开放式教学法工程制图（共12篇）
开放式教学法工程制图 篇1
目前, 以电大开放教育为依托、以构建终身教育体系为目的的开放大学建设思路基本形成, 作为开放大学建设的核心内容, “专业与课程体系”的建设问题摆在我们的面前。我们认为, “微课”从适应性学习、协作式开发学习、社会化学习、移动学习等方面都十分契合未来的在线教育模式, 能够为未来教育发展、教师资源建设提供更大空间。但目前关于微课的研究大多在阐释其理念与应用前景, 故仍需对现有实践中的微课模式, 尤其是微课的设计与实施, 进行深入的审视与总结, 提出具体的设计模式。因此, 我们旨在对微课缘起进行梳理, 进一步深化微课概念, 并通过《机械制图》这一具体课程案例, 把握微课的整体结构, 回答如何设计有效的微课模式及评价框架, 以期运用微课理念的学习更好地促进学习。
一、课题研究相关内容概述
(一) 课题内容的界定
本课题中, 我们主要从机械制图模块式课件的制作和使用、机械制图习题库的编制与使用、电子教案库的编制与使用等方面积累资料, 进而从理论到实践步步深入, 研究微课对机械制图, 乃至开放大学课堂教学管理的有效方式。
(二) 课题目标
课题的主要目标是探讨突出微课的优势。区别于平时我们在机械制图教学中常用的ppt, 使微课使用起来更方便。日常工作中把微课和常用的课件有效结合, 使微课更好地走向学生, 真正地为教学直接服务。
(三) 确定微课制作内容
《机械制图》课程作为机械类和近机类学生的技术基础课, 其教学内容必须突出它的基础性、实践性、创新性, 课程内容主要包括投影基础、投影制图、绘图基本技能三部分。
二、机械制图微课运用中的潜在问题与风险
(一) 没能抓住学科内容、学科本质来制作
微课应该表现为帮助记忆、激发兴趣、促进理解、提升素养几个方面。不好的微课主要表现在以下几个方面:1) 画面切换不及时, 让观众无法看清黑板或屏幕上的字或图片。2) 试图展示教学的全过程而忽视了重点的突出。这在分秒必争的微课中是一个大忌。3) 教师讲授水平不高, 语言不够简洁明了、讲课没有激情。4) 录制效果差、画面不够简洁、或者过于炫耀技巧等。
(二) 微课的组织形式不到位
微课要求每次说明一个问题、说清一个观点即可, 不必面面俱到。目前部分微课切入点选取较大, 选题不当。有些微课并非重点、难点或疑点, 内容一般, 没必要做成微课。每一级的微课没有明确指向, 没有给出具体的操作办法, 操作性不强。
(三) 忽视案例的收集和分析
案例是理论的故乡, 案例 (操作实例) 的收集和观点提升是微课成功与否的重要支撑点。部分微课缺少教学策略, 平铺直叙、空洞讲授、缺少案例, 整个微课没有高潮、没有起伏, 无法调动学生的学习积极性。
三、积极探索微课在开放大学教学中的运用
(一) 注重积累微课素材
积极寻找微课出发点:从学生知识点的掌握方面入手, 突破难点、落实重点。针对学科特点, 梳理出一些相应的知识点, 选择较小的切入点, 制作成微课程。
激趣的切入点———引导与学科教学相结合。微课要为学生而用, 学生可以随时观看, 从而掌握相关的知识点, 温故而知新, 对于学生掌握知识点和拓展相关知识是很有帮助的。
1. 搜索专业报刊, 学科杂志等上面的策略
微课与微型学习 (Micro-learning) 、微型课程 (Micro-lesson) 等“微”概念有所区别, 但又遵循相同的教育思想;我们采用内容分析法, 融合网络课程评价标准与微课理念作为新的分析框架, 对国内外有代表性的微课网络学习资源的设计进行比较, 寻求微课理念的共性与特性。最后融会三者优势, 建构能有效促进学习的微课模式。
2. 针对课堂上的小现象进行开发
机械制图课程的绘图技能、模型测绘和构形设计主要通过实训课完成。实训课教师讲清要点、要求, 学生独立完成实训内容。实训内容分为基本技能和综合实训两部分。通过实训不仅要使学生真正理解课堂教学中介绍的基本概念, 并学会应用知识解决实际问题, 培养和提高学生的分析问题能力、绘图和读图能力和创新设计能力, 而且检查学生掌握知识的程度和教师的教学效果, 及时发现教学中存在的问题, 改进教学, 为后续课程打下基础。
(二) 注重微课的开发形式
1. 以课堂为主体, 以提升学生素质为关键
微课的开发应把有效的课堂做为主体。因此, 可以将学生单一的课堂内的学科学习, 通过微课的开发提升教师的专业能力, 让教师们掌握在课堂上不留意的一些细节进行研究。在实际教学过程中针对模型做手工绘制草图能力训练, 再利用计算机软件把工程图样绘制出来。这样既提高了学生自己动手和构图的能力, 又加强了使用计算机绘制工程图样的能力, 大幅提高学生素质。
2. 做好规划, 实现资源共享
对学科微课, 既要有上位的规划, 又有下位具体微课的支撑, 建立素材库, 做到资源共享, 这样才能更快地完善起来。
学科微课中还要注重有策略的进行开发。分版块, 分序列, 成体系。机械制图以“图样”为对象, 必将涉及到制造、装配、公差等一系列问题, 因此综合性相当强, 从课程的系统性出发, 讲究知识的系统性、严谨性、完整性。微课的开发就必须模块化。
从单一学时的多媒体课件起步, 到目前建设完成的网络课程, 我们在现代教学中的探索从未停止。在已有优秀教材的基础上, 根据课程大纲要求, 以文字教材为基础, 抓住重点和难点, 尤其是适于用图像、二维和三维动画、音频、视频的形式表达的内容, 制作配套辅助教学多媒体课件, 将制图教学中难以理解的内容、知识形象地展示给学习者。我们将制作完成的课程电子教案、助教课件与助学课件全部置于校园网。
3. 注意与传统教学优势互补
初级开发时, 与本身常规教学进度同行, 把平时上课用课件整合提升, 按册做成微课系列, 实用将会很强, 制作难度也会降低。对于某一个知识点的突破的微课、针对课堂上的小现象进行开发。学科知识点及方法的归纳与梳理, 课的导入与总结。结合机械制图要求空间想象能力的特点, 用趣味性较浓的形式, 将教学的重点难点结合。在教学中, 加入一些实际应用的内容, 以此培养学习兴趣, 例如形体表达、零件测绘、拆画零件图、部件测绘、计算机绘图的实验等。我们重新修订了教学大纲, 以适应新世纪人才培养和专业发展的需要;根据不同的教学内容设计相应的教学方法和教学手段, 尤其对适于用图像、二维和三维动画、音频、视频的形式表达的内容, 制作配套辅助教学多媒体课件, 将制图中的知识形象地展示给学生, 使多媒体教学和传统教学优势互补。
(三) 规避微课开发的潜在风险
1) 微课注重短小精悍, 讲授尤其要避免出现 (致命性的) 知识性错误。例如机械行业中一些已经濒于淘汰的机型结构, 就必须在微课开发的内容中删除。
2) 当前仍然存在微课开发和推广的方法、技巧不被人认可, 甚至反对的现象。微课制作标准、规范要求及应用模式、机制措施等迫切需要及早出台。这一点需要在较高层面上引起重视并提出指导性文件, 单靠某个学校或课题组是无法解决的。
微课教学作为一种新的教学手段, 在专业基础课的教学中已经有所推广, 也为专业课教学到来了很大收益。但还没有很好的实证干预来研究应该如何设计、开发与实施微课, 并与具体的应用情境 (如不同学科、不同群体等) 进行整合, 以有效地促进学生的正式与非正式学习。但随着以微课为代表的新型教学资源的不断推行, 相信将来会有更为深入的实证研究与实践来解答这些问题。
开放大学的教学主要是通过远程开放教育平台来进行的, 因此其在线课程设计的质量至关重要。研究在线课程设计具有很强的现实意义。而微课在开放大学的课程开发研究只是起步, 因此本课题的研究有助于电大系统转型开放大学后的课程开发。学科微课要有整体的专业思想, 能站在比较高的角度;微课制作要有体系, 才能高效, 避免重复制作。我们在传统教学模式基础上坚持正确、合理使用微课教学, 一定可以大大提高机械制图课程的教学效果, 达到优化专业教学质量的目的。而研究微课在开放教育的推广, 也就具有了改革开放教育的重大意义。
摘要：随着科技的发展、产业结构的调整, 社会对机械类应用型人才培养的要求不断提高, 对毕业生机械制图能力的要求越来越高, 传统的教学形式已很难适应科技社会的发展。本文就机械制图教学中普遍存在的重点与难点问题提出新的教学方案, 即引入微课进行教学, 以期解决基层电大在教学管理工作中存在的部分问题。
关键词：微课,机械制图,开放大学
参考文献
[1]张宝辉.微课设计模式研究——基于国内外微课的对比分析[J].开放教育研究, 2013.
[2]许菁.现代教育技术在机械制图教学中的应用[J].机电信息, 2013.
[3]胡铁生."微课":区域教育信息资源发展的新趋势:[J].电化教育研究, 2011.
[4]王珏."基于混合学习模式的微课"建设规划方案.K12教育网, 2012.
[5]谢幼如.精品开放课程的建设与应用.ppt.华南师范大学教育信息技术学院.
[6]黎家厚.微课教学法与教学方式的变革.在2014 (第二届) 微课与网络课件开发专业会议上的演讲.
[7]康萍.浅析开放大学专业与课程体系设置[J].中国远程教育, 2012.
[8]罗丹.微型课程的设计研究[J].上海师范大学学报, 2009.
开放式教学法工程制图 篇2
课程编号：09130014 课程类别：专业教学课程
授课对象：化学工程与工艺、应用化学、环境工程等专业 开课学期：第 1 学期 学
分：3学分
主讲教师：朱健、夏雪伟
指定教材：教材，《化工仪表及自动化》，化学工业出版社，1999年
一．本课程的目的与任务
化工制图是在几何、数学等课程的基础上开设的一门基础技术课程，主要任务是： 1．学习正投影法的基本原理及其应用； 2．培养绘制和阅读机械图样的基本能力； 3．培养图解简单空间几何问题的能力；
4．培养对三维形状与相关位置的空间逻辑思维能力和形象思维能力 此外在教学过程中还必须有意识地培养自学能力、分析问题和解决问题的能力，以及认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。
第一章
点、直线和平面的投影
课时：3周，共9课时
教学内容
第一节
投影法及三面投影图
1.1 投影法
了解中心投影法，平行投影法的基本概念
了解斜投影法和正投影法的投影特性和应用。
正投影法的特点是投影的大小和投影之间的距离无关，度量性较好，因此工程制图多采用正投影法。
1.2 点的投影
点投影的基本规律：空间的一个点需要三面投影才可判断其空间位置。
点的三面投影：投影体系的确立，以及三面投影之间的关系。正面、水平面和侧面三面投影体系，以及投影展开。
点在HVW三面投影中的投影规律。
根据两点的三面投影，判断两点的相对位置。
1.3 直线的投影。
两点确定一条直线，将两点的同面投影（在同一个投影面上的投影）用直线连接，就得到直线的同面投影。
直线倾斜于投影面投影比空间线段短
直线平行于投影面投影反映线段实长（实形性）直线垂直于投影面投影重合为一点（积聚性）特殊位置的直线的投影规则：
水平线：在H面投影有实形性
正平线：在V面的投影有实形性
侧平线：在W面的投影具有实形性
此外还有正垂线、铅垂线和侧垂线的投影也各有其特点，主要是在各自所垂直的平面上的投影表现出积聚性，积聚成一点。
一般位置直线的投影特性： 1.三个投影都倾斜于投影轴；2.投影长度小于直线的真实长度；3.投影与投影轴的夹角不反映直线对投影面的倾角。
直线与点的相对位置：点在直线上，点在直线外
1.以投影特性（点在直线上，则该点在三面的投影也在该直线的投影上）2.以定比定理来判断点是否在直线上。
两条直线的相对位置：
直线相交：若空间两直线相交，则其同面投影必相交，且交点的投影必符合空间一点的投影规律。
两直线平行：空间两直线平行，则其各同面投影必相互平行，反之亦然。
两直线交叉：同面投影可能相交，但 “交点”不符合空间一个点的投影规律。
两直线相对位置的一些特殊情况：
两直线垂直相交：若直角有一边平行于投影面，则它在该投影面上的投影仍为直角。
1.4平面的投影
平面的表示方法：非共线的三点、直线和直线外的一点、两条相互相交的直线、两条相互平行的直线、平面图形。
平面的投影特性：
★平面平行投影面-----投影就把实形现（实形性）★平面垂直投影面-----投影积聚成直线（积聚性）★平面倾斜投影面-----投影类似原平面（类似性）
平面的分类：
1.一般位置平面 2.和某个平面垂直 3.和某个位置平行
投影面的垂直面：在其垂直的那个投影面上的投影显示出积聚性（投影为一直线）投影面的平行面：在其平行的那个投影面上的投影为实形性。一般位置平面：其三面投影之间有类似性。
平面上的直线和点。定理一：
若一直线过平面上的两点，则此直线必在该平面内。
定理二：
若一直线过平面上的一点，且平行于该平面上的另一直线，则此直线在该平面内
