工程图学

工程图学（精选十篇）

工程图学 篇1

在《工程图学》中, 一个点的投影是不可见的, 要加上括号来表示。对于积聚性面上点的可见性, 大部分的教材是这么规定的:不判别其可见性, 从而不加注括号。如图1 (a) 。但在教学过程中, 很多同学的第一反应, 图1 (a) 中1’点是可见的, 2’点是不可见的, 应加注括号。

从点的不可见性的定义上看, 一种是重影点, 如图1 (b) 中的2’点, 一个点被另一个点挡住了。另外一种是被面挡住的点, 如位于物体后表面上的点, 在其V面投影是不可见的, 如图1 (b) 中的3’点。归纳之, 被点或面挡住的点都是不可见点。对于积聚性面上的点, 图1 (c) 中1’点是可见的, 没有任何物体挡住。而2’点被曲线a’b’挡住了。根据逻辑, 既然点或面都能挡住点, 线也应该可以挡住点, 因此2’是不可见的, 应加注括号。

因此, 对于积聚性面上点的可见性, 还是应该按照常规方法去判别其可见性, 并确定加不加括号。这样既能够保证《工程图学》关于点的不可见性定义的严密性, 还符合逻辑思维, 符合学生的认知习惯。

2 关于相贯线的凹凸性问题

在求相贯线时, 一般都利用表面取点法或辅助平面法求出相贯线上点的投影, 再用曲线光滑连接各点。由于仪器作图的误差问题, 作图精度问题, 各点的投影有可能稍稍偏离原有的位置, 造成在光滑连接各点时, 相贯线的凹凸性出现问题, 如图2中的 (b) 、 (c) 。那么相贯线的凹凸性究竟如何确定?图2中的相贯线到底是凹的还是凸的?其实我们可以通过建立其数学方程, 利用方程的二阶导数与曲线凹凸性的关系研究之。

如图3, 圆柱的半径为r, 中心高度为h, 球的半径为R。对相贯体的V面投影建立坐标系xo′y, 假设相贯线V面投影上任意一点p′的坐标为 (x, y) 。根据辅助平面法的思想, |op|=|b′c′|, |od|=|b″p″|。

于是|op|2=|b′c′|2=|o′c′|2-|o′b′|2=R2-y2

|od|2=|b″p″|2=|e″p″|2-|e″b″|2=r2- (y-h) 2

因为|op|2=|od|2+|pd|2

于是R2-y2=r2- (y-h) 2+x2

==>y= (-x2+R2+h2-r2) /2h

求导, y′=-x/h

y″=-1/h

由相贯线方程的二阶导数y″=-1/h<0可知, 该曲线为凸曲线。因此在求图2所示的相贯线的投影时, 可排除图2 (b) 、 (c) 两种情况。

在教学过程中, 由于教学时间关系, 对相贯线的凹凸性的证明肯定无法展开, 但要告诉学生其结果, 以避免出现重大差错。并可适当引导其证明, 给学有余力的同学在掌握工程图学知识的同时学习高等数学的知识, 一举两得。在处理其他相贯线时, 也要多多考虑凹凸性的问题。当然除了数学证明外, 利用AutoCAD软件对三维模型进行二维投影, 也是一种非常方便的方法。

摘要：讨论了《工程图学》中的两个问题:一是积聚性面上点的可见性;二是相贯线的凹凸性。

关键词：工程图学,可见性,相贯线,凹凸性

参考文献

[1]施岳定.工程制图与计算机绘图[M].浙江大学出版社, 2001.

浙大《工程图学》学习感想 篇2

工程图学学习感悟

浙 江 大 学

工程图学

专 业： 工科试验班（工学）

学 号：

姓 名：

指导老师： 费少梅

ZHEJIANG UNIVERSITY

自从刚接触工程图学到现在，不知不觉中我已基本走完了工图的学习时光。随着短暂的冬学期渐渐步入尾声，工程图学也迎来了最后一节课，不知怎的，我心里还有一点失落。尽管只有短短半年时光，尽管每次课的时间都不长，但我学会的知识却超乎自己的想象。从最初略显简单的点线面投影，到后来越来越深奥的组合体视图、机械零件装配图，可以说工程图学是我在这大一上半期里收获最大的几门课程之一。回想这半年的学习，有过思前想后也无法理解的迷茫痛苦，也有灵光一现、醍醐灌顶后的欣喜若狂。

这里也要感谢费老师的辛勤教导，要是没有您的指导，我也不知道就自己这个空间想象能力能达到什么样的高度。

老师您讲课总是思路很明确,不会按部就班、照本宣科，教学上仿佛都有自己独特的一套。要介绍什么新东西时，您总是先会做一些引导，带领我们自己去发现问题，在不知不觉中,我们自己就很自然地发现为什么是这样，下一步应该解决什么。而且您的课程安排都很合理，课堂氛围都很轻松，甚至上您的课都不会感到累，每次到了周三都期待有不小的收获。不过有时候（找人回答问题）课堂气氛也会挺压抑，但真正能跟着老师的思路走你就会发现很多有意思的新玩意，能领会到工图独特的乐趣。

不得不承认要学好工图是需要花不少时间的，除了平时的预习复习之外，做工图作业仿佛成了不少同学心中的噩梦，往往一个大图前前后后就得花上小半天。不过老师您总是很认真负责，每次交上去的作业都仔细批阅过，做得不对的地方还圈画出来，有时我自己对过答案，却还是没有发现的细节错误甚至知识点上的根本性错误，老师总是能一针见血地指出来，打击之余这也对我有不小的帮助。尽管有时工图A3作业、CAD作业确实很烦，组合体三视图也常常让我头疼，但我还是慢慢喜欢上了这门课程，有时明明已经挺不错的作品也要花上不少时间去精益求精，努力追求完美。

