机械专业的学生,专业类学科知识掌握很好,但是真正提交机械图纸时不是不能达到教师要求,就是不能将自己的设计理念体现在图纸上。出现上述问题的主要原因是专业课本身实践交流机会较少,还有就是缺少与专业课相关的其他学科互动,知识之间也应有互动和交流。

为了解决上述问题可以开展以下教学方法。第一,课程内的教学实践活动,学生听再多的描述,不如给学生展示实物让学生理解更透彻。比如教师在上课时给学生描述一个零件的具体加工过程,但是学生没有接触过该零件,那么整体的讲解便感觉如同“隔靴搔痒”,学生处于一种似懂非懂的状态,但是如果带领学生参观生产空间,学生亲自见证零件生产过程,对零件有深入讲解后,教师开展的任何讲解形式才有效果。由此可见,课程内的实践活动需要贯彻在整个教学过程中,学生掌握理论知识后才能获得实践的验证和支持,并在接触实践的过程中,强化学生的形象思维。第二,开展跨专业的实践教学活动,主要从学生的角度考虑问题,由于专业内课程之间有相互联系性,因而任课教师更关注于自己教授的课程,忽略相关课程之间的互动和交流,这将不利于学生全面掌握知识。目前,在跨学科整合方面,重庆大学开创了工程图学、机械原理、机械设计、机械制造技术基础4个教研室和实验室整合教学活动,打破传统的根据课程情况建立教研室和实验室的教学模式,让课程之间衔接更紧密,学生学习这4门课程中的任何一门都能进入到全天开放实验室观察,学生也能挑选适合自己的指导老师。建立该教学基地的最大优势在于实现资源共享,便利实践教学活动。

4 结语

工程图学教学改革发展大趋势下要求根据院校和专业情况,投身于院校建设中,树立全新的改革思路,结合本课程的实际发展规律,树立“工程图学”的课程教学地位。

参考文献

[1]李长虹.关于工程图学课程教学改革的思考[J].贵州师范学院学报,2012(12):21-22.

[2]刘方伟.工业设计专业工程图学课程教学改革的思考[J].科技信息,2011(17):19-20.

[3]马金平.对《工程图学》教学改革的思考[J].正德学院学报,2009(2):37-40.