1.5 直线与平面及两平面的相对位置
相对位置包括平行、相交和垂直。平行问题：直线和平面之间平行
1.直线和平面平行：若一直线平行于平面上的某一直线，则该直线与此平面必相互平行。
平面之间相互平行
2.平面和平面相互平行：①若一平面上的两相交直线对应平行于另一平面上的两相交直线，则这两平面相互平行。② 若两投影面垂直面相互平行，则它们具有积聚性的那组投影必相互平行。
相交问题：
1.直线和平面相交
直线与平面相交，其交点是直线与平面的共有点。
求直线与平面的交点
判别两者之间的相互遮挡关系，即判别可见性。2.平面和平面相交
两平面相交其交线为直线，交线是两平面的共有线，同时交线上的点都是两平面的共有点。① 求两平面的交线
⑴ 确定两平面的两个共有点。⑵ 确定一个共有点及交线的方向。
② 判别两平面之间的相互遮挡关系，即： 判别可见性。1.6 换面法
一、问题的提出
★ 如何求一般位置直线的实长？ ★ 如何求一般位置平面的真实大小？ 解决方法：更换投影面。换面法：
物体本身在空间的位置不动，而用某一新投影面（辅助投影面）代替原有投影面，使物体相对新的投影面处于解题所需要的有利位置，然后将物体向新投影面进行投射。
二、新投影面的选择原则
1.新投影面必须对空间物体处于最有利的解题位置。
2.新投影面必须垂直于某一保留的原投影面，以构成一个相互垂直的两投影面的新体系。
三、点的投影变换规律
⒈ 更换一次投影面:更换了一次投影面之后，点在新的投影面内投影规则。2.新旧投影面之间的关系
3.更换两次投影面：新旧投影之间的关系。
四、换面法的四个基本问题
1.把一般位置直线变换成投影面平行线 2.把一般位置直线变换成投影面垂直线 3.把一般位置平面变换成投影面垂直面 4.把一般位置平面变换成投影面平行面
五、换面法的应用 空间一点到直线的距离 相互交叉的直线之间的距离 两条相交的直线之间的夹角 两个相交的平面之间的夹角 思考题：
1.为何正投影法在工程制图中使用最为广泛，这取决于正投影的什么投影特性？
2.如何理解平面投影中的积聚性、类似性和实形性，分别在何种状况中才会体现出以上的三种特性？
3.换面法中怎样确定新的投影体系，换面法能解决那些问题？
第二章 立体的投影 2周，6课时
常见的基本几何体：平面基本体和曲面基本体
1.平面基本体：棱柱（由两个底面和几个侧棱面组成。侧棱面与侧棱面的交线叫侧棱线，侧棱线相互平行）和棱锥（由一个底面和几个侧棱面组成。侧棱线交于有限远的一点——锥顶）
2.曲面基本体：曲面基本体主要是研究的回转体。
圆柱体：由圆柱面和两底面组成
圆柱面是由直线AA1绕与它平行的轴线OO1旋转而成。直线AA1称为母线
圆柱面上与轴线平行的任一直线称为圆柱面的素线。轮廓线素线的投影与曲面的可见性的判断 圆柱面上取点（圆柱面上点的投影和可见性的判断）
圆锥体
由圆锥面和底面组成。
圆锥面是由直线SA绕与它相交的轴线OO1旋转而成。
S称为锥顶，直线SA称为母线。圆锥面上过锥顶的任一直线称为圆锥面的素线。轮廓线素线的投影与曲面的可见性的判断
圆锥面上取点及该点的可见性的判断（辅助圆法）
圆球
圆母线以它的直径为轴旋转而成。轮廓线的投影与曲面可见性的判断 圆球面上取点
2-2平面与平面立体表面相交
截切：用一个平面与立体相交，截去立体的一部分。 截平面 —— 用以截切物体的平面 截交线 —— 截平面与物体表面的交线
截断面 —— 因截平面的截切，在物体上形成的平面。讨论的问题：截交线的分析和作图。⒈ 求截交线的两种方法：
★ 求各棱线与截平面的交点→棱线法。★ 求各棱面与截平面的交线→棱面法 ⒉ 求截交线的步骤： ☆ 截平面与体的相对位置 ☆ 截平面与投影面的相对位置 ★ 画出截交线的投影
分别求出截平面与棱面的交线，并连接成多边形。截交线的形状
1.分析截平面与立体的相对位置以决定截交线形状：多边形，其边数取决于截平面截到的棱面数。
2.分析截平面与投影面的相对位置以决定截交线的投影形状。2.3平面与回转体表面相交 截交线的性质：
一、回转体截切的基本形式
截交线是截平面与回转体表面的共有线。
截交线的形状取决于回转体表面的形状及截平面与回转体轴线的相对位置。截交线都是封闭的平面图形（封闭曲线或由直线和曲线围成）。
二、求平面与回转体的截交线的一般步骤 圆柱体的截切 圆锥体的截切 球体的截切
复合回转体的截切 2.4 两立体表面相交
两立体相交叫作相贯，其表面产生的交线叫做相贯线平面体与回转体相贯 回转体与回转体相贯 多体相贯
相贯线的主要性质：相贯线位于两立体的表面上。相贯线一般是封闭的空间折线（通常由直线和曲线组成）或空间曲线。相贯线是两立体表面的共有线。
其作图实质是找出相贯的两立体表面的若干共有点的投影。思考题：
1.平面基本体和曲面基本体各有哪几类，其投影各有什么特点？ 2.平面基本体和曲面基本体的相贯，其投影的画法应遵循什么原则？ 3.立体被平面截切其截断面的特点是什么？
第三章 制图的基本知识和基本技能 2 周 6学时
3.1 制图基本规格
图样是现代化工业生产和技术交流的重要技术文件，为了适应科学技术的发展和生产实际的需要以及科学地进行管理图纸。对图样的各个方面，如图纸大小、图线、字体、图样画法、尺寸标注等等都应有一个统一的规定，以使工程技术人员有章可循。这个规定叫做制图标准。每一个工程技术人员都应该树立标准化的概念，自觉贯彻并执行国家标准。
现在我们遵循的标准是GB4457.1～4－84和GB4458.4－84，这里“GB”代表“国标”，“1～4”指的是标准的编号，最后的“84”是标准颁布的年份
图纸幅面和标题栏（GB/T14689—1993）
幅面指的是图纸宽度与长度组成的图面，为了便于图纸的装订和保存，必须对图纸幅面作统一的规定。了解各号图纸的尺寸大小。图纸格式分为有装订边和无装订边两种格式。
标题栏及其方位和格式
标题栏是由名称及代号、签字区、更改区和其他区组成的栏目。
标题栏用来表示零部件名称、所用材料、图形比例、图号、设计者、审核者、单位名称等等。每张图纸的右下角都应有标题栏。
标题栏的格式国家标准也有规定，但由于很复杂，因此制图作业推荐使用的标题栏的标准格式。
比例
图样中机件要素的线性尺寸与实际机件相应要素的线性尺寸之比。即图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。
3.2 GB/T14691-93）
图样中除了用视图表示机件外，还要用文字和数字说明机件的技术要求和大小。所以学习制图，还应学习书写符合标准的工程字体
国家标准中对图样中采用的汉字、拉丁字母、希腊字母、阿拉伯数字、罗马数字作了规定。
图线及其画法
图线的型式及应用
图线分为粗细两种。粗线的宽度为b=0.5~2mm，细线的宽度为b/3。（1）粗实线（A型线）宽度为b 应用：A1——可见轮廓线
（2）细实线（B型线）宽度为b/3 细实线的用途较多，共10种。主要用于： B1——尺寸线及尺寸界限 B2——剖面线
B3－－重合断面的轮廓线
（3）波浪线（C型线）宽度为b/3 C1——断裂处的边界线 C2——视图和剖视的分界线
（4）双折线（D型线）宽度为b/3 断裂处的边界线
（5）虚线（F型线）宽度为b/3 F1——不可见轮廓线
（6）细点画线（G型线）宽度为b/3 主要用途
G2——对称中心线 G3——轨迹线
图线的画法
（1）同一图样中同类图线的宽度应基本一致；虚线、点画线及双点画线的线段长度和间隔应各自大致相等。
（2）国家标准中没有规定虚线、点画线和双点画线的线段长度及其间距。推荐用画图所示的数值。根据图形大小和复杂程度选用。
实线、虚线和点画线相交或连接处的画法 线条的深浅程度要一致，不要粗线深细线浅。尺寸注法（GB4458.4-84）1.基本规则
（1）机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据，与图形的大小及绘图的准确度无关；
（2）图样中（包括技术要求和其他说明）的尺寸，以mm为单位时，不需要标注计量单位的代号或名称，如采用其他单位必须注明相应的计量单位的代号或名称；
（3）图样中所标注的尺寸，为该图样所示机件的最后完工尺寸，否则应另加说明；（4）机件的每一尺寸，一般只标注一次，并应标注在反映该结构最清晰的图形上。
思考题：
1.就绘图的方法为何要标准化，有何种意义？
2.简单说明绘图标准中对工件图纸的绘制和标注的要点。3.简要说明在标注长度和标注角度时各需要注意那些要点。
第五章 组合体的视图及尺寸注法 3周 9学时
三视图的形成及其特性
体的投影，实质上是构成该体的所有表面的投影总和。三视图之间的方位对应关系 组合体的组成方式：叠加、相交 形体之间的表面过渡关系：
两形体表面相切时，相切处无线；两形体相交时，在相交处应画出交线。画图步骤及要领：
对组合体进行形体分解 —— 分块 弄清各部分的形状及相对位置关系
按照各块的主次和相对位置关系，逐个画出它们的投影 分析及正确表示各部分形体之间的表面过渡关系 检查、加深。组合体的尺寸注法
一、标注尺寸的基本要求 要符合国家标准的有关规定
要标注制造零件所需要的全部尺寸，不遗漏，不重复 尺寸布置要整齐、清晰，便于阅读
标注的尺寸要符合设计要求及工艺要求。
二、标注尺寸的基本规则
尺寸数值为零件的真实大小，与绘图比例及绘图的准确度无关 以毫米为单位，如采用其它单位时，则必须注明单位名称 图中所注尺寸为零件完工后的尺寸 每个尺寸一般只标注一次，并应标注在最能清晰地反映该结构特征的视图上 尺寸配置合理
三、尺寸三要素
1.尺寸界线：尺寸界线为细实线，并应由轮廓线、轴线或对称中心线处引出，也可用这些线代替
⒉ 尺寸线:尺寸线为细实线，一端或两端带有终端符号（箭头斜线）尺寸线不能用其它图线代替，也不得与其它图线重合。标注线性尺寸时尺寸线必须与所标注的线段平行 一般应注在尺寸线的上方，也可注在尺寸线的中断处
线性尺寸数字的方向，一般应按上图所示方向注写，并尽可能避免在图示30°范围 内标注尺寸，无法避免时应引出标注尺寸数字不可被任
何图线所通过，否则必须将该图线断开。
四、角度、直径、半径及狭小部位尺寸的标注 尺寸线应画成圆弧，其圆心是该角的顶点。尺寸界线沿径向引出。
角度数字一律水平写。
标注直径尺寸时，应在尺寸数字前加注符号 标注球面直径时，应在符号S 半径尺寸
标注半径尺寸时，应在尺寸数字前加注符号R 尺寸标注必须合理
所谓合理就是标注尺寸时，既要满足设计要求又要符合加工测量等工艺要求 正确地选择基准
用以确定零件在部件中的位置的基准 用以确定零件在加工或测量时的基准
第六章 轴测图 1 周 3学时
基本概念
前面学习的是正投影图，它是正多面投影图，绘制正投影图时，是让机件的主要平面平行投影面，所以正投影图能真实地反映机件的形状和大小，作图简便，因此，在工程上应用非常广泛。但由于机件的主要平面都垂直或平行投影面，使机件这些平面的投影具有积聚性，因此不能在一个投影图上同时反映长、宽、高，所以缺乏立体感。
6.1 轴测图的基本知识
一、将物体和确定其空间位置的直角坐标系，沿不平行于任一坐标面的方向，用平行投影法将其投射在单一投影面上所得的具有立体感的图形叫做轴测图。
投射方向垂直于轴测投影面——正轴测图 投射方向倾斜于轴测投影面——斜轴测图 1.正轴测图的形成
改变物体和投影面的相对位置，使物体的正面、顶面和侧面与投影面都处于倾斜位置，用正投影法作出物体的投影。
2.斜轴测图的形成
不改变物体与投影面的相对位置，改变投射线的方向，使投射线与投影面倾斜
二、两个基本概念和一条基本规律 1.轴测轴和轴间角
建立在物体上的坐标轴在投影面上的投影叫做轴测轴，轴测轴间的夹角叫做轴间角。2.轴向轴向变形系数（伸缩系数）
物体上平行于坐标轴的线段在轴测图上的长度与实际长度之比叫做轴向变形系数。3.平行性规律
在原物体与轴测投影间保持以下关系： 两直线平行，它们的轴测投影也平行
两平行线段的轴测投影长度与空间长度的比值相等
三、轴测图分类:正等轴测图 p = q = r 正二轴测图 p = r q 正三轴测图 p q r
斜等轴测图 p = q = r 斜二轴测图 p = r q 斜三轴测图 p q r
6.2 正等轴测图
平面体的正等轴测图画法 回转体的正等轴测图画法 6.3 斜二轴测图画法 思考题
1.在何种情况下需要使用轴测图来表示工件的几何信息？ 2.轴测图有哪几种类型，各有什么特点？
3.平面基本体和回转体的轴测图各有什么特点？
第 七 章 表达机件的常用方法 1周 3学时
六面投影及投影规律 六个投影面的展开
六面视图的投影对应关系 向视图是可自由配置的视图 局部视图的范围用波浪线表示。当表示的局部结构是完整的且外轮廓封闭时，波浪线可省略