工程图学有一点类似高中立体几何的升级版，但又比高中要专业得多。它尤其考验我们的整体性观念和空间想象能力，很多时候明明自己觉得蛮有把握了，却还是很难做到一丝不漏。这一特点从组合体视图开始就表现得淋漓精致，特别是到了尺寸标注和读零件图，整体性的观念尤其关键，对每一个细节都不能忽略。而要做到不忽略细节，在平时就得牢固地掌握基础知识，对典型案例要烂熟于心。工图的知识点比较繁多，如果不好好听课、课后不好好掌握基础要领可能就总是会一头雾水。比如零件三视图什么时候该剖，怎么剖；什么时候又不剖，为什么不剖等等。刚接触这些确实很讨厌，这样一个庞大的作图体系很考验我们的综合基础能力，刚开始时我空间想象常常不到位，有时形体分析也出错，细节没注意到，总是出乱子。但当我真正理解为何如此之后，并经过反复的理解练习,一切

ZHEJIANG UNIVERSITY

又变得简单起来，这一切体系知识、经验都是在平时的学习练习中逐渐积累起来的。

工程图学课程教材新体系研究 篇3

关键词 工程图学；教材；工程素养

中图分类号：G642 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2012）33-0112-02

工程图学作为工科专业的专业技术基础课，对于该专业的后续学习起着至关重要的作用，它可以给予学生掌握阅读与绘制工程图样的能力，培养学生的空间想象能力，养成严谨细致、一丝不苟的工程素养。近几十年，随着计算机图形学、计算机软硬件的发展，以及这些技术在现代工业企业中的大规模的应用，对工程图学提出很大的挑战，同时也是工程图学大发展的一个重要契机。要适应现代化的发展，就要首先对工程图学教材内容体系进行改革研究。

1 工程图学教材体系的现状

传统的工程图学教材体系基本上由画法几何、机械制图或者工程图和计算机绘图三部分组成。第一部分为画法几何，主要包括投影理论、以图解法为主的综合解题、曲线曲面的投影、换面法、旋转法、映射法等；第二部分为机械制图，主要包括国标图样画法的基本规定、工程图样的绘制与阅读；第三部分为计算机绘图，以AutoCAD绘图软件为主。传统的工程图学教材体系内容对于不同工科专业来讲，各有取舍，各有侧重，各部分所占学时比例因专业不同而有所不同，但大体格局相同。

2 当前计算机绘图软件和机械行业的发展特点及趋势

随着计算机图形学和计算机硬件的迅猛发展，各种高级绘图软件、设计软件如雨后春笋般蓬勃发展，由最初的二维绘图软件向三维软件发展，由平面绘图向三维建模直接生成二维图形发展，以及在三维建模上进行虚拟加工、虚拟装配、运动仿真、动力学分析和其他一些高级应用分析，这些发展变化主要体现在软件的种类不断扩大以及每种软件的版本在不断升级，软件的功能在不断增强和扩大。

在二维绘图软件中主要是AutoCAD，三维绘图高级应用软件主要有Inventor、Pro/E、SolidWorks、UG、Catia、ANSYS、MasterCAM、Topsolid等，其中发展速度比较快的软件有SolidWorks、UG、Catia等几种。

在机械加工行业中，不同行业所采用的应用软件各有不同。例如，飞机行业大多采用的是Catia；模具行业采用的软件是MasterCAM和UG；其他一些机械企业中用SolidWorks和UG软件比较多，因为这两个软件不仅功能强大，而且有较强的项目管理能力，能保证不同部门之间的协同工作。在加工领域里，数控自动加工应用越来越广泛。

可以看出，当前计算机软件及其在机械行业中应用的特点和趋势是：软件功能的增强化、集成化、多样化、管理和设计网络化，而且和企业的需求发展紧密联系。

3 计算机绘图软件对工程图学的挑战及分析

计算机绘图软件从最早出现的AutoCAD开始，就对工程图学提出是否要“甩图板”的冲击和挑战，而且随着三维绘图软件的迅猛发展，对工程图学的各个层面都产生非常巨大的冲击和挑战，可以归纳出：甩图板、画法几何的取舍、计算机绘图软件的选择。

3.1 对“甩图板”的分析

“甩图板”就是在教学中去掉手工绘图而用计算机软件绘图来代替。“甩图板”是在绘图软件发展的初期所提出来的，这一提法是基于二维绘图软件的高效性、精确性的特点提出的。

尽管二维绘图软件有这样的特点和优势，但是手工绘图不能去掉，反而要稍微加强一些。这是因为计算机绘图软件相当于只提供了手工绘图教学中的铅笔、橡皮、尺子和圆规，绘图软件所绘的图样是否正确、标注是否合理、视图布局是否合理等，这些问题却是绘图软件所不能解决的，而这些正是手工绘图的教学目标，正如学习音乐的学生要进行抄谱子的教学活动一样不可缺少。

3.2 对“画法几何的取舍”的分析

“画法几何的取舍”是基于三维软件中的由三维模型向二维视图直接转换这一功能而提出来的，也就是说，既然三维软件有这样的功能，画法几何中的投影理论就没有必要再学习了。

画法几何在工程图学中的地位和作用是不可忽视的。画法几何是工程图学课程中的理论基础，如果把画法几何去掉的话，就如同釜底抽薪一般，工程图学的其他一些部分就会失去理论支撑。另一方面，画法几何从点线面的投影讲起，能给学生培养起初步的空间想象能力和空间分析能力，为更深入学习工程图学的其他内容打下坚实的基础。故而，画法几何部分不能去掉，只能是根据专业不同，画法几何的内容和讲解的深度可适当调整。

3.3 对“计算机绘图软件选取”的分析

现阶段，工程图学中所选用的主流计算机绘图软件是AutoCAD。相对于其他一些高级三维绘图软件来讲，AutoCAD的二维绘图功能是其他三维绘图软件所不能比拟的，但就三维功能而言，AutoCAD的就大大不如其他三维绘图软件了。但是其他一些高级三维软件又是种类较多，这就存在“计算机绘图软件的选取”问题——选哪一种、选取哪些模块功能等。原因就在于这些高级三维软件有自己明显的特点，功能各有千秋。例如，Solidworks是基于特征的，ProE是基于参数化设计的；Solidworks的主要功能是将设计、验证和仿真集于一身，ProE有26种功能模块；其他一些如前所述的三维软件也各有自己的特点。

就工程图学而言，它是一门工科类的专业基础课，教学目标是培养学生绘制和阅读工程图样的能力，培养学生具有初步的计算机绘图能力。结合各种计算机绘图软件的特点和类型，适合于工程图学教学的计算机软件可以这样来选取：以AutoCAD为基础部分、Solidworks为提高部分的组合教学，也可以增加一个计算机绘图的课程设计。另一方面，三维软件的基本功能是零件三维建模，而三维建模的基础是绘制出一个平面图形，然后经过拉伸、旋转、扫掠等建模方法形成三维模型，而平面图形的分析与绘图方法步骤，正是工程图学中的制图基础中要教授的一个重要内容。

4 工程图学教材新体系的结构框架

通过以上对工程图学教材体系的形状分析，计算机绘图软件及机械行业对工程图学的挑战分析，建立工程图学教材新体系结构框架的构建框架：

1）对画法几何部分可以根据专业需求不同做适当的调整，如对于机械类专业可以稍微加深难度和宽度，对于近机类和电子类专业可以降低难度，对于较难的综合应用只做了解即可；

2）应该加强平面图形的分析及绘图方法和步骤的篇幅及训练力度；

3）在组合体部分除了保留形体分析法和线面分析法之外，要增加形体建模的一些方法，如拉伸、旋转、扫掠等，以及构型设计分析的一些基本方法；

4）工程图部分的难度也要和相应的专业特点相适应；

融工程意识于工程图学的教学研究 篇4

1 工程图学与工程意识

工程图学对学生工程意识培养具有优势。工程图学研究绘制和阅读工程图样, 而工程图样是表达工程设计意图、交流设计技术思想、指导生产或施工的重要工具。换言之, 产品无论是设计、制造、安装, 还是检修、技术改造等, 均离不开工程图样。为此, 工程图学教学的目的是培养学生表达工程问题, 绘制和阅读工程图样的能力。因此, 工程图学本身具有很强的工程特性, 丰富、直接的工程背景, 有利于培养学生的工程意识。

工程意识的培养会促进工程图学的学习。大学生普遍缺乏工程意识和实践经验, 而工程图学课程要求具备一定工程意识、初步工程实践经验和空间思维能力。这导致学生对该课程知识的理解和绘图能力的难度陡然增加, 特别是涉及工程、实践等内容时, 学生只会单纯地按照对理论知识的理解进行构型分析和作图, 而不考虑所设计绘制的机件结构存在的真实性或加工的可能性等。教学实践证明, 学生之所以学不好工程图学, 是因为缺乏的不单是该课程的知识和能力, 同样欠缺某些相关的工程知识和意识。所以, 工程图学的学习与工程意识的培养是相互促进的[2]。

2 在工程图学教学中渗透工程意识

面对当今工程图学知识的不断丰富、更新和课程教学时数的缩减, 教师既要完成本课程知识的传授, 又要培养学生的工程意识、空间思维能力和创新能力, 增加一些实践经验, 因此在教学过程中渗透工程意识是有效的途径。

2.1 由责任意识切入工程意识

工程图学的研究对象“工程图样”直接服务于现实, 在生产建设中起着重要的作用。工程图样的每一根线条、每一个数字都关系到工程活动能否顺利进行, 产品是否合格。因此在教学中教师应注意建立起工作责任感, 从工程意识的观点出发, 培养学生认真负责、严谨细致的学习态度和工作作风。如从第一堂课绪论开始, 就强调责任意识的重要性。随后在教学中, 教师严格要求学生遵照《技术制图》和《机械制图》规定, 认真绘制线条的粗细、线型, 规范标注尺寸等。注意及时纠正学生练习中的错误或不良习惯, 教师要给学生做好表率。

2.2 以标准化意识体现工程意识

标准化工作是工业化的技术基础工作, 拥有良好的标准化意识是工程技术人员必备的素质之一。因此, 在工程图学教学过程中应当着力培养学生贯彻国家标准的意识, 了解零件的互换性对发展工业生产的用途;提高查阅国家标准的能力, 要求标准件和标准结构必须查出设计手册给定数据。在加工精度等级及表面粗糙度的选择上, 强调结合工程实际, 既满足工程需要, 又不要造成材质和加工工时浪费[1]。同时, 注意引导学生扩大知识面, 突破教材的局限性, 通过互联网等多种渠道, 查阅相关的国家标准和设计技术规范, 培养学生收集、消化、提升信息的能力和主动构建自身知识的能力, 不断获取和更新标准的能力, 从而提高学生的继续学习能力、职业发展能力。

2.3 通过引入制造过程知识强化工程意识

机械工程图样所表达的结构需要在工厂中制造出来。工程图学的工程性应用于制造过程, 表现为零件的结构、加工顺序, 图样的作图步骤、测量过程, 尺寸的标注形式。故在教学中应该使学生了解常用的制造加工知识。