局部视图： 局部视图是将物体的某一部分向基本投影面投射所得的视图。局部视图可按基本视图配置形式配置，也可按向视图的配置形式配置。斜视图的画法：斜视图通常按向视图的配置形式配置 允许将斜视图旋转配置，但需在斜视图上方注明
剖视图的形成（全剖视、半剖视和局部剖视）:假想用一剖切面将机件剖开，移去剖切面和观察者之间的部分，将其余部分向投影面投射，并在剖面区域内画上剖面符号。确定剖切面的位置
想象哪部分移走了？剖面区域的形状？哪些部分投射时可看到？ 在剖面区域内画上剖面符号 剖视图的标注: 剖切线：指示剖切面的位置(细单点长画线)。一般情况下可省略。剖切符号 :表示剖切面起、迄和转折位置及投射方向。剖视图的名称。
移出剖面图的画法和标注方法
轴测图中的剖切画法：为了表示零件的内部结构和形状，常用两个剖切平面沿两个坐标面方向切掉零件的四分之一
思考题：
1.局部视图在表示复杂的工件时有什么优点？
2.剖视图在何种场合下使用，有何特点。
3.轴测图中用剖切的方法表示工件的画法应注意什么？
第 八 章 标准件和常用件 1 周 3学时
8．1 螺纹的规定画法和标注
一、螺纹的形成、结构和要素 螺纹的形成
螺纹末端：螺纹收尾和退刀槽
螺纹的要素：螺纹的牙型、螺纹的大径和小径、螺纹的中径、螺纹的线数n、螺距和导程、螺纹的旋向、二、螺纹的种类
三、螺纹的规定画法
★牙顶用粗实线表示(外螺纹的大径线，内螺纹的小径线)。★牙底用细实线表示(外螺纹的小径线，内螺纹的大径线)。★在投影为圆的视图上，表示牙底的细实线圆只画约3/4圈。★螺纹终止线用粗实线表示。
★不管是内螺纹还是外螺纹，其剖视图或断面图上的剖面线都必须画到粗实线。★当需要表示螺纹收尾时，螺尾部分的牙底线与轴线成30° 螺纹局部结构的画法与标注 ⑴ 倒角 ⑵ 退刀槽 ⑶ 螺尾
螺纹连接的画法
大径线和大径线对齐；小径线和小径线对齐。旋合部分按外螺纹画；其余部分按各自的规定画。
四、螺纹的标注 ⒈ 标注的基本模式
☆粗牙螺纹允许不标注螺距
☆单线螺纹允许不标注导程与线数
☆右旋螺纹省略“右”字，左旋时则标注LH;☆旋合长度为中等时，“N”可省略。⒉ 标注示例
六、螺纹紧固件装配图的画法 ⒈ 螺栓联接装配图的简化画法 ⒉ 螺钉联接装配图的简化画法 ⒊ 螺柱联接装配图的简化画法 8.3 齿轮的几何要素和规定画法
1、圆柱齿轮各部分的名称 2.圆柱齿轮的画法 8.4 键与销
1.键的功用、种类及标记 2.键 联 接 的 画 法 8.5 滚动轴承
滚 动 轴 承 的 画 法
思考题：
1.简述螺纹标注的基本模式，试述各符号分别表示什么含义。2.简述螺纹紧固件装配图的画法，简述其要点。3.试述齿轮的画法规则。第九章 零件图 2周6学时
零件的概述以及零件分类 9.1 零 件 图 的 内 容
一、零件图的作用: 加工制造、检验、测量零件。
二、零件图的内容: ⒈ 一组视图
表达零件的结构形状。⒉ 完整的尺寸
确定各部分的大小和位置 ⒊ 技术要求
加工、检验达到的技术指标 ⒋ 标题栏
零件名称、数量、材料及必要签署。9.2 零件图的视图选择和尺寸标注
一、视图选择的要求: 零件各部分的结构、形状及其相对位置表达完全且唯一确定。视图之间的投影关系及表达方法要正确。所画图形要清晰易懂。
二、视图选择的方法及步骤 ⒈ 分析零件 ⒉ 选主视图 ⒊ 选其它视图 ⒋ 方案比较
三、典型零件的视图表达 ⒈ 箱体、支架类零件 ⒉ 轴类零件 ⒊ 盘类零件
四、零件图的尺寸标注与技术要求 在零件图上需标注如下内容：
1.加工制造零件所需的全部尺寸。2.零件表面的粗糙度要求。⒊ 尺寸公差和形状位置公差。注：标注方法在下节介绍
有关零件在加工、检验过程中应达到的其他一些技术指标，如材料的热处理要求等，通常作为技术要求写在标题栏上方的空白处。
9.3 表面粗糙度的概念及其注法
一、表面粗糙度的概念
表面粗糙度是指零件的加工表面上具有的较小间距和峰谷所形成的微观几何形状误差。
二、评定表面粗糙度的参数 ★ 轮廓算术平均偏差——Ra ★ 微观不平度十点高度——Rz ★ 轮廓最大高度——Ry 优先选用轮廓算术平均偏差Ra
三、表面粗糙度代（符）号及其注法 ⒈ 表面粗糙度代号
⑵ 表面粗糙度参数:表面粗糙度参数的单位是m。9.4 公差与配合和形位公差简介
一、互换性与公差配合
同一批零件，不经挑选和辅助加工，任取一个就可顺利地装到机器上去，并满足机器的性能要求。
保证零件具有互换性的措施：
由设计者确定合理的配合要求和尺寸公差大小。
二、公差与配合的概念
⒈ 基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸 基本尺寸:设计时确定的尺寸。
实际尺寸:零件制成后实际测得的尺寸。
极限尺寸:允许零件实际尺寸变化的两个界限值。最大极限尺寸:允许实际尺寸的最大值。最小极限尺寸:允许实际尺寸的最小值。零件合格的条件
最大极限尺寸≥实际尺寸≥最小极限尺寸。
配合的概念
基本尺寸相同的相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。间隙或过盈: δ=孔的实际尺寸－轴的实际尺寸 δ≥0 间隙 δ≤0 过盈 配合的种类 ① 间隙配合
具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合 ② 过盈配合
具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。③ 过渡配合
可能具有间隙或过盈的配合。
配合的基准制 ① 基孔制 ② 基轴制
公差与配合在图样上的标注 在零件图上的标注
9.5 零 件 结 构 的 工 艺 性
零件图上应反映加工工艺对零件结构的各种要求。
一、铸造工艺对零件结构的要求 ⒈ 铸造圆角 过渡线 ：
由于铸造圆角的存在，使得铸件表面的相贯线变得不明显，为了区分不同表面，以过渡线的形式画出。⒉ 拔模斜度
铸件在内外壁沿起模方向应有斜度, 称为拔模斜度。当斜度较大时，应在图中表示出来，否则不予表示
二、机械加工工艺对零件结构的要求 ⒈ 倒角
⒉ 退刀槽和砂轮越程槽 ⒊ 钻孔端面 ⒋ 凸台和凹坑
9.6 零件图的看图方法与步骤 思考题：
1.试述零件图的标注方法及注意点。
2.试述表面粗糙度的表示方法和在零件图中的标注方法。3.试述公差和配合的基本概念。
第十章 装配图 2周 6课时
10.1 装配图的作用与内容
是制定装配工艺规程，进行装配、检验、安装及维修的技术文件。
内容:(1)一组视图。(2)必要的尺寸。(3)技术要求
(4)标题栏、零件编号及明细栏。
10.2 装配图的表达方法
一、规定画法
⒈ 相邻零件的接触表面和配合表面只画一条线；不接触表面和非配合表面画两条线
⒉ 两个(或两个以上)零件邻接时，剖面线的倾斜方向应相反或间隔不同。但同一零件在各视图上的剖面线方向和间隔必须一致。⒊ 标准件和实心件按不剖画
二、特殊画法
⒈ 沿零件结合面的剖切画法假想沿某些零件的结合面剖切，绘出其图形，以表达装配体内部零件间的装配情况。⒉ 假想画法
与本装配体有关但不属于本装配体的相邻零部件，以及运动机件的极限位置，可用双点画线表示
⒊ 简化画法
10.3 装配图的视图选择
一、视图选择的要求
⒈ 完全 部件的功用、工作原理、装配关系及安装关系等内容表达要完全。
⒉ 正确 视图、剖视、规定画法、及装配关系等的表示方法正确，符合国标规定。⒊ 清楚 读图时清楚易懂。
10.4 装配图的尺寸标注、零件编号和明细栏
一、装配图的尺寸标注 1.性能（规格）尺寸 2.装配尺寸 3.安装尺寸 4.外形尺寸
二、零件编号、明细栏和技术要求 1.零件编号 2.明细栏
10.5 装配结构的合理性
1.两个零件在同一个方向上，只能有一个接触面或配合面。10.7 画装配图的方法和步骤
思考题：
1.简述装配图的画法原则，以及应注意的地方。2.在装配图的简化画法中，那些元素可以忽略不画。3.装配图中尺寸标注应包括那些尺寸的标注？
参考书目
《机械制图》郭纪林 余桂英主编，清华大学出版社 出版日期:2005.01 《机械制图》吴机际，华南理工大学出版社
《机械制图》江苏大学工业中心 组织编写，化学工业出版社
执笔人：夏雪伟
工程制图课程教学改革探讨 篇3
【关键词】高职教育；工程制图；教学改革
1.高职教育分析
高职高专教育以培养高等技术应用性人才为根本任务，以适应社会发展需求为目标，以培养技术应用能力为主线设计学生的培养方案。21世纪二十年代，中国将成为最大的制造中心，而高级技术应用型人才紧缺是不争的事实，而这些问题的解决主要靠高职教育。培养适应社会需要、基础理论知识适度、技术应用能力强、知识面广、素质高的高职毕业生，这也对我们的教学改革提出了更高的要求。
2.工程制图课的特点及地位
工程制图是工程技术中的一个重要过程。也是高职教育中工科类专业的一门重要的专业基础课程，通过对该课程的系统学习，为后续专业课程打下良好基础。该课程担负着培养学生的绘图和读图能力，培养学生空间想象能力等重要任务，被称为工程界的技术语言。它是一门用图形来表达设计思想的学科。要学好这门较抽象的课程，教师要使用合理的教学手段，才能达到理想的效果。
3.教学形势分析
目前的高职生基础知识、认知水平、学习能力等相对薄弱，空间想象力、逻辑思维能力及形象思维能力较差，对理论学习毫无兴趣。同时这些学生成绩不理想，自信心不足，从而严重制约着高职生学好工程制图课程。而传统的教学大纲、教材内容、教学模式和手段都过于呆板，不能解决现有的问题矛盾。往往让学生感到学习的深奥，等到实际应用时更是束手无策。所以培养学生的抽象思维能力、空间想象能力成为教学的重点和难点。合理的重组教学内容，适当的教学方法就成了解决这一问题的关键所在。
4.教学改革
由以上分析可知：要想使学生能快而准的掌握学好工程制图课，就要对本课程教学过程中几个相关方面做出必要的改革。
4.1 教学内容的重组优化
随着计算机信息工程技术的迅猛发展，在工程设计及加工制造领域，各种计算机辅助设计（CAD）软件正逐渐被广泛应用，早期的手工绘图设计即将被取代，CAD 应用技术也正逐步成为现代工程技术人员必备的基本技能。
传统的教材内容都过于呆板守旧、理论化、系统化，已不能符合当今社会对高技能、高素质型人才的需要。高职教育虽然已得到国家的重视，但尚属较新的产物，各方面还并不成熟。教学大纲虽已按照高职教育的要求做出修正，但在具体选择教材及实施教学过程中，并没能真正的完全实施。传统的工程制图教材多数是沿用旧的本科教材，相应内容（例如：国标标准，一些相关符号及一些术语）没有得到及时更新。在教学内容上要始终紧扣高职教育的培养目标为核心，做到实用够用，培养能力，编排教材时，以项目化教学，实际任务为载体，以培养实际工作能力为目标开展“教、学、做”一体化的教学实践。“教、学、做一体化”将理论教学内容与实训内容有机地联系在一起。其中理论教学模块，以实际专业需求为原则，实践教学模块可分习题集作业、认识实习、工程测绘、手工制图和CAD实训。习题集作配合理论教学模块，以独立完成和讨论共同完成相结合，促使学生熟悉并掌握相关知识点。认识实习是以实验室或企业常见零件等为认知对象，讲授相关专业知识和绘图方法。工程测绘也是以典型零件为主体，强化学生利用仪器设备实测对象，并绘制草图。手工制图是在测绘的基础上，以工具式手工绘图的形式表达零件对象。CAD实训是在掌握工程测绘和手工绘图技能的基础上，进一步要求学生运用所学知识，并运用绘图软件（如AutoCAD）来实现全套图纸的绘制，让学生在学习工程语言的同时，掌握计算机绘图技能，提高现代化、信息化的专业能力。
4.2 注重运用信息技术，改善教学手段，提高教学质量
在工程制图传统教学中常用的教学手段很多，归结起来大致可分为以下几类：
a.利用作图工具
利用作图工具是制图教学中古老而应用最广的教学手段。这类教具可以使教师在板书中作图准确、快速，学生在初学阶段，为了培养学生的作图习惯及规范化作图，教师必须使用此类教具以作示范。
b.利用模型
模型直观性强，可引起学生学习的兴趣，使学生注意力集中，有利于发展学生的观察力和空间想象能力。但长期大量使用使学生产生依赖性。过多的模型教具反而会僵化学生的思维模式，不利于学生读图能力的提高。
c.利用挂图类工具
利用挂图可以清晰地表达图样，而且可以避免板书作图时间较长的缺点，在实际教学中应用也较为广泛。但此类教具具有较大的局限性，直接出示挂图易导致学生不了解作图的步骤，频繁使用不利于作图能力的提高。
而在当前信息时代的背景下，随着新兴知识体系的不断扩充和课时的多次压缩，提高课堂教学效率成为当务之急，传统的教学手段难以解决课时紧张的矛盾。，目前现代多媒体技术立体化教学方式，不用费时费力的在黑板上画图，增大课堂信息交流量，利用多媒体教学模式提高教学效率和突出重点，能够很好的解决这一矛盾。