工程图学教学时间通常是安排在实习之前, 授课的对象又是新生, 其工程意识和工程实践知识几乎是空白。为了弥补不足, 教师在教学中可利用多媒体辅助教学或放映加工工艺录像等表达更多的制造过程, 通过动画流畅的演示, 加深学生的印象, 获得一定的感性知识。

2.4 通过加强实践环节深化工程意识

实践是使学生建立工程概念的最有效方式, 没有实践就无法与“应用”衔接。工程图学的实践教学是高等工程教育中重要环节, 是工科学生最早接触的专业技能训练, 它对培养学生空间思维能力、想象能力、构型创新能力非常重要, 在培养高级工程技术人才过程中发挥着不可替代的作用。从课程的教学目的出发, 改变固有的教学思想, 少讲多练, 在实践中培养学生的工程意识[3]。如讲解零部件测绘时应加强“测”和“绘”两方面综合能力的培养。“测”主要是通过零部件尺寸的测量, 掌握相关测绘工具的用法;“绘”主要是培养徒手绘图能力, 掌握零部件表达方法的综合应用能力, 国家标准的规定及其应用。形体分析法是工程图学的精髓之一, 着力通过各种训练让学生掌握读图、绘图的有效方法。还可进一步对测绘部件进行结构功能划分, 对测绘零件进行结构功能分析, 了解何种结构能实现何种功能, 一定功能需要什么样的结构来保证, 并提出对现有结构的改进方案, 使之转变为具有创造性的工作。

通过零件测绘、装配图拼画、装配体测绘等实践环节的一系列训练, 学生不仅对工艺结构和装配结构的理解。绘图技能、图面质量大大提高, 并且关注问题也会从视图投影关系逐渐转移到工艺结构、尺寸标注、公差配合、安装定位等, 懂得选择视图和确定表达方案, 思维中建立起一定的工程意识, 在绘图中会考虑与工程实际结合, 绘图和读图能力提高, 实践技能增强。

3 结束语

融工程意识于工程图学教学之中, 在传授课程理论知识的同时, 还培养了学生的工程意识, 这使工科学生从进校之初就不断受到工程环境的熏陶, 逐渐懂得工程情况, 了解自己将要从事的专业, 学习内容更具体充实, 学习目标更明确, 对工程知识求知欲增强, 学习积极性提高。

参考文献

[1]关志超.加强工程制图教学培养学生工程意识[J].中国高教研究, 2001 (5) :73.

[2]邵世禄.论工程图学课程建设与工程技术人才培养[J].西北民族大学学报, 2008 (3) :90-95.

工程图学 篇5

引言

工程制图是高等工科院校学生必须掌握的一门号业基础核技术课，主要培养学生具备较高的工程文化素质，较强的绘制和阅读工程图样的能力。丰富的空间想象和分析能力，严谨细致的工作作风，及构型能力和创新能力。

长期以来，我国工程图学教学一直强调二维工程图样作为技术交流工具的唯一性和重要性，但随着科技的进步，计算机三维技术得到了迅速的发展，三维CAD实体模型数据信息可直接应用于生产加工，使工程图样的定义发生了深层次的变化，二维工程图样不再是工程界的唯一技术语言，使用三维CAD设计系统进行产品造型和设计生产是各个行业的发展趋势。但二维工程图样的支配地位不可能在短时间内被三维图完全取代，所以二维和三维并重将是今后图学的教学模式

1、基于传统工程制图的设计模式及应用现状

传统的工程制图课程教学重点主要放在平面投影和二维图样表达及制图技能训练上，要求学生把三维设计模型准确表达在二维平面图纸上(绘制工程图样)，再由图样想象出三维形体在空间存在的形式(阅读工程图样)，如此反复由空间到平面、平面到空间的训练，才能逐步建立一定的空间思维能力和想象能力，这需要花费较多的精力和时间及训练才能达到教学目的和要求。另外，在新的教学改苇形势下，制图课的课时越来越少，完成教学目标的难度越来越少，必须优化教学内容，才能使工程图学这门古老的学科焕发新的活力。

同时，基于传统工程制图的设计过程为：三维设计构思，二维工程图样表达读图还原三维实体，从以上流程可看出起始构思和最终结果是三维实体，而将两者联系起来在一起的二维图形，产品设计者需要经过专门训练才能掌握这种表达和读图方法。虽然二维工程图在设计中相对于三维图有缺陷，仙工程制图投影理论和三维工程图依然不能完全抛弃，这是由传统工程制图的就用现状所决定：

(1)从二维到三维的过渡需要一定的时间，我国自1992年启动“CAD应用工程”以来，实现了以“以甩图板”为目的的二维CAD技术全面普及与推广，到2006年二维CAD的应用在工程设计中的普及率已经达到了95％，所以一些企业在短时间内还离不开二维工程图样。

(2)二维是三维的基础，三维建模都是从二维图经过拉伸或旋转而形成。

(3)二维工程图样在表达上比三维更清楚和准确，且易于标注尺寸，尺寸公关等技术要求。且有与ISO接轨的国家标准，消除了国际间的技术壁垒，为技术交流和贸易往来打开了通道，但新的三维图的国际不可能很快建立起来，不利于行业内交流。

(4)所谓牵一发而动全身，工程制图的教学改革不能仅局限于自身改革，而考虑整个课程计划的改革，才能达到整体优化的效果。况且，各种专业基础课和专业课教材中，二维工程图样还发挥着重要作用。

综上所述，虽然二维工程图在相当长期内存在，并不会很快被三维取代，但三维CAD由于自身优势，必定会成为未来工程图学的发展趋势。

2、三维工程制图设计模式及其优势

随着计算机三维设计的发展，可以直接从三维物体出发想像构思产品，在电脑中建立数字化的三维几何模型，并通过屏幕三维动态显示进行观察，然后再行交互修改，最终生成三维产品。现代的三维设计模式为三维设计构思、三维建模、三维分析计算，从中不难看出，三维设计过程更复合人们的思维方式和设计习惯，极大地提高了设计效率，其优势如下；

(1)三维CAD可将设计者的构思直接生成三维模型，形象直观，能够从任意侧面或角度进行观察，设计效率高。

(2)三维模型可直接生二维工程图，修改三维实体时，其投影也会作改变，生成的投影不容易出错。

(3)三维CAD软件的模型可全参数化构建模型，一般添加几何约束和尺寸约束，就可实现全参数化驱动，容易修改和设计。

(4)三维CAD能够构造出各种二维图难以表达的复杂产品形状，如高级曲面造型技术等。

(5)能实现产品数字虚拟装配，干涉检查和运动仿真。

(6)三维设计直观易懂，现加上构造形象生动，可创造一种新颖愉快的学习氛围，激发学生的学习兴趣。

3、在工程制图中充实三维建模，实行二、三并重的工程图学教学模式

当前，工程语言正从二维向三维转变，辅助绘图向计算机辅助设计转变，数字化设计向虚拟设计、智能设计发展，用三维模型表达产品设计理念，更为直观。三维CAD是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础，是培育新型人才的重要方法。因此我国企业应用三维设计技术，院校开展三维模型设计方面的教育，已经是大势所趋。

新形势下工程制图的教学模式应该在传统教学基础上融入三维建模，能与传统内容互补。将三维几何建模贯穿于教学全过程，同时贯穿二、三维并重的思想和教学模式。在具体实施过程中，要提高三维建模的重视程度，运用参数化方法进行三维建模，将三维建模、投影、二维图型表达、三维模型到二维模型的生成作为本门课的重点和难点。教学中既要有现代三维设计的新思想，又要有传统工程图形的精华。

4、结束语

工程图学 篇6

工程图虽然是工程师和设计师的语言，但它也存在于我们的生活中，你在设计家居装修、组装家具甚至组装模型的时候都会用到它。台湾大学康仕仲教授开设的“工程图学”就是这样一门非常实用、非常生活化的课程。对此，台大MOOC中心对康教授进行了专访。（MOOC，意为大型开放式网络课程。）

第1问 工程图学如何应用于生活？

记者：“工程图学”这个课名对大部分同学而言，可能有点陌生，能不能跟大家说明一下工程图学与我们的生活有什么样的关联，可以如何应用于生活上？

康仕仲：当你遥望那腾空而起的宇宙飞船、航天飞机的时候，你可曾想过：它们是根据什么建造或制作出来的呢？能靠口述或者文字描写吗？不，那样不仅繁琐累赘，而且对同一事物，描述和理解也会因人而异，出现差错；更主要的是，在现代工业生产、工程建设和科学研究上，根本不能只用语言、文字来叙述清楚，比如航天飞机是由数百万的零部件构成的……这显然是说不清写不明的。这便是工业生产、工程建设和科学技术上广泛地应用“图”的缘故。

虽然文字、数式在表达和交流思想上与“图”起着同样的作用，但图的直观性、形象性是文字、数式所不能代替的。特别是在工程上、科技上表达、交流技术思想，解决科技问题，“图”的应用，不受民族、国家、地域的限制，换言之，它是有“国际性”的。因此，多年来人们把它誉为工程科技界共同的国际语言。如一位工作了多年的大学毕业生所说的：在工厂企业中如果不懂“图”那就等于人没有了空气和水。

我所讲授的工程图学是一门非常实用的课，这门课所教的是最基本的图学概念，在日常生活中你常常需要用到这些概念来帮你解决问题。比方说你想装修家中厨房，有好多想法却不知道怎么向设计人员具体表达，若你能阅读与绘制简单的工程图，便沟通无碍。而当你试着自己组装厨房的柜子时，工程图学的背景知识可以帮助你了解DIY说明书上的组装方法及步骤，更容易完成组装。

第2问 谁可以学习工程图学这门课？

记者：工程图学课程是为哪些学生所设计的？不具备绘画基础的学生又应该怎么学习？

康仕仲：这门课是为一般大众所设计的，而非只针对大学生或者工程专业人员开设，点、线、面是工程图学中最基本的几何要素，同学们在高中时代就已经掌握了。因此这门课并不难，仅比中学时代同学们所学习的“三视图”内容更深入一些。三视图是工程图的主要表现方式之一。如右图a的例子。只给出一个俯视图不能完全确定物体的形状，根据物体的这个俯视图可以构思出不同的形体，如b、c、d所显示的。

在工程图学这门课之中，你将学到基本的读图与制图方法和技巧，比如读图的详略、注意重点，这是非常基础的内容，学起来不难。土木工程英文叫作Civil Engineering，本来就是一种民生工程，这门课对我而言是土木学系最基础的课程，所以我十分重视这门课和生活之间的联系。若你日后有空间规划及房屋修缮等需求，都会应用到这些知识与技术。

第3问 在计算机时代，如何找回工程师的手绘能力？

记者：你已经在台大教授工程图学多年，对学生的要求是什么？

康仕仲：我在台大已经开了十多次工程图学课程，以前一开始教的时候，什么东西都想教，很难控制时间。教了这么多年以后，我慢慢找到帮助学生学习的方法，像是在课堂上增加和学生的互动，把内容教得深入浅出使大家都听得懂。

工程图学的理论基础是画法几何学，这是由法国科学家加斯帕·蒙日在18世纪末叶所创立的。就课程内容而言，这门课特别强调徒手及计算机绘图。传统的工程图学课程强调标尺作图，以制图仪器的作图技巧为主要课程内容，但随着时代进步，计算机取代传统制图用具，成为快速、方便的制图工具，因此我的课程十分重视计算机实作及背后的图学思考。当计算机绘图成为主流，我慢慢发现现代的工程师变得只会计算机绘图，而逐渐丧失手绘的能力，因此在课程上，我也非常强调徒手画技巧。