d.利用多媒体
多媒体是一种现代化教学手段，表现形式丰富，一般有文本、图形、图像、音频、视频、动画等多种形式，可以从视觉、听觉等多种感官激发学生的记忆功能，使之可以直观形象地理解相关知识和理论，在近些年的制图教学中越来越多地得到应用。随着现代化教育的不断发展，以计算机为核心的多媒体技术的应用已成为21世纪教育的主流。
利用多媒体技术来辅助工程制图教学，可以利用AutoCAD、3DstudioMax、CAXA等计算机绘图软件在备课或授课过程中，制作出丰富多彩的教学内容素材，利用幻灯片制作出电子教案。课堂教学中，可以根据教学情况随时选用各种电子工程图样以作实例讲解。教师课后小结时也可以随时调用各种电子素材，达到传统教学中所无法实现的效果。
利用计算机多媒体技术可以通过各种手段和特技加工制作出教材中的各种三维立体模型在课堂教学中演示。可以有效建立视图与三维立体模型的联系，培养学生的空间想象力。
教师在运用各种绘图软件讲解制图知识时，学生可以直观的通过投影看到虚拟的三维世界，并根据自己的想象提出自己想法，教师根据学生的反应运用绘图软件将学生的想象变为虚拟的现实来验证学生的想象。这样可以在学生思想中激起强烈求知的欲望，及研究制图学的极大兴趣，使学习的内因与外因有效的调动起来，更好的发挥学生的认知的主观能动性，促进学习效率的提高。
4.3.坚持多媒体教学与传统教学手段有机结合
由以上分析可知，多媒体教学与传统教学手段各有优点和缺点，在工程制图的教学中，首先要充分发挥传统教学方法的优势，在课堂讲解过程中，教师通过言传身教，努力做到板书工整、清晰，线条、板图标准，强化了生的“标准化”意识和严谨的治学态度。其次，充分发挥多媒体的形象化教学，以弥补传统教学方法在直观感、立体感等方面的不足，取得传统教学方法无法比拟的教学效果。教师只有将传统教学手段与多媒体教学手段有机结合，取长补短，才能真正提高教学质量。
5.加强教师能力优化
（1）加强培训，提高学历
根据教师专业发展阶段性关注点的变化，制定相应的培训内容。依托全国重点职业教师培训基地和普通高校师资培训基地，坚持在职培训为主，脱产培训为辅的原则，加大培训力度，来提高在职教师的学历层次。
（2）强化技能培训。目前高职高校教师，有相当一部分教师由于教学条件的制约，理论知识很强，而动手及实际指导经验明显不足，这与企业及现代高职教育的目标要求并不符合，因此应对现有专业教师加强技能培训、技能考核。鼓励教师多深入工矿企业参加实践学习，采用岗位培训、下厂锻炼、挂职顶岗、跟班研讨、导师带徒等方式，定期派专职教师到社会第一线了解生产设备、工艺技术和科技信息，以增加在职教师的经验和实践能力。
总之，工程制图是工程技术中的一个重要过程。也是高职教育中工科类专业的一门重要的专业基础课程，在工程制图课中合理运用各种教学手段，能够更好的挖掘学生潜力，并强化他们的参与意识，有效的解决教学中的重点难点问题，我们要适应社会需求，努力做好工程制图教学改革，综合运用提示性教学，互动式教学，启发式教学，讨论式，项目式等教学方法来激发培养学生学习创造的主动性及其学习兴趣，达到我们的培养目标，培养出合格的技能型人才。
参考文献：
[1]王凤云，高职院校实践教学改革探讨，教育教学研究与实践
[2]建筑制图课程教学改革的探讨，中国学术期刊网
工程制图教学论浅析 篇4
“教学论”在中小学通识教育科目和师范教育领域应用和研究都比较深入,结合具体课程构建了较为完备的通识课程教育理论,但是鲜有大学工科课程教育论研究［1］［2］［3］［4］。通识课程教育理论的学习、传承和发展者,通常是师范院校老师和学生,因此,从师范生成长起来的中小学教师都接受了教育理论的系统训练。
工程制图课程作为理工科基础课, 在现代大学生知识体系中处于基础地位,是非常重要的公共基础课或专业基础课。工程制图课程一般都拥有相对庞大的教师队伍,授课专业面广,学生人数多。但是,广大高等院校和职业教育院校的教师们,通常不是师范专业毕业,教学经验少,教师角色体验和教学技能积累不足,教育心理学、教育学理论知识缺失。不同高校之间课程建设水平和实施条件差距悬殊,教师课堂教学水平和教学技能参差不齐。
二、我国高校近年工程制图课程教学现状和困惑
近几十年,我国高校工程制图教学改革建设的重点呈现多元化发展的特点。例如,从20世纪90年代开始,研究热点是教学资源建设、现代化教学改革等,教学资源建设包括立体化教材、 多媒体课件、试题库、模型库、视频、 网络课程等,现代化教学改革包括教学内容体系、双语教学、三维辅助教学、 研讨性教学等。积极探索和实践取得显著成就,教学资源日益丰富,教学条件日益改善,教学硬件建设日益完备,广泛采用多媒体课件等多种现代化教学辅助手段。但是,这些成果中大部分是对课程教学条件、教学资源的建设,以及对现代化教学手段的研究。研究型教育研究近来也成为热点,但或局限于教学模式与教学方法,或热衷于中外比较, 思想上未提升为系统化的教育理念,缺乏深入的理论研究。
目前我国高校工程制图课堂教学面临的问题主要有:
( 1) 绝大部分课堂的教学形式仍然以单向灌输知识的讲课为主, “教师讲、学生听” 的 “以教师为中心” 的模式没有根本改变。
( 2) 教师在教学设计中普遍缺乏深层次互动,互动部分往往停留在教师问学生问题,而非引导学生主动思考、挖掘问题。
( 3) 经过多年建设,我国高校课程普遍应用多媒体教学,但是很多教师( 特别是年轻教师)“迷失”在多媒体课件中,受制于课件,黑板画、黑板字基本功缺失,有些人很少写板书。
( 4) 大学里因为人多,很多课堂大班授课,客观上也造成教师在教学中采用共性、集中、统一的教学方式较多,有利于促进学生个性发展和全面发展的引导式、探究式的教学方式不足。
( 5) 考核形式单一,以 “一考定乾坤”的闭卷考试分数作为衡量学习成绩的主要标准,不考虑或很少参考平时表现; 或重点考核以记忆性为主的知识性内容,而不是重点考核应用课程所学知识解决问题的实践能力,很少考核学生基于独立思考形成自己观点的高层次学术能力。很多课程学生靠 “考前突击”就能通过,平时努力付出的学生无法得到公正评价。
造成以上现象的原因很多,其中一个根本因素是: 广大一线教师没有把具体课程教学提升到教学方法论的高度来深入思考。只有教师以研究的精神来教学,形成教学思想,进而以师者姿态去实践,我国大学僵化的课堂教学才有可能改变。
三、工程制图教学论的研究对象
通读现代关于教育学理论的一些著作,有的学者从教学客观规律出发研究课程教学论,有的学者从教学要素出发研究,还有学者从教与学的活动出发来研究课程教学论。一门学科的教学论, 包括但不限于课程教育的价值和功能、 教学要素和内容、教学方法和过程、教学测量与评价、教与学的心理和行为等［5］［6］［7］。结合工程制图教学实践体会,工程制图教学论研究的内容包括但不限于以下几个方面:
1. 工程制图课程的教育地位
工程制图课程作为理工科基础课, 奠定学生工程素质基础,具有重大实用价值,在现代大学生知识体系中处于基础地位,是非常重要的公共基础课或专业基础课。
2. 工程制图课程的教育目标
工程制图基础教授绘制和阅读工程图样的系统理论和方法,培养空间想象能力和形象思维能力,使学生能够阅读和绘制一定复杂程度的工程图样,了解制图国家标准,具备初步工程设计和创新设计的能力。具体而言,包括: 1具备仪器绘图、徒手绘图、计算机绘图三种绘图能力; 2具有一定的空间想象能力、形象思维能力; 3具有阅读和绘制中等复杂程度工程图样的能力; 4掌握机械装置的拆装测绘方法; 5具有遵守国家标准的意识,具备查阅有关手册、 图册等技术资料的能力,养成阅读工程文献的习惯; 6熟练操作工程软件,具备计算机辅助设计能力; 7会从工程角度思考问题,挖掘创新设计思想,具有初步的工程设计能力; 8具有组织团队分工、协同设计能力; 9具有认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。
3. 工程制图课程的教学内容
工程制图是紧密贴合现代工程技术发展的学科,几十年来计算机辅助设计技术飞速发展,各种方便好用的工程软件层出不穷,辅助设计功能越来越强大,深层次改变设计师的设计理念和设计过程,课程教学内容体系必须顺应形势,不断改进,工程设计能力培养要求越来越高。
4. 工程制图课程的教学方法
工程制图课程教学方法也发生了翻天覆地的变化,其演化趋势值得总结和深入研究。2000年以前,工程制图课程教学内容相对稳定,采用国家统编教材和传统教学体系,注重画法几何投影理论基础,以直尺、圆规、图板为工具,以黑板、挂图、模型为媒介,授课以小班教学为主。20世纪90年代高校开始扩招,学生人数大大增加,很多学校建设了多媒体教室,课时压缩,一些教学内容被精简,人数越来越多,对教师教学的基本功要求更全面了。到了21世纪, 全国掀起了建设精品课程、 精品资源共享课的热潮,现代化教学能力和教学硬件越来越好。多媒体辅助教学、网络教学、双语教学开展得越来越广泛,工程软件不断改变,功能越来越强大。工程制图的课堂教学除了传统教学功底,需要教师掌握更多工程软件的使用和教学能力。
5. 工程制图课程教学中人的因素
人的因素( 包括教与学的动机和效果) 始终是课程教学论的核心因素,研究教学论的出发点和应用点都是人。课程教学论的核心是人,教师和学生是 “教”与 “学” 矛盾的对立面和统一体。从解决实际问题出发,教师必备素质和学生的困难是迫切需要解决的问题。
6. 工程制图课程的教学心理因素
任何课程的学习效果,与学习者学习心理密切相关［8］。工程制图课程学习特点和方法与其他工科基础课程有极大区别,要培养空间想象能力和投影作图能力。空间想象能力天生较好的学生, 学习投影作图时会比较顺利; 差一点的学生,经过科学训练能大大提高空间想象能力; 还有少数学生,空间想象能力很难提高,但投影作图能力却可以经过科学训练达到比较好的程度。空间想象能力逐步提高,能促进投影作图能力提高,但不是投影作图能力的决定性因素。工程制图课程学习中智力因素和非智力因素、学习过程中的心理活动、摸索掌握适合自己的学习方法等,都与教学效果密切相关。
7. 工程制图课程的教学艺术
工程制图是图画与工程的结合。教学是技术,更是艺术［9］。笔者受大学教育的20世纪90年代,工程制图教师在黑板上奋笔疾书、一板一眼写长仿宋体字、一丝不苟画图的师者风范是大学里最美好的回忆。而在多媒体 “泛滥” 的现代,三尺讲堂上,很多教师已经不再画黑板画、写黑板字了。新时代,不是仅有酷炫的多媒体就够了,教师说话的语音声调、板书、教具及知识展现过程都是教学艺术。
8. 工程制图课程的教学评价
工程制图是实践性强的课程,以科学有效的全程教学评价,作为教与学的反馈环节,影响课程教学效果。
四、结论
“工程制图教学论”的提出来源于笔者近二十年的教学实践,根基于广泛的教育理论阅读,沉淀于深入成熟的思考,充分体现 “教学也是研究” 的教育思想。任何时候,只要教学与研究分离,教学方法就必然变成灌输的教学方法。将工程制图课程教学提升到教育理论的高度,有助于广大教师提高教学理念,提升教学水平,切实解决工程制图教学工作中的实际问题。
摘要：“教学论”在中小学教育和师范教育领域研究和应用都比较深入,很多核心课程都构建了较为完备的教育理论,如数学教学论、物理教学论等。工程制图课程是高等教育中十分重要的理工科基础课,课程教学中面临很多难题无法解决。将工程制图课程教学中的要素提升到教学理论的高度来研究,将“工程制图”与“教学论”结合,形成“工程制图教学论”。工程制图教学论的内容包括但不限于以下几个方面:工程制图课程的教育地位、教育目标、教学内容、教学方法以及教学中有关人的因素、教学心理因素、教学艺术、教学评价等。将工程制图课程教学提升到教育理论的高度,有助于广大工程制图教师提高教学理念,提升教学水平,切实解决工程制图教学工作中的实际问题。
关键词：教学论,工程制图,工程制图教学论
参考文献
[1]靳健.我国教学论百年发展的哲学转向与特点[J].北京师范大学学报(社会科学版),2013(01):19—24.
[2]熊川武.论教学论基本问题[J].华东师范大学学报(教育科学版),2010,28(01):9—15.
[3]李新乡,张军朋.物理教学论[M].北京:科学出版社,2009.
[4]杨小微.现代教学论[M].太原:山西教育出版社,2004.
[5]张楚廷.教学论纲[M].北京:高等教育出版社,1999.
[6]普莱斯顿·D·费德恩,罗伯特·M·沃格尔.教学方法——应用认知科学,促进学生学习[M].上海:华东师范大学出版社,2006.
[7]姚利民.有效教学论[M].长沙:湖南大学出版社,2005.
[8]乔际平.物理学习心理学[M].北京:高等教育出版社,1991.
机械制图开放总结 篇5
机械制图这门课程是一门既有理论又重实践的技术基础课，因此在学习过程中不能只满足对基本理论的理解，一定要通过实际的测量绘图才能熟练掌握作图的理论与技能。通过开放实验室，学生可以利用现有的模型进行观察和研究，巩固课堂所学习的理论知识，可以培养自己的空间想象能力和空间思维能力，对作图步骤及作图结果有一个比较清晰的空间形象。另外，可以鼓励和支持学生参加开放式的实践教学，充分发挥实验室的资源优势，让学生边实践边学习边练习，以培养出学生认真负责、严谨细致的工作作风，提高学习效率，为培养和造就高素质的创新型人才提供最优化的实践环境和学习空间。
在本学期，我院按照学校的要求，规范有序地做好了制图实验室的开放工作。两个机械制图实验室涵盖我院的所有专业，涵盖面达到了100%，不仅承担了其专业开设的一些课外实践课，同时也承担了学生的第二课堂活动。为了更好的总结经验，归纳出好的措施和方法，进一步推动实验室的开放工作，现将有关实验室开放工作总结如下：
一、开放实验室的基本情况
两个制图实验室共有两套机械制图陈列柜，陈列柜中含有各种模型，主要类别包括点、线、面的投影，各种机件，齿轮传动，组合体，标准件等。学生可以利用实验室中的模型进行拆装模拟，加深对机械制图概念的理解和掌握。制图实验室中电脑可以进行计算机绘图，学生可以利用电脑进行平面图及立体模型的绘制，可以使用的软件有AUTOCAD、SolisWorks等。在实验室开放期间，实验员认真做好了开放实验的各个环节，组织实施开放实验室的具体工作。
1．学生的预报告制度。在每次实验前，要求学生制定好实验方案，经教师检查指导后，在确定的时间进入实验室进行实验。
2．教师值班制度。按照学生提出的实验时间计划，指导教师必须在相应的时间进入实验室督促、检查学生的实验情况，负责指导学生实验及实验室的安全卫生管理。
3．如实登记制度。为了准确掌握学生实验的实际情况，确保实验的顺利进行和实验室的安全，学生进入实验室要严格履行登记制度，要如实记录进入和离开实验室的时间、所做实验内容要点，指导教师签字后方可离开实验室。
二、开放实验室效果
1．提升了学生学习的主动性和积极性，经过一段时间的制图练习后取得了一定的成果。在由河南省科协与河南省工程图学会联合举办的第三届“高教杯”河南省大学生先进制图技能与创新大赛中，我院派出由14名同学组成的代表队参赛，获得机械类竞赛团体二等奖，并获得尺规绘图个人竞赛三等奖2名，优秀教师指导奖。
2．通过开放实验室，推动了实验室的建设，使实验室的建设和管理水平得到了提升。在实验室的管理制度建设方面，进一步完善了实验室的规章制度、实验员的岗位职责、实验室的学生守则等，加强了制度的宣传、执行与检查。
3．培养了学生动手测绘，自主学习的能力，加强了其对机械零部件的认识与理解。根据教学大纲开设了与课程紧密相结合的制图项目，培养了其动手测绘零件的能力及自主学习的能力，由于所测绘的零件都是机械生产中的零件模型，因此，加强了学生对机械零部件的认识与理解，对其今后的学习及实践有很大的帮助。
三、开放实验室中存在的问题及建议 1．个别同学的积极性不高，开放实验室时报名的学生较少，希望系部和学院通过多种政策鼓励学生多参加开放性实验项目。
2．开放实验室的管理制度还有待于加强。由于开放实验室是在课外时间，在对学生管理方面缺少一些必要的制度支持，导致在个别时间学生在实验室的纪律不太好，希望学校能够出台一些相关的管理制度，保证开放实验室的管理。
3．实验室的一些模型仅仅能够满足部分同学的学习需求，对于层次比较高程度较好的同学来说，这些模型过于简单，不能满足他们的学习需求。因此在安排、设计实验时会受到限制，不能充分达到开放实验室的效果，一些更能充分发挥学生综合能力和创造性思维的实验还无法展开，因此，希望在今后的开放实验中加大对机械制图实验室的支持力度，从而使开放性实验更上一个台阶。
工程制图的知识体系与教学策略 篇6
知识体系与教学策略存在什么样的关系呢?任何一门课程的知识构成都是循序渐进、由浅入深的，这与人的认识过程一致。人总是通过感性认识形成表象，在反复的思维活动中，表象之间产生相互联系，然后上升到理性知识，反复地运用，又促使逆向思维活动，增强学生对知识的运用能力。
在讨论了决定教学策略的因素和知识体系与教学策略对应关系的一般规律之后，针对工程制图的这门课程，思考几个问题：工程制图是一门什么样的课程?工程制图的基本内容由几个部分构成?工程制图各部分内容的特点?各部分内容的教学应注意到哪些问题?
一、怎样认识工程制图这门课程
通常说工程制图是一门专业基础课，这只是从它与专业课之间的关系来说的，这种认识并没有看到它们的本质特征。工程制图是一门“工业语言”的课程，之所以这样说，其原因是工程制图有三个方面的运用：一是指导工人进行生产；二是进行技术交流；三是用于产品销售中，向用户作说明介绍。
任何一种语言；都有它特定的文字和语法，工程制图这门课程也一样，它有自己的原理，也有自己的特殊规定。工程制图的内容是丰富多彩的，但它的主体只有一个，就是一组视图，它的载体也只有一样，就是图纸。
教师把工程制图看作一种语言来传授，就能认识到掌握这门课程的两个层次，即识图能力与绘图能力，它与语言中的口头表达能力和书写相对应。识图能力与绘图能力是对所授对象的两种不同要求，一般来说由专业和学生素质来决定是哪一种要求。
二、工程制图的知识体系
在认识到工程制图的主体内容是一组视图，它的载体是图纸之后，首先教师要帮助学生解决一个问题，就是三维立体的机械实体与平面图纸上图样的对应法规，即工程制图基本内容的第一部分：工程制图的基本原理——投影。
谈到工程制图的基本原理，就好比找到了一把打开工程制图大门的钥匙，但要看到里面的大千世界，还要走过一条长长的过道，它向进入这个世界的人介绍内部体系的基本形成和一般规则，这个“过道”是工程制图的第二部分：投影作图基础。
走过长长的过道，走进想要知道的世界，这不是一个闭塞的空间，这个“庭院”里有很多门与外面的世界相通，院外的花枝也伸到院内为它做点缀。这个世界丰富多彩，教师不能不介绍，这就是工程制图的第三个部分：视图的规定表达方法。
图纸上的内容除了一组视图之外，还有很多其它的知识，教师当然要向学生介绍，应该放在什么地方介绍呢?首先应当想到工程制图知识的载体一图纸，无论是要求学生具有识图能力，还是具有绘图能力，了解图纸是必不可少的，教师有必要在了解它的主体的前提下，系统地介绍图上的内容，这样可以保证工程制图知识的完整性和连贯性，这就是工程制图的第四部分：图纸的内容。
三、各部分内容的特点夏教学中应注意的问题
根据人的认识规律，按照由浅入深的道理，将工程制图知识划分成四个部分，是具有科学道理的。这种划分方法不仅反映出知识的层次性，还使各部分的内容体现出不同的特点。
1工程制图的基本原理——投影
工程制图的基本原理是工程制图知识的第一部分，在学生还不了解这门课程的时候，教师应该怎样来讲授原理呢?在这一部分应当解决哪些问题呢?首先教师要向学生提出问题，问题就是工程制图知识三方面应用中有一种媒介体一图纸，最终可以将问题归结到一点：如何用一张图纸表达机械实体?这是工程制图所要研究的任务，通过提问可以解决两个问题。一是使学生了解工程制图是一门什么样的课程；二是引导学生去寻求工程制图的原理。当学生有兴趣之后，教师就可以将他们引导到日常生活中去，学生就不难找到投影这个工程制图的基本原理。
2投影作图基础
知道了工程制图的基本原理，教师还不能立即讲解实际的零件视图，还需要一个逐步引导的过程，必须从最基本的东西讲起，亦即必须经过一个点、线、面、体的逐步深入过程。这部分的内容是相当多的，但它们都是常见的几何体，教师总是可以从几何学的定理中找到作图的策略。在教学过程中，教师必须注意到几何知识的运用，这不只是为学生提供一个解题工具的问题，它更多地让学生体会到课程之间的相互联系，教会学生如何运用知识解决问题的能力。
投影作图基础部分中，教师还要注意到多练的问题，尤其是组合体，要通过练习，使学生熟练掌握各种形体的视图以及作图的技巧，对于要求具有识图能力的学生，要注重前者，对于要求具有绘图能力的学生，要偏重后者。两种要求，其练习策略也有所不同，识图要注重由平面到立体的思维过程，绘图要注重由立体到平面的思维过程。看图找零件和小型测绘是这部分内容教学的两种有效策略，应当广泛使用。
3视图的规定画法
视图的规定画法是遵守投影原理的，但它有自己的特殊性，它的特殊性就是指它是一种规定。规定并非没有道理的，在教学过程中，教师首先要讲清为什么要这样规定，然后才能讲授规定的细节。要让学生掌握规定画法，教师要做到边讲边练，帮助学生分析零件的结构特点，启发他们去找到适当的规定表达策略。其次，教师有必要在适当的时候将一些规定画法作比较，如全剖视、半剖视、局部剖视等。要让学生在比较中熟悉种种规定画法的相同点与不同点，以促使他们更好地理解并应用。
4图纸上的内容
图纸上的内容比较多，有些内容无法作详细介绍，如形位公差。怎样才能做到面面俱到呢?教师首先要认识到要讲哪些内容，笔者认为有这样几个内容：图纸的格式、视图、标注和技术要求。这四个内容中标注要重点讲授。教学中教师要注意三点：(1)标注是对视图进行说明的，它是一种要求，要从设计、加工、装配三方面的统一原则，来介绍标注的原理。(2)对于像形位公差这样自成一体的内容，可以提前开设新课，对工程制图内容进行补充。(3)要教会学生查各种表格，辅导学生熟悉国标。
开放式教学法工程制图 篇7
图样是工程界的语言, “工程制图”课程的教学目标是培养学生的空间想象能力, 培养学生绘图和阅读工程图样的能力。电子计算机的广泛应用改变了人们的思维方式, 面对应用型人才培养的教学要求, 从培养学生工程能力的角度出发, 以提高学生的学习兴趣为切入点, 在工程制图教学中探索多种教学手段相结合, 理论与实践相结合, 提高学生的工程意识, 注重学生综合素质的培养。
2.充分面对工程制图课程教学现状
全国大部分高等学校将工程制图课程安排在大学一年级开设, 大多数学生从高中毕业后直接进入大学校门。学生对机械常识缺乏感性认识, 没有实践经验。图样作为工程界的语言, 工科各专业的学生入学后接触到与专业相关的第一门专业基础课即是工程制图。作为专业基础课, 工程制图课程具有系统理论基础的同时实践性也较强。面对当今计算机应用的飞速发展形势, 工程制图课程改革的不断深化。对于应用型本科教学要求, 对学生工程能力的要求不断提高, 教学计划中, 实践教学环节学时增加的同时, 工程制图课程教学课时数也相应压缩减少, 学生设计能力的要求却在不断提高。有必要探讨在比较少的学时内完成教学大纲所规定的相关内容, 培养学生的各种绘图及读图能力, 培养学生的工程能力的教学方式。
3.教学实践与探索
3.1课堂上运用工程实例引导学生主动学习
工程制图课程有系统的理论基础, 从点线面、基本立体的投影, 到组合体、机件的表达, 最后到零部件的表达。图样作为技术交流的语言不同于口语, 图样要符合图样画法等相应国家标准规定, 又要具有其他语言所拥有的共性特点, 即工程语—图样也应该简单易懂。为了提高学生的学习兴趣, 可以采用多种恰当的辅助教学方法提高学生学习的积极性。如用多媒体课件演示、教学模型展示, 实际零部件的适当运用等。
下图为减速器运动简图。设计减速器是机械类本专科专业机械设计的基本要求。减速器中包含轴、套、座体等各种非标准件, 也包括轴承、键、销、螺纹紧固件、齿轮等标准件和常用件。首先让学生了解零部件的作用和原理, 引导学生积极主动地学习, 变“要我学”为“我要学”。运用多媒体课件演示拆装过程, 使学生了解零件组装后产生的神奇传动过程, 对图样上如何表达零部件产生极大的兴趣, 寓教于乐, 可以促进工程制图课程教学过程的顺利进行。
3.2加强课堂互动, 构建各种学习平台
用好课堂这个平台, 设计教学环节引导学生主动学习的欲望。课堂上将启发式、讨论式教学法引入工程制图教学过程中。工程图样的绘制与阅读需要形象思维, 对各个知识点精讲多练, 课堂教学中要有意识地训练学生的空间想象能力及形象思维能力。如增加模型测绘等环节, 要求学生不仅要正确合理地表达出指定模型, 同时以小组为单位对相关模型进行仿形设计, 将课堂教学任务与开放性作业相结合, 从而使学生学会质疑、学会探究、学会学习。探讨二维与三维之间的联系与表达, 激发学生的创新思维和工程意识。对于一些典型零件如钣金件, 可以要求学生根据图样用硬纸板等材料作出相应模型。对于电容器架等结构比较复杂的钣金件, 还可以先让学生作出模型, 再根据模型绘制图样。增加寓教于乐的教学环节, 构建研究性学习的实践平台, 提高学生学习的主动性, 提高教学效果。
构建研究性学习的网络平台, 以提高学生的学习兴趣为切入点, 充分运用各种现代媒体, 积极为学生开展开放性、自主性、搜索性学习提供良好的网络平台。也可以建立QQ群、微信群等学习群组等。通过虚拟课堂、网络互动答疑、在线作业题库、课程讨论等, 实现网上辅助教学课程在该网上运行, 有力地促进课程建设的网络化。
3.3构建工程制图运用的实践平台
开展大学生实践训练活动是推进探究性学习的重要途径之一。为广大学生以项目化形式开展探究性学习提供实践平台。如将模型测绘和零件测绘等一些实践环节引入开放性实践环节, 增加学生动手能力和工程意识。为进一步培养学生科学素养和探究能力创造良好条件, 鼓励学生积极参加申报大学生各种创新实验项目。对于大一学生实践能力较差, 可引导其与高年级学生组成项目组, 先从事一些辅助性工作。在完成实验项目过程中体会图样表达的重要性, 完善图样画法的规范性, 理解尺寸标注的重要性, 提高设计过程中的可操作性。在教学过程中, 还可以根据现有教学条件进行拆装实践。如在学生进行切割机拆装实践活动过程中, 通过教师适当地引导, 大一学生和大二学生共同参与, 分组探讨各种零件的表达方案。对零件的各种结构在切割机中作用进行探讨和分析, 使学生对图样表达方案的合理性有了更深的认识。
结束语
开放式教学法工程制图 篇8