第4问 工程图学的未来应用情况如何？

记者：工程图学除了在工程中，其他方面应用情况如何？

康仕仲：工程图学在基础科学方面的应用也很广泛，从宏观世界到微观世界，从工程技术领域渗透到基础科学领域。如近年在高能物理的研究上也应用轴测图表示夸克模型所预言的带粲粒子；人们还在研究多维的画法几何，这就使理论图学从三维空间扩展到多维空间……总之用处多多。据报道，国外有些物理学家正在尝试用爱因斯坦相对论的概念，建立空间想象的构形。此外，有的国家在前述图解力学、图解微积分，图算等方面作了不少研究。

工程图学双语教学研究与实践 篇7

关键词：工程图学,双语教学,教学模式,教学经验

一、引言

双语教学是指使用外语 (口语和文字) 为主要语言, 进行专业基础课、专业课授课的一种教学形式。它不仅是为了学习专业知识, 也是为了强化对外语应用能力的学习。

我国教育部教高[2001]4号文《关于加强本科教学工作提高教学质量的若干意见》中首次明确:按照“教育面向现代化、面向世界、面向未来”的要求, 已在人才培养方案里提出了每个专业必须安排2-4门课程实施双语教学。

随着经济全球化速度的加快, 社会需要大批具有国际交流能力、国际竞争力的专业人才。双语教学是我国高等教育与国际接轨和教育改革发展的必然趋势, 也是当前教育改革的重点和难点。双语教学能提高学生的外语应用能力, 是外语情景教学的典范, 打破了以往传统意义上的外语学习环境模式, 收到了良好的效果。

二、提高双语教学质量需解决的关键问题

(一) 教学模式

1. 强调专业词语、关键词汇的使用, 尽量重复出现, 有助于学生加强印象, 容易记忆。

2. 语句简练。

我们知道, 同样表达一个具体的内容, 用多个简单句比用一个或多个复合句学生会容易理解和更快接受。例如在讲解建筑剖面图形成过程时笔者将复合句:to imagine a

vertical cutting plane that is perpendicular to the wall axis to cu the building from the roof to the foundation.The projection that is parallel to the cutting plane is called architectural section变为简单句:To imagine a vertical cutting plane.The vertical cutting plane is perpendicular to the wall axis.The vertical cutting plane cut the building from the roof to the foundation.The projection is called architectural section (The projection is parallel to the cut-

ting plane.) 效果截然不同:72%的学生看不明白复合句, 而看简单句能够理解的占到80%。

3. 注重小结。及时的小结可以帮助学生在知识大量遗忘之前得到重复和总结, 从而提升双语教学效果。

4. 课件制作。

图片、动画配套含专业词汇的CAI英文课件要避免大段冗长的描述, 因为这样对学生起不到作用, 反而增加了他们的反感程度。

5. 讲课。

英语课、专外课侧重语法的分析、词汇的解释、意思的连贯, 目的是运用外语进行专业或非专业的阅读和交流。而双语教学讲课过程随机性很强, 过于死板的讲解毫无血肉丰满可言, 干瘪而无趣。例如在讲architecture section这个专业词汇时, 学生们马上问section不是“部分”“章节”的意思吗?笔者马上对学生的疑问加以肯定, 同时讲到这个词还可以当“阶段”讲, 在这里是“剖面”的意思, 从而及时打消学生的顾虑, 使学生能紧跟老师的步伐, 避免造成师生成“两层皮“的局面。

双语教学还要特别注意的是思维方式的不同, 英语思维方式是树形, 而汉语思维方式是波浪形。双语教学要求将思维方式渗透讲课过程中, 使得学生从真正意义上形成地道的运用英语的思维习惯和语言去描述和理解事物, 而不是用汉语思维进行英语描述, 否则将不利于扩大交流。

6. 专业实践知识面广。

专业实践知识面广可以在很大程度上提高讲课质量, 就这点讲和非双语教学是一样的。因此, 教师要常参加学术会议, 寻找机会走进企业中, 利用实习的机会多观察、多动手, 在课堂上引进新鲜的内容。

(二) 教材选用及编制

建筑类双语教材市面上未曾见过, 需要自行编制。编制时要考虑到我国工程界使用第一角和国外大部分运用第三角的区别, 编写出既适应我国工程制图规范, 又能与国际接轨的工程语言教材。

(三) 教师具备的担当能力

教师不仅仅要具备熟练的专业技术知识, 还要具备流利的、地道的口语交际能力以及专业知识解说能力。

(四) 学生接受能力

选修双语教学的学生要求有四级以上水平。讲课过程中教师要和学生互动起来, 每讲一个知识点甚至一句话都要看大部分学生的反应, 如果学生不知所云就要重复讲解甚至换一种表达方法讲解, 或者用比较法讲一个类似的例子亦或是比喻一下, 直到学生听明白为止。其次要让学生课前预习专业知识、重点专业词汇等内容, 课下多练习口语, 为后续的口语考核打下基础。

(五) 考核

画法几何采用英文题目试卷考试, 制图考核采用口试, 要求学生将平时画过的建筑制图大作业按照抽签的方式, 利用5分钟讲解图纸内容。一位评委 (任课老师) 针对专业知识给分, 另一位评委 (外语系专业老师) 针对考生语法和发音给分, 再根据教学大纲要求按比例核算考分。