2004年美国工程院工程教育委员会把工程哲学列为当年的六个研究项目之一, 还专门成立了工程哲学指导委员会。工程教育委员会提议举办学术讨论会, 以建立工程哲学的思想基础, 扩大并培育围绕工程哲学这个新学科的学者共同体。该项目的重点研究的一个方面就是工程教育。与此同时, 工程哲学在中国的研究也在进行, 中国工程院院长徐匡迪院士多次强调:“工程需要有哲学支撑, 工程师需要有哲学思维。我们应该把对工程的认识提高到哲学的高度, 要提高工程师的哲学思维水平。”2004年12月, 中国工程院在北京举办工程哲学论坛, 正式成立了工程哲学全国性学术团体——“工程哲学专业委员会”。
汪应洛院士指出:在工程教育的体系中应当引入工程哲学的教育内容, 这是工程教育的课程体系发展的新内容。我们应当把工程哲学的教育教学作为工程教育模式变革先行性措施, 以此为突破口, 推动工程教育教学的进一步改革。
工程教育作为工程哲学研究的重要分支, 与其他学科领域的研究相比, 我们对工程教育所取得研究成果还比较零碎、片面和分散, 缺乏内在的有机联系, 纵向和横向综合研究更是少之又少。因此, 需要我们将具体的工程教育课程与工程哲学基本理念有机结合, 用现代工程哲学的理念来整合和改革现有工程制图教学的理念、模式、内容和方法, 树立新的工程系统观、工程知识观、工程实践观、工程社会观和工程伦理观。以加强工科大学生工程素质和工程思维能力的培养, 探讨工程制图教学改革的新途径。
一、工程造物属性与工程制图以设计为核心的思维方式的确立
工程是一种造物活动, 工程活动的目的是建造一个新的存在物。工程哲学是对工程造物的思辨, 也是作为工程实践主体的工程师所必备的工程素养和哲学智慧。工科大学是培养工程师的摇篮, 工程制图是工科大学生入学后学习的第一门技术基础课。围绕着工程的造物属性, 有必要重新确立工程制图新的思维方式——即以设计为核心的思维方式。
1. 产品构形设计思维的确立
工程制图的理论基础是画法几何, 传统的画法几何部分主要包括点、线、面等空间几何元素的图示及图解方法, 围绕着简单体、截断体和相贯体等空间模型的投影, 培养学生的空间想象力和几何分析能力。由于这部分接触的多是工程实例中少见的纯几何形体, 极易使学生形成简单的几何模型思维, 脱离工程产品的约束。事实上, 工程图样所要表达的是工程上的物, 是与其功能及环境相适应的工程产品。所以, 学生的思维方式不应只停留在几何模型上, 而应转变到培养学生对产品的构型设计能力。
以构型设计为基础, 引入了一般工程制图课程中较少的构型设计的关系法则, 如对称与均衡、对比与调和、比例和尺度等, 使产品具有形式美学方面的基本知识。同时突出了多种形式的形体造型设计:既有基本形体的构型设计, 又有组合形体的构型设计;既有结构设计, 又有外形轮廓设计;以及对日常用品的构型设计等多种形式。构型设计训练形式的多样化使这一环节成为学生工程图学产品构型设计思维方式培养及创新能力培养的重要部分。
2.“零失误”设计思维的确立
失误与误差不同, 误差主要是指工程活动中制造及检验过程中的偏差, 是客观的不可避免的;失误是由于人的主观因素而导致的疏忽和错误, 是可以避免的。工程活动本身具有不可逆性, 在设计、施工及管理中的任何失误都将导致直接损失。
工程制图是一门基于实际问题的课程, 它直接服务于现实。各种工程产品的图样是工程建设中的技术依据。图样上的每一条线都关系到工程活动能否顺利进行。因此, 在学习过程中, 并不仅仅是一些概念的理解和熟练性的提高, 更为重要的是要具有一丝不苟的精神。在画工程图样的过程中有很多严格的标准, 在每个环节上都不允许有一点的马虎和差错。不负责任地处理图纸, 将会导致这一工件的报废, 将给工程实施过程造成很大的麻烦, 更重要的是, 这将大大浪费人力, 物力等社会资源。
保持耐心、切忌浮躁、注重细节、追求“零失误”。这些优良素质将在学习过程中逐渐形成。而“零失误”的设计思维方式一经确立, 将极大地提高一个人的工程素养, 使其受益终生。
3. 系统协调综合性设计思维的确立
工程产品是典型的人工系统。工程目标是工程决策主体设计的, 工程的实施步骤、方式是工程实施主体运作的。工程造物的过程和结果必须与其他的系统相协调。工程的结构和功能要与生态结构与功能、社会结构与功能、文化结构与功能、经济结构与功能和政治结构与功能相协调。工程造物作为一种相对独立的社会活动, 思维的核心是综合集成与协调。原有工程技术教育只局限在技术层面, 工科毕业生不懂得成本、经营、管理, 更缺少人文修养。系统性、协调性、综合性思维能力不足。在系统综合思维模式引导下, 工程制图课程的开篇即可根据专业介绍机械工程或建筑工程概论, 然后引入一具体的、与日常生活联系密切的系统, 如水泵或居民小区, 在此基础上再抽象出相关技术要求、材料、零部件、立体甚至是点线面。这样学生在学习过程中, 自然就会将零件的形状结构技术要求等与产品的功能和作用相联系, 而不会只将他们看成抽象的几何体。
二、工程实践观与工程制图知识结构的优化
马克思说过:“哲学家们只是用不同的方式解释世界, 而问题在于改变世界。”
中国科学院的李伯聪教授率先倡导了工程哲学研究, 并从“科学—技术—工程三元论”的角度界定了工程。科学活动是以发现为核心的活动, 技术活动是以发明为核心的活动, 工程活动是以建造为核心的活动。
这表明:相对于科学的发现活动与技术发明活动, 工程是一种以建造一个新的存在物为目的实践活动, 工程的本质就是一种切实的实践。工程实践又是一种创新活动, 创新之根在实践, 实践是未来工程师创新意识和创新能力的源泉, 也是我们图学教育工作者应牢牢掌握的一个核心。
工程制图课程是一门与生产实际联系密切的技术基础课, 必须摆脱过去那种一味追求全面的、系统的、面面俱全的旧教育观念的影响, 明确工程图学教育的目标是工程师, 而不是图学理论专家。因此, 应强调对学生的实际能力和素质的培养, 以满足我国现代工程建设快速发展对工程专业人才的需要。
1. 删减理论性知识
删减理论性内容的同时, 加强工程实用性内容, 这是国内外工程图学教学改革的一个趋势。英国原版工程制图教材中不仅完全删除了画法几何部分的内容, 还将平面立体、曲面立体及截交、相贯部分大大削减, 直接从由简单几何体构成的基本体入手, 到复杂的组合体, 将点、线、面及简单几何体的投影规律和投影特性融合在形体的投影中加以介绍。对有截交、相贯的形体仅要求了解其近似画法, 而不要求用具体求点的作图方法, 因为这种太过于微观的作图训练, 没有多少深层的知识点及实际应用价值, 又浪费大量的学习时间, 而采用任何一种设计软件都能轻而易举地解决截切和相贯形体的结构问题。
我国传统的工程制图课程中, 画法几何部分包括了研究空间几何元素和形体的投影原理和方法的图示法, 用平面的投影图来求解空间几何元素的度量问题及定位问题的图解法。近年来, 随着计算机技术的不断发展完善, 利用计算机的快速运算能力来解决以往用人工推算来解决的一系列平面、空间问题易如反掌。在这种软件技术快速发展和完善的形势下, 图学教育若再像以往那样全面系统地介绍画法几何中的点、线、面这种抽象的几何元素的投影内容, 显然既不符合科学技术发展的需要, 更不符合培养工程人才的需要。
2. 增加实践性知识
(1) 徒手绘图的方法和展开图的画法。徒手绘图是培养创造型人才的重要手段, 也是现代工程设计人员必备的一种基本技能。在工程制图教材中, 对各种轴测图的徒手画法不仅应作了详细的介绍, 还应配有一定量必须徒手画图的习题, 通过对徒手图的绘制, 既可以培养学生的图形表达能力, 加强学生的产品构型思维和实际表达能力, 同时也培养了学生的空间想象能力和形象思维能力, 这对记录瞬间的创意构思, 突发的设计灵感, 以及在现场进行测绘等方面都是仪器绘图和计算机绘图所不能取代的。我国制图教材中在徒手绘图的能力培养方面, 以往多年基本是空白或极少提到的。表面展开图是工程实践中经常用到的一种图样, 在化工、制药设备等行业, 接触更多, 但现行的大部分制图教材对展开图只作简单介绍甚至完全省略, 显然这不符合工程哲学实践观理念。
(2) 轴测图和三维实体造型。轴测图是在平面上表达的空间形体, 富有很强的立体感, 在一定程度上具有实物的直观效果。轴测图是培养学生产品构型能力和空间分析能力的重要内容。在传统的工程图学教学内容中, 轴测图被当作是平面图样的辅助图形, 更多的是研究如何用二维图形将三维形体准确地表达出来, 即如何用平面的投影规律去解决空间的三维问题。在手工绘图时代, 这一内容的安排是必要和合理的。这是由于从设计到生产的过程都是用二维图形来交流的。
现代产品设计概念已不仅是产品本身的结构、性能、工艺等的设计, 还应包括与之相关的一切因素, 如外观造型、人机和谐等。三维C A D技术是现代设计的基础, 它能够为后续的C A E/C A M (计算机辅助分析及制造系统) , NCP/PDM (数据编程及管理) 等提供完整统一的产品数据信息, 优化整个设计过程。为此, 在CAD教学中不但应熟练掌握Auto CAD二维图形绘制、编辑、尺寸标注、技术要求、文字标注等基本知识, 以满足目前普遍使用计算机C A D绘制工程图的需要。而且还应加强三维建模方面的内容, 重点学习Auto CAD三维实体的创建, 包括了从基本体、截断体、相贯体到复杂工程实体创建的绘制及编辑方法, 还要特别考虑到与当前二维的工程图的延续、衔接和过渡, 专门增加将三维工程实体投影成二维的工程图并在图中标注尺寸、文字、进行剖面填充使其可修改为符合我国国家标准的工程图等知识。
三、在工程制图教学中工程哲学实践途径
1. 结合理论教学加强工程哲学思维
在工程教育中引入工程哲学, 并不等于需要另外设置新的工程哲学课程。工程哲学的思维其实贯穿于工程教育的理论学习过程中。许多理论、概念和画法都有很强的工程哲学理念。比如机件表达方案的选择, 就是在看图方便和制图简便之间的一种均衡;加工及测量的误差来自于外部条件的约束;表面粗糙度及尺寸公差的选用要考虑到使用要求、技术水平、加工成本、外观美感等各种综合要素。在装配结构及装配图学习中, 其工程哲学理念更加浓厚。在这些内容的教学过程中, 如能有意识的穿插有关工程哲学的内容, 不仅能够充分调动学生的积极性和主动性, 还能更好地拓展学习的思维模式, 加深对理论知识的理解程度, 便于工程应用。
2. 结合实践教学培养工程哲学思维
(1) 绘图训练课的协作学习平台。绘图训练是制图课不可或缺的实践环节, 是所学知识的应用、实践和深化的过程。我们将以往课堂作业式的绘图形式改变为学生以小组为单位, 教师与学生之间双向互动, 学生与学生之间相互交流的协作学习平台。在深入讨论标准、要求、步骤、表达方案等内容后, 再开始绘图;绘图过程中, 每人既独立思考, 又相互学习, 注重基准、图线、投影关系、尺寸标注等各个环节;绘图后, 应互相检查, 不断修改, 争取“零失误”。学生通过主动参与、讨论和探究, 不仅对图学知识有了丰富深刻的理解, 还使学生体会到了现代工程活动中的团队协作的基本理念。
(2) 零件和装配体测绘的综合设计平台。零件和装配体测绘是制图课最重要的实践教学环节, 是学生将所学到的知识有机联系起来并综合运用的过程。将原来单一环节的测绘放在课程的最后阶段, 要求学生以“工程师”的角色去完成任务。包括对产品论证、徒手图绘制、C A D三维建模、C A D平面图绘制等综合设计平台。分项目组制定计划, 分工, 并广泛讨论交流, 每人都有任务但同时对小组负责。结合对各项目组整体考核答辩情况及学生自身综合表现评定成绩。通过这个平台, 不仅强化了学生对工程产品研发设计阶段的理解, 更能得到一个完整真实的工程经历, 使学生充分体验了现代工程师应该具备的知识和能力, 并从中体会到沟通协调、严谨创新、终生学习等诸多工程哲学理念。
总之, 结合工程哲学的理念进行工程制图教学的研究, 是工程图学课程教学体系的一个新的探讨。其教学理念, 课程体系, 教学过程如何有效地与工程哲学的理念进行结合是主要的方面。尤其是课程内容体系如何设置才能有效地解决专业与综合、实践与理论、人文与科技等矛盾还需进一步研究。期望这一立足工程、跨学科的思维理念能有效地促进工程制图课程的改革, 对未来工程人才培养的新模式起到积极作用。
参考文献
[1] 段新明.工程哲学视野下的工程教育.高等工程教育研究.2007年第1期
[2] 徐匡迪.徐匡迪谈工程与哲学的关系.岩土工程界.2006年第1期
[3] 汪应洛.以当代工程观引领工程教育改革.中国教育报.2007年11月13日
[4] 李曼丽.改革开放三十年来工程教育比较研究回顾与思考.清华大学教育研究.2008年第3期
[5] 陈锦昌, 陈炽坤, 邓学雄, 刘林.基于构型设计的工程图学教学体系的探讨.工程图学学报.2006年第5期
[6] 李伯聪.工程哲学引论——我造物故我在.大象出版社.2002年版
[7] 胡琳, 程蓉.浅论中、英“工程图学”教育的差异.北京大学学报 (哲学社会科学版) .2007年第5期
[8] 邓周平.试论教学研究型大学的办学理念.江苏大学学报.2004年第7期
少课时工程制图的教学体会 篇9
关键词：生物医学工程,工程制图,计算机辅助设计
生物医学工程专业是一门交叉学科, 将工程原理和设计理念运用到医学和生物学上, 为卫生保健和医疗诊断等服务。生物医学工程作为工科专业, 工程制图课程是其中一门非常重要的专业基础课。它不仅仅培养学生基本的绘图和看图的能力, 在专业发展中, 更是为学生将来在医疗器械设计、改进和工程安装等方面奠定系统工程化的综合素质能力。目前许多设备研制朝小批量和个性定制化的方向发展, 作为具体设备的实物载体的设计, 工程图样是非常重要的环节。培养学生良好的工程图纸设计能力, 需要我们不断激发学生的学习热情。
一般生物医学工程专业在大学第一学期为本科生开设工程制图这门课程。作为非机械类的专业, 工程制图的课时安排比较少。关于非机械类专业如何有效组织教学和课程中存在的问题, 大家根据各个学校的实际情况, 进行了大量的教学探索[1,2,3,4]。以安徽医科大学生物医学工程专业为例, 我们安排理论课为36学时, 实验课时为18学时, 共计54学时。工程制图是一门与实践紧密结合的课程, 在有限的课时内, 如何培养学生掌握基本的绘图和看图的能力, 并且具备初步的工程设计能力, 需要我们平衡分配教学时间, 抓住教学重点, 辅助一些教学方法, 促进学生快速有效的掌握工程制图的基本知识, 并在计算机辅助设计 (Computer Aided Design, CAD) 上得到提升。
以下就从几个方面阐述我对如何提升课程教学效果的一些认识与体会。
1、明确课程教学重难点
作为非机械类专业, 我们教材选用华东理工大学出版社《简明工程制图》[5], 该教材配有一本习题集。在36学时之内, 只能完成教材的部分内容讲授和相关习题的讲解。对于生物医学工程专业的学生而言, 需要掌握基本绘图/看图方法和常用的技术规范。在整个教学过程中, 点、线和面的投影是我们的教学重点。以基本几何元素投影出发, 重点分析组合形体中截交线和相贯线, 引导学生认识和熟悉共线/面的点在三视图中对应的表达方法。
通过点在对应视图位置, 比较方便绘制组合形体中的交线部分。在绘制三视图中, 所采用的方法不宜多。引导学生遵循“长对正”、“高平齐”和“宽相等”统一作图规范, 以45度辅助线作图, 从已知视图作辅助线交点确立未知视图上的点和线。看图是绘图的逆过程, 以“长对正”、“高平齐”和“宽相等”将三视图中线面归类为基本形体结构组合而成。还可补充被切割部分, 使得复杂形体还原为简单形体, 通过挖切方式形成目标对象。三维形体的绘图和看图也是本课程的难点, 从学生作业反馈情况来看, 大多数能达到准确绘制组合体的三视图。
除了几何绘图外, 常用的表达方法和标准件也是我们的教学重点。这部分教学内容重要性在于采用剖视图和断面图等表达方法能简化机件的基本视图表达, 同时能完整地表达机件。标准件方面, 除了介绍螺纹紧固件等标准件知识外, 主要是让学生树立标准化意识, 更多地从工程造价等方面出发, 将复杂的机器表达为较为简单的标准化的零部件。
在我们有限的教学时间内, 标注不是我们需要重点强调的内容。随着CAD制图的技术发展, 我们大多采用计算机软件绘图。在软件中, 标注设置非常方便, 我们只需要遵循基本的原则即可。轴测图内容较为简略, 根据绘图要点, 学生可通过自学完成掌握。另外在三维建模上, 很容易实现轴测图, 将这一部分内容放在实验教学部分。
我们的实验教学里, 虽然18课时教学很短, 但也能带领学生掌握Auto CAD基本操作。在实验教学上, 用非常短的时间介绍软件界面后, 通过一些简单具体的实例演示, 带领学生逐步练习具体的软件命令。我们重点放在学生掌握简单形体的计算机绘图技术上。以简单形体绘图作为示范, 逐步引领学生掌握软件的各项功能。当软件各项功能学习完成后, 适当设置竞争考核环节, 激发学生在课堂内外的学习热情。
2、及时开展习题辅导
在我们教学过程中, 大一新生初学工程制图时, 对习题感觉很难下手。除了他们还未熟悉工程制图的学习方法和绘图要领外, 最主要的是缺乏将图纸和空间形体联系起来的空间想象能力。从我们每次收取的作业情况来看, 三视图中经常少画轮廓线或者多画了线条。及时的作业辅导能帮助他们加深巩固所学的知识要点, 也帮助他们找到各自学习的不足。
在经过几轮习题讲解后, 后续作业虽然难一些, 但情况要比初学好很多。由于课时较少, 后续习题就不再讲解, 直接公布习题答案供他们参考。学习初期的习题讲解帮助学生入门如何绘图, 度过理解绘图的困难时期, 他们的空间想象能力得到加强, 即使遇到较为复杂的问题, 表现也要好于最初绘图水平。
3、动画和三维形体辅助教学提升教学效率
在绘图教学中, 在黑板上现场作图能很好地引领学生扎实掌握绘图要领, 但对于少课时和现代快节奏的教学学习, 这一方法耗时耗力, 难以让学生注意力集中和调动他们的兴趣。目前课件教学是非常普遍的方法, 将工程制图的理论教学全部采用课件教学, 在有限的时间内能传递更多的内容。
在工程制图教学课件中, 由于教学内容为绘图的过程和形体的三视图, 因此课件组织教授绘图内容, 用动画呈现能达到类似黑板绘图的效果, 能呈现先后顺序, 并且通过设置不同粗细和颜色的线条, 体现辅助线与轮廓线的差异。这样使得绘制的三视图具有不同层次感, 便于学生可以反复体会, 也方便课后学生温习功课。
工程制图课件中, 我们重点讲授如何绘图。课件中的绘制线条的粗细、颜色、先后顺序, 在Power Point (PPT) 中制作起来相当费时, 并且很难控制线条组合为目标图样。在三视图中线条非常多, 因此制作课件的时间会比传统备课时间长很多。王静[6]提供了用Auto CAD的图层功能高效绘制PPT课件中的动画。在软件中不同图层设置线条后, 采用矢量图片输出, 导入到PPT中仍保留图层属性, 因此批量修改线条属性比较方便, 提升了制作课件的速度。
通过课件动画控制线条先后显示, 让学生能深刻体会到绘图的优先顺序。课件中动画绘辅助线让学生更直观感受到三视图中“长对正”、“高平齐”和“宽相等”的绘图基本要义。课件中呈现的线条绘制顺序, 正好加深软件Auto CAD教学中绘图过程。
在我们教学中, 课件的另一个优势就是能补充视图的三维形体图片和动画。当我们绘制完整三视图时, 由于大一新生初学工程制图, 他们理解视图与空间形体对应关系还有点困难, 这时借助课件呈现三维形体的空间结构[7], 加深视图与具体空间形体的理解。在一定程度上, 三维形体的图片和动画能代替实物教具。对一些内部复杂机件, 三维形体的动画展示比实物教具具有更好的效果。制作三维形体可采用Auto CAD和Solidworks软件制作, 通过三维形体的展示, 也正好激发学生对软件学习的积极性。
4、推行兴趣小组激发学习积极性
在每次工程制图的教学中, 总会有部分同学理解领悟能力较强, 学习进展比较快。这时需要对这部分同学增加一些具有挑战性的学习任务, 以促进他们更好地学习。在我教授的2015级的两个班中, 一个班的学生按正常教学加课后习题, 另一个班在正常教学基础上, 组建兴趣小组。从他们学习课堂反应、习题解答和考试绘图方面, 有兴趣小组的班级总体优于普通授课的班级。除此之外, 极少数学生通过强化软件学习, 能达到具备三维建模和设计多个零件装配体能力。
在组建兴趣小组方面, 我们采取自愿报名的方式, 学习能力较强的学生用Auto CAD绘制习题作业代替手绘作业。在习题讲解时, 教师除了点评手绘作业和展示正确的习题答案外, 对通过CAD完成的学生作品点评, 通过具体案例的讲解, 提升参与学生的实际绘图能力。通过同学间CAD作品的点评, 还能推动班级学习工程制图的热情。
对于非机械类专业的学生, 更多关注如何运用工具正确和高效表达图纸, 以及由图纸重构出机件的三维形体结构。我们组织感兴趣的学生形成兴趣小组, 在具备一定理论基础上, 以具体项目围绕Auto CAD和Solidworks软件开展深入学习。通过同学之间作品的展示, 尤其是三维建模方面, 以看得见和感受得到的方式, 带动班级对课程学习的热情。对于学习进度很快的学生, 可适当安排难度较大的项目练习, 保持一定难度但又在能力可及的范围内。图1为参加兴趣小组的学生通过自己查找资料, 用Solidworks绘制的行星减速器。从确立项目后, 学生利用课余时间开始学习软件到绘制完成, 前后不超过两个月时间。激发学生的学习兴趣, 可高效利用课余时间, 大幅提升学生在软件上的技能。通过兴趣小组的实施, 实现对工程制图差异化的教学, 既能满足各层次的教学要求, 还能培育有兴趣的学生朝应用方向深入发展。
4、结束语
工程制图作为生物医学工程专业的基础课程, 能培养学生严谨细致的工作作风和形象思维能力。通过课程的学习, 学生能掌握基本的绘图和看图能力。若有条件联系相关机械加工或模具制造的工厂见习, 对学生所学知识会有很大帮助。目前3D打印技术发展非常迅速, 非常适合个性化定制。在我们课程未来教学中, 我们将结合3D打印技术, 探讨从工程制图到三维建模, 再到3D打印实现设计图纸, 带动学生的学习兴趣, 将会很好地提升教学效果。
参考文献
[1]张海燕, 于红玉, 陶蔷, 全海英, 段元民.生物医学工程专业《机械制图》课程的教改探索与实践[J].首都医科大学学报 (社科版) , 2007 (00) .
[2]刘丽娟, 邹俊艳, 赵海晖.对非机类《工程制图》课的教改问题的看法[J].浙江工业大学学报, 2000 (S1) .
[3]甄鑫.生物医学工程专业《工程制图》的教学体会[J].中国医药指南, 2010 (22) .
[4]杨安, 陈绚, 陈锦昌.工程制图课程中的互动教学模式探讨[J].工程图学学报, 2007 (5) .
[5]钱自强, 马惠仙, 蔡祥兴.《简明工程制图》[M].华东理工大学出版社, 2007.
[6]王静.Auto CAD图层功能在高效制作PPT动画中的应用[J].轻工科技, 2015 (10) .
工程制图教学改革的探讨 篇10
一、教学中存在的问题
(一) 课程安排不合理
工程制图作为土木工程专业核心基础课程, 根据现有培养计划安排在大一第二学期。由于本课程内容涉及到的专业内容较多, 而本阶段还没有专业课程的教学安排, 学生又没有施工现场学习工作经验, 无法透彻理解所学内容。随着科技的进步, 计算机软件的发展已经将绘图人员解放, 由传统的手工绘图转变为计算机绘图。湖南科技学院土木工程专业工程制图课程与计算机辅助设计CAD同时开课, 授课教师不同, 没有对授课内容进行沟通协调, 导致理论教学与实践操作脱节。
(二) 教学方式不合理
工程制图课程内容涉及到房建、结构、道桥、隧道、给排水各方向基础制图内容, 由一位教师讲授全部内容。根据实际情况分析, 每位教师所学专业方向单一, 没有对全部内容精确掌握, 由一位教师授课难免对不熟悉的方向教学不够准确全面。
(三) 教学方法守旧
采用多媒体教学, 多媒体内容设计呆板, 不够形象。比如建筑平面图的生成及绘制, 仅采用图片无法使学生真正理解从何位置进行剖切, 如何投影得到, 图中各线条代表什么内容。单层工业厂房牛腿柱的配筋, 仅采用图片, 无法使学生真正理解各钢筋空间位置, 从而对于如何列出钢筋表无从下手。
(四) 教学实践环节欠缺
工程制图是将实物采用图纸的方式表达, 建筑施工图是用图纸表达建筑物的平面、立面、剖面及详图等的图样。钢筋混凝土结构图是表达构配件的配筋的图样, 仅靠课堂授课无法真实展现图纸表达的内容, 学生无法真切感受。现阶段的教学缺乏实践教学环节, 学生仅靠课堂学习对图样的理解不足, 学习效果不尽理想。
(五) 考核方式不合理
传统的考核方式采用平时成绩和期末闭卷考试结合的成绩评定方式。但仅靠一张试卷无法真实体现学生掌握情况, 应根据课程内容及特点, 让学生理解图纸表述内容, 并能正确抄绘。而传统的闭卷考核方式时间和考试内容受到限制, 并不能真正达到对教学内容的考核效果。
二、教学改革方法
(一) 调整课程安排
工程制图作为专业课程的基础课程, 需要在专业课程之前开设, 但是内容又涉及到专业课程的内容。针对本课程的矛盾性, 按照现有开课计划不变, 但是为了让学生能真正理解图纸表达的内容, 在校内建设实践实训基地, 安排课程实习, 让学生自己制作建筑实物模型, 通过制作模型的过程理解图纸所要表达的实际内容。钢筋混凝土结构图中梁、板、柱的配筋涉及到的专业知识较多, 为使学生能够理解课堂内容, 在实践实训基地制作梁、板、柱实际配筋构件。为了使学生能应用绘图软件CAD表达本课程内容, 将CAD课程与工程制图课程合并为一门课程, 调整课时, 合理安排教学内容。
(二) 改变教学方式
工程制图课程涉及到的专业方向全面, 因此可根据教学内容安排相关方向专任教师讲授相关内容。这种教学方式可以使学生感受不同的教学风格, 不仅可以使学生更准确地掌握所学内容, 同时能提高学生的主动性和积极性, 从而提高教学效果。
(三) 改变教学方法
传统的多媒体授课虽然能提高课堂利用率, 但是由于工程制图课程以图纸表达实物的特殊性, 仅靠传统多媒体授课不够形象。针对这个问题, 教师在授课过程中应用3D设计软件sketchup等对相应内容建模并在课堂上演示, 增强所授内容的直观性和形象性。在课件的制作过程中引入动画, 比如建筑平面图的生成, 采用动画效果表述剖切位置及根据投影表达到图纸上的内容。
(四) 课堂与实践结合
由于工程制图课程与实践结合紧密, 可以将培养计划中的认识实习与本课程结合, 在学习完建筑施工图之后, 安排学生参观校内已有建筑物, 观察其平面布置、立面设计及楼梯的设计。为使学生对不同的建筑物都有所了解, 可以安排学生参观教学楼、宿舍楼、单层厂房等。结构施工图课程讲授结束安排学生到相应的施工现场, 邀请专业技术人员进行讲解, 教师结合课堂讲授内容进行补充。对于桥涵隧道内容, 教师带队进行参观。工程制图与认识实习结合, 不仅完成了各课程的教学计划, 同时提高了教学效果。
(五) 调整考核方式
改变传统闭卷笔试的考核方式, 采用笔试与机试结合。对于课程理论知识采用笔试闭卷考试。由于工程制图与CAD合并为一门课程, 机试内容要求学生根据已给建筑施工图及结构施工图在给定时间内完成计算机操作, 成绩评定各占40%。根据学生平时课堂表现及作业完成情况给定平时成绩, 平时成绩占20%。这种考核方式改变了传统考核方式检验学生记忆能力的效果, 能考核学生对所学内容是否彻底理解, 考核学生的掌握程度, 对工程制图这种实践性较强的课程
三、结语
教育部的改革方向为向职业教育转型, 这种转型的中心问题是课程改革。针对土木工程这种应用类专业, 应该培养动手能力强的技术型应用人才。工程制图是所有专业课程的基础及应用, 面对当前大学生职业技能缺乏, 企业技术型人才短缺的问题, 对工程制图进行课程改革是时代发展的需要, 提高学生的理论与实践综合能力是工程制图课程改革的目的。
参考文献
[1]卢传贤.土木工程制图[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
[2]建筑制图标准 (GBT50104-2010) .北京:中国计划出版社, 2011.