三、工程图学双语教学实践例证

我院是建筑类二本工科院校, 为了更好更快地推进双语教学成长, 笔者在外语系试运行。外语系是建筑工科院校环境下的外语专门人才培养摇篮, 培养理念不是纯粹像语言类院校那样从语言的角度培养, 而是在此基础上突出特色。工程背景下的外语系突出建筑工程这一特色, 这就很有必要在外语系开设工程图学双语教学。

教授对象外语水平较高, 扩展知识面是其学习目的, 讲解难度适中, 讲解速度大约是纯汉语教学的80%左右。在课时分配上, 画法几何28学时, 纯英文讲解, 由于三维制图是发展趋势, 相贯、截交这些难点学时反而花费较少。建筑制图部分20学时, 比如建筑平面图要如何形成建筑物平面图, 图中表达哪些内容, 线型如何规定, 尺寸标注有哪些内容, 符号表达等要一一阐述。

工程图学双语教学探索与实践, 既培养了外语语言类人才, 也培养了有建筑工程素养的人才, 这样的特色培养方案使学生在如今拥挤的人才市场上必会因有独特优势而轻松胜出的。

成功的示例为我院双语教学的推广奠定了基础, 下一步我们准备在全院推广选修工程图学双语教学, 使更多的学生受益。

四、结语

认识双语教学的重要性, 积极解决好双语教学中各个关键环节存在的问题, 在不断探索和实践中前进, 我们相信, 双语教学会有光明的未来。

参考文献

工程图学 篇8

关键词：工程图学,教学改革,工程实践能力,表达技能

制图课程的教学改革已进行了多年, 从教学内容, 到教学方法、手段等的改革都已经做了多方面的尝试, 目前已形成了工程图学教学体系。为使该课程满足面向“卓越工程师”培养目标新的教育理念, 加强学生工程实践能力的培养, 本文重点对工程图学课程进行了“教学过程”改革的研究与实践, 在原改革的基础上重新组织、编排教学内容和教学环节, 形成工程图形学课程新的实践教学体系。

一、教学改革的背景及意义

随着科学技术的发展, 对工程图学教育提出了更高更新的要求。为满足先进生产方式的需要, 欧美等工业发达国家在制图教学中引进了计算机技术, 目前逐步形成了现代工程图学的教学模式。我国工程图学发展从上世纪90年代开始, 逐步把画法几何、机械制图与计算机绘图融合为一体进行教学, 本世纪初我国高校工程图学教学改革开始进入以设计为主线、三维为核心的现代工程图形学的新教学体系, 加强对学生工程实践能力的培养[1]。新的教育理念重点强调具有较强实践能力和创新能力的培养, 本文的研究目标是针对传统的工程图学实践环节进行改革, 从设计方案的描述、零件造型、部件预装配, 到生成二维工程图这一过程, 将徒手轴测图、计算机几何造型、仪器图等图学内容与工程设计紧密结合为一体, 培养学生设计思维方式, 掌握先进的设计表达方法。这种新的实践教学体系与方式将计算机应用与传统的工程图学融为一体, 改变了以二维图形为核心的传统的教学观念, 具有时代特点。

二、教学改革的主要目的及内容

教学改革的课程内容以加强基本理论为根本, 以设计思想为主线, 以培养在工程设计中的实践能力为目标, 其主要内容为:

1. 经典内容与现代技术融合。

将画法几何、机械制图和计算机辅助设计融合为一体, 优化教学内容, 增加手绘轴测图、现代设计表示方法等内容, 改变过去教学内容缺乏的缺点, 与科学技术的发展和新设计理论的结合, 与工程实践的结合, 使之充分体现时代的特色。

2. 加强工程实践能力的教学环节。

提出与课程新培养目标相适应的教学手段与方式, 改革过去只针对表达技能培养的传统教学措施。集中进行手绘轴测图、测绘草图、尺规工作图、计算机绘图表达技能和设计思维的训练。

3. 改革过去单一闭卷考试评定学生成绩的考核方法。

建立多层次、多环节的考核体系, 科学、合理地按培养目标的标准进行考核评价。具体方法是将工程图学课程改革分为的工程图学A和工程图学B两个部分, 分别进行课堂教学和实践教学, 在夯实课程理论知识的基础上, 突出工程实践能力的培养。

三、拓宽、扎实学生工程图学的理论知识

工程图学A (56学时) 为课堂教学, 配有习题集作业, 用于掌握、夯实工程图学的理论知识。教学内容保留课程的基础理论, 削减由于传统绘图工具的局限而产生的课程内容, 针对现代设计方法组织教学内容, 使教学充分体现时代特色, 满足高新技术人才培养的需要。在教学方法中注意, 教学中解决问题固然重要, 但发现问题更重要。教授知识的基本点, 提出问题让学生解决, 培养学生的创新思维, 注重培养创新精神和研究能力和学习的能力。本课程以图学理论为核心, 重点学习原理和方法, 培养和发展空间想象能力、空间分析能力。将典型机构的功能、设计、仿真等过程融入零件图和装配图等的教学过程, 使学生初步了解现代产品设计、制造的过程及所涉及的前沿技术, 引导学生的工程意识。开展课堂讨论、开放式专题训练等多种教学环节进行逻辑思维和发散思维的培养, 鼓励和激发学生的工程表达意识。通过课堂教学, 使学生掌握有关的设计基础知识、投影知识及技能等内容, 夯实课程的理论知识。

四、加强学生工程实践能力培养

工程图学B (48学时) 为实践教学, 集中进行实践训练。掌握以徒手、尺规、计算机绘图为工具的徒手绘制轴测图、测绘草图、尺规工作图、计算机绘图的技能和设计思维及方法, 以设计为主导思想, 以投影理论和计算机造型理论为核心开展实践教学, 培养学生徒手绘制产品构思、利用现代设计技术进行设计表达的能力, 形成工程图学课程新的实践教学体系, 从而加强学生工程实践能力培养。