[3]张丽萍, 程耀东.基于“卓越计划”的工程图学课程的改革与实践[J].兰州交通大学学报, 2013 (4) :162-164.
开放式教学法工程制图 篇11
关键词 工程制图 教学内容 整合优化
中图分类号：G424 文献标识码：A
1 工程制图课程教学现状和存在的问题
传统的工程制图课程教学模式侧重于手工绘图、读图和形体表达等技能的培养和训练，近几年计算机技术迅速发展，特别是计算机三维造型技术的不断完善及其在工程上的广泛应用，使工程制图课程的内容发生了很大的变化，在教学过程中，不仅讲授多面正投影理论等传统内容，而且还涉及计算机图形学、计算机辅助设计、计算机辅助制造等新技术和内容，工程制图与计算机三维造型技术相结合，引发了广大制图教师的深度思考，为工程制图的快速发展提供了广阔的空间，但同时也对传统的工程制图的课程体系、教学内容以及教学方法等都带来了巨大的冲击。制图课程的学时不断的减少和新技术的层出不穷之间的矛盾凸显出来，工程制图课程存在的主要问题主要表现在以下几个方面：
（1）内容多、课时少、讲课方法单调。由于受到传统教学体系的影响，工程制图课程主要内容包括画法几何、制图基础和机械图。传统的画法几何是单独的一本教材，自成体系，主要讲述三面投影体系的建立以及点、直线、平面投影性质和作图规律，重点内容是特殊位置直线和平面的投影特性；线面之间的位置关系包括直线与直线的平行、相交和交叉（异面直线），直线与平面的位置关系包括平行和相交（垂直是相交的特殊情况）；平面上点及直线的投影、平面上取投影面的平行线是重点内容；投影变换主要讲述换面法原理及其应用，主要内容是一般位置直线求实长和一般位置平面求实形。制图基础部分包括制图国标、基本立体、组合体投影和图样的表达方法等，这部分内容主要是培养学生的空间想象能力，对学生而言比较难，作业量大。机械图部分是学习工程制图的最终目的，主要内容是零件图和装配图的绘制和阅读，零件图和装配图是两类工程图样，不仅涉及制图本身的投影内容，而且还涉及大量的机械制造、机械加工和材料学等方面的知识，由于工程制图课程的授课对象又是完全没有相关知识的大一新生，需适当地补充一些必要的工程背景知识。综上所述，传统的教学内容抽象且涉及的知识面广泛，虽然目前都采用了多媒体教学，可以提高课堂教学的信息量，但是学生所学到的知识并不扎实，同时，现在高校普遍存在学时压缩现象，给这门课程的教学更是雪上加霜，为完成教学大纲规定的教学内容，维护工程图学传统教学体系的完整性，课堂教学速度难免较快，必要的实践训练环节被削弱，教师教得辛苦、学生学得也累，很难激发学生自主学习的积极性，从而削弱了教学效果。
（2）计算机绘图已经进入了所有院校，这本身是件好事，但是，在工程制图课程教学过程中也普遍存在过度依赖计算机，注重实际上机操作而忽略了理论知识的教学，导致学生变成了简单的“制图员”，而非“工程师”。计算机硬件技术和各种专业绘图软件的大量普及，使个别院校彻底实现了“甩图板”工程，学生全部用电脑绘图。近年来随着 AutoCAD 、CAXA、Solidworks等二维和三维软件的出现，使绘图工作变得简单而轻松，甚至有些智能软件通过三维模型可以自动生成二维工程图，表面上看的确提高了工作效率，但是学生忽略了投影的理论知识，知其然而不知其所以然。
2 教学理念与教学方法的思考
工程制图课程是工科院校课程体系中一门非常重要的专业基础课，有着其完整而独特的课程内容体系，又与后续的专业课有着密切的关系，其目标就是培养学生具备学习、运用投影理论，用二维投影图表达三维物体，从而使学生具有从事机械及相关行业所必需的最基本的专业素养。因此，在课程整个教学过程中，有必要不断地向学生灌输本课程的课程体系、学习方法、培养目标以及相关的工程背景知识，使学生对课程的定位和整个课程体系有一个全面的认识，思路清晰，前后的知识联系起来，减少学生学习上的盲目性。同时，在课时有限的情况下，要看学生真正学到了多少知识而非教师讲授了多少内容，始终把学生对课程的感受放在首位。在教学方法上，启发与引导应贯穿教学过程的始终，“满堂灌”和“填鸭式”的教学方法是不可取的，注重平时的教学，如适当增加平时成绩和实践环节等，将教学的过程管理摆到重要的位置。
3 教学内容的整合和优化
工程制图课程主要包含三大模块：画法几何、制图基础和机械图。这三个部分的内容既各自独立又彼此关联。具体优化整合的部分如下：
（1）画法几何部分：这部分内容是工程制图课程的理论基础，内容多而且抽象，可塑性大。具体的做法是重点讲述特殊位置直线、平面的投影特性，直线与平面、平面与平面的相对位置关系只讲授相交两元素中至少有一个处于特殊位置，对于换面法只讲授基本原理和基础内容，采用案例教学，重点如何用于换面法求一般位置直线的实长和一般位置平面的实形，降低平面立体与平面立体的截交线难度，对于相贯线中的斜贯、偏贯等内容加以删除。在画法几何部分，删除了抽象、复杂的纯粹的图解空间几何问题的习题，将点、线、面的投影整合到立体的投影中，将换面法也融合到立体的投影中，如在有垂直面和一般位置平面的立体投影图中求平面的实形，这样，既增加了学生学习的兴趣，又符合认知规律。
（2）制图基础：将“国标”部分让学生自学，教师可采用提问的方式进行讲解，在以后的作业和实践环节中得到贯彻和提高；在“组合体”部分，将三维建模技术应用其中，实现教学过程的可视化，减少仪器图，增加徒手绘制草图环节，将构型设计贯穿始终。
（3）机械制图部分：在零件图和装配图部分，对于非机类的学生，淡化理论的讲解，将标准件、技术要求以及装配图的理论等内容融合到具体的零件图和装配图中，教师结合具体的零件图和装配图讲解，这样既缩短了讲课学时，又增加了学生的兴趣和记忆；对于机械类学生，这部分内容最为重要，而且也是最难理解的，除了教师讲授理论知识以外，还应该让学生多练习，增加零件图和装配图的草图绘制，同时增加计算机三维虚拟装配练习，零件图中的技术要求只要求学生会标注而不用展开，因为将来有专门的课程讲授。
计算机绘图应贯穿课程教学的始终，而且应作为辅助工具，应时刻牢记软件的讲解应为教学服务，软件其实就是一个现代化的教学工具和手段，而不是将软件的全部命令详细讲解。
4 结语
在学时压缩的现状下，整合和优化画法几何、制图基础和机械图三部分的内容是必要的，在充分研究课程体系的基础上，对教学内容进行必要的删除、精简、融合势在必行，充分合理利用计算机技术，从立体认识入手，将计算机三维实体造型对形体的描述与工程制图课程对形体的描述统一起来，注重应用，案例教学，用现代计算机技术对传统内容进行改造是有益的尝试和将来发展的方向，在整合和优化教学内容的工作中，更应该注重实践能力的培养，突出应用型人才的培养理念。
参考文献
[1] 李勇峰，陈书剑.工程制图新课程体系教材及教学改革实践[J].广西轻工业，2009（9）.
[2] 王国顺，谢军.机械制图实践[M].北京：清华大学出版社，2009.
工程制图研究性教学探讨 篇12
随着我国经济的迅猛发展和国际化水平的提高, 国家需要大量的高层次、创新型人才。为此, 深化教育教学改革、培养社会所需要的高层次创新人才已成为高等院校的一项重要使命。然而, 在课程学习过程中, 如何引导学生学习的“自主”和“研究”成分, 使学生的创新精神和实践能力能充分发挥, 以适应社会经济发展趋势的要求, 是困扰教学的一个主要问题。围绕这个问题, 提出以提高学生素质和培养创新能力为宗旨, 倡导研究性学习理念的研究性教学。本文以《工程制图》这样一门有代表性的专业基础课程为例, 探讨研究性教学模式的应用方法, 以期对工科学生的能力培养起指导作用。
1 研究性教学的内涵
所谓“研究性教学”就是创设一种类似研究的情境或途径, 把方法的获得、能力的提高融入到获取知识的过程中, 将学生下意识运用到的科学方法和良好的思维脉络展露出来, 教师的引导以及合理的归纳与总结, 将支离琐碎的知识和隐含的学科方法有机结合起来, 让学生在研究性学习的过程中感受到学习的乐趣。研究性教学立足于教材, 具有明确的研究目标, 是为达到某种结果而精心设计的课堂教学。
研究性教学有三个特点:一是强调教师研究型的“教”, 培养学生的探究能力、想象能力和创新能力;二是强调学生研究型的“学”, 培养学生自主学习、自主探究的研究意识、研究能力和创新能力;三是强调教学的合作性, 体现“以人为本”的教育理论、以学生为中心, 以教师为指导的师生共同的活动。通过研究型的“教”与“学”, 引导学生创造性地运用知识和经验, 自主地发现问题、研究问题和解决问题, 并积累知识、培养能力和锻炼思维。
2 应用与实践
2.1 提倡以问题为中心的教学
问题使“教学”与“研究”有机地结合在一起, 把学习设置在复杂的、有意义的问题情境中, 通过让学生解决真实性问题, 来学习隐含于问题背后的科学知识, 形成解决问题的技能, 并形成自主学习的能力。能否提出对学生具有挑战性和吸引力的问题并使学生产生问题意识, 是进行研究性教学的关键。问题要从学科领域、课程内容或现实生活中选择和确定, 应有探究性。例如, 在工程制图中讲完螺纹后, 提出问题:钢笔帽螺纹螺距小, 为什么只需旋合几圈就能拧到头?引导学生们积极思考, 再总结出那是因为线数多, 故导程大, 学生马上加深理解了三者之间的关系及其应用;又如螺栓的直径在工程制图中是直接给出的, 告诉学生其实它是根据其受力等因素设计出来的, 在材料力学和机械零件课程中解决了设计螺栓直径的问题。鼓励学生多提问、多思考, 勤思才能善学。在课后有意识地设计一些问题让学生独立思考, 激发探索欲望, 唤起学生思维的能动性, 从而使学生知道如何运用科学的思维方法思考, 主动地去学习和解决问题。
2.2 注重教学过程
在讲授课程时, 要尊重认知规律, 注重选择科学的教学方法和手段。如讲授投影变换时, 在讲授了直线的换面后, 让学生自学将一般位置面变换为投影面的垂直面, 学生若不认真自学与思考, 很容易采用两次换面, 教师在学生经过思考后讲授解题方法, 使学生的思维得到训练和提高。又如在读组合体一节中, 将学生做过的有共性错误习题, 借助计算机三维建模, 进行师生共同讨论, 学生分组讨论等, 最后教师讲评、归纳总结, 找出容易错画、漏画之处及其原因, 学生在这个过程中得到科学思维的锻炼。
2.3 采取开放性的教学
“开放性”是以一定知识为基础的对本课程的开放的“问题意识”, 通过学生在课堂上激发、累积起来的问题意识把他们引向对专业知识的积极主动的探索中。
工程制图是多数工科学生大一学习的课程, 涉及到许多后续要学的专业课程和生产实践内容, 在讲授有关内容时, 提出一些本课程还没解决的问题, 告诉学生这部分内容在哪门课中研究, 激发了学生对后续专业课程的求知欲。如讲齿轮画法, 涉及到模数、分度圆直径等抽象参数, 告诉学生它跟刀具和承受的载荷等因素有关, 在机械零件等课程中有专门研究。又如在讲零件图尺寸标注时, 提出标注应考虑零件加工条件和工艺过程, 必须认真确定尺寸基准, 否则将使零件无法加工或者加工成本增大, 而要正确合理标注尺寸, 还要了解互换性与测量技术、零件的制造工艺以及在生产实践中去体会。这样授课不仅让学生对本门课程产生极大的兴趣, 自主去寻求一些问题的答案, 也对今后要学的专业课以及生产实践产生极大的求知欲。
2.4考试评价机制的改进
为了适应研究性教学, 对学生的考核宜采取过程性监控, 加大平时成绩的比例到40%, 在课程内容的各个阶段, 进行与课程进度相适应的方法多样的阶段小测验, 包括笔试、讨论、小测验、大作业、上机操作等。变一次考试为多次考试, 采取“平时成绩+阶段成绩+期末考试”相结合的方式。总之, 将考试作为一个动态过程, 而非仅仅作为一种手段, 通过采取过程性监控措施, 综合评定成绩的方法, 学生注重了平时的学习, 加强了学习过程的自觉管理, 促进了优良学风的发扬。
3结论
本文探讨了研究性教学的内涵和特征, 提出研究性教学的理念。通过在《工程制图》课程的应用实践表明:教学质量明显提高, 学生的理论知识基础比过去更加扎实, 空间想象能力、图形表达能力以及学生的动手能力、理论联系实际的能力明显提高。同时对本专业产生了极大的兴趣, 对学生专业思想的启蒙和专业素质的培养起到重要的作用。
同时, 开展研究性教学促使教师深入研究学生的学习规律, 提高了教师科研和教学能力, 是培养高校优秀教师的有效途径。
参考文献
[1]张明星.论基于研究性学习理念的“研究性教学”[J].四川教育学院学报, 2003, (12) :5-6.
[2]赵洪.研究性教学与大学教学方法改革[J].高等教育研究, 2006, (2) :71-75.