1. 系列训练内容:

(1) 徒手绘图。学习徒手绘制轴测图的基本技能素质, 培养学生表达产品设计构思的能力。 (2) 尺规绘图。包括几何作图、图样画法、零件图、装配图等, 培养学生基本尺规绘图技能, 特别是严谨的工作作风。 (3) 测绘实验。通过对典型零部件的认知和测绘, 训练学生的空间思维能力, 培养基本工程交流和动手能力, 加深了解课程内容与其他行业专业技术的联系和应用, 为后续专业课程的深入学习打下良好基础。 (4) 计算机辅助设计实验。通过不同的典型CAD软件, 不仅训练学生绘图、三维造型及其表达的技能, 而且培养学生按真实零件加工时的工艺过程进行零件仿真制作, 引导学生的工程意识和标准和规范, 加深多学科工程实践能力的培养。根据徒手测绘信息进行实体三维造型, 再生成工程图样, 形成与反求工程相一致的从三维产品到三维模型的建模过程, 使课程内容与工程实际有机结合。在三维实体造型及其表达部分, 加强了工程意识的引导, 按照零件形成的加工工艺流程引导学生进行三维零件的特征设计;按照机械制图国家标准的规定启发学生进行工程图的生成与制作。

2. 实践教学环节:

(1) 选题阶段。教师提供多个与工程相关的设计命题 (或由学生通过市场调研, 确定命题) , 学生分组选题、查找资料、确定设计方案。通过开放式专题训练等实践环节, 进行逻辑思维和发散思维的培养, 鼓励和激发学生的工程意识。 (2) 由轴测图展示设计方案阶段。徒手绘制三维草图, 描述产品的设计结构及方案。轴测图不仅仅只是作为工程上的辅助图样而存在, 它还是帮助学生增强空间概念, 发展空间想象能力, 提高画图与看图水平的一个重要手段。 (3) 计算机辅助设计阶段。利用先进的CAD软件建立三维模型, 并对其进行虚拟预装配, 并投影成二维工程图等。不仅训练学生绘图、三维造型及其表达的技能, 而且在三维实体造型及其表达部分, 加强工程意识的引导, 按照零件形成的加工工艺流程引导学生进行三维零件的特征设计, 按照机械制图国家标准的规定启发学生进行工程图的生成制作, 引导学生的工程意识, 加深多学科工程实践能力的培养, 使课程内容与工程实际有机结合。 (4) 拼画装配图阶段。根据前述产品设计方案和零件图, 拼画部件的二维装配图。上述实践教学体系有助于培养学生的设计思维方式, 掌握先进的设计表达方法, 引导了学生的工程设计意识。

五、改革单一闭卷的考核方式

一般制图课的成绩评定由平时作业和期末考试按一定比例确定该学期的成绩。这样传统的考核方法, 特别是对这样一门培养表达工程思想能力、设计动手能力的课程, 是不准确的, 缺乏对学生能力和创新思维的评价。为此, 考核方式改革中采用综合大作业的形式取代了原部分的卷面考试, 通过学生完成综合大作业的过程, 来全面地考核学生在工程图的原理知识、读图、画图以及掌握绘图等方面的情况和能力。将学生的成绩考核延伸到整个教学过程, 将单一的闭卷考试改革为其与平时作业、手工绘图、计算机辅助设计、综合大作业、自我测试等多样化考核方式结合起来作成绩评价, 较全面地考核学生的基本理论、思维能力和实际动手能力。探索对学生课程学习其能力的评价体系的科学方法, 本着理论知识需要考试、能力方面需要综合考核的原则制定考核方法。

教学改革以加强基本理论为根本, 以设计思想为主线, 以培养在工程设计中的实践能力为目标, 以满足机械设计的课程设计、机械基础课程综合实验、毕业设计等后继课程的需求, 与课程教学大纲和学生培养目标相一致。教学改革紧密结合专业人才培养目标, 突出学生工程实践能力培养, 具有较强的先进性和系统性。教学改革的内容和方案在培养工科学生的工程素质方面, 具有可行性和推广价值, 在人才培养中可发挥较大的作用。

参考文献

[1]杨光, 刘静华, 宋子玉, 马金盛, 王运巧.以设计为主线、三维为核心的工程图学教学改革[J].北京航空航天大学学报 (社会科学版) , 2001, (2) :57-61

[2]姜杉, 徐健, 安蔚瑾, 喻宏波, 陈东祥.面向“卓越工程师培养”, 机械制图课程教学改革探索[J].教育探索与实践, 2011, 26 (5) :10-11.

[3]徐健, 陈东祥, 李佳, 徐慧, 周琪.基于技术创新的系列课程实验教学改革的研究与实践[J].工程图学学报, 2008, 29 (2) :99-103.

工程图学教育的改革现状与发展趋势 篇9

工程图学教育是工程教育的基础,尤其在数字化设计与制造、土木工程、建筑工程等行业中具有重要的地位和作用。随着社会对应用型人才和高层次创新型人才的需求,以及CAD/ACE/CAM在行业中的广泛、深入地应用,工程图学教育受到冲击和挑战,赋予了工程图学更丰富的内涵。近年来,新编的图学教育教材琳琅满目,各种教学方法、手段及考核方法令人耳目一新。如何深化工程图学教育理论,研究其内涵,改革教育方法和手段,更好的培养图学人才,促进学科发展,使得工程图学教育更好适应行业企业的生产发展需求,是值得认真探究的重要课题。

1 工程图学教育的现状

长期以来,工程图学教育工作者在教学模式和教学方法、课程体系和教材建设、课程试题库的研究和图学人才的培养等方面,进行了许多研究,在不同程度上取得长足的进展。

1.1 教学模式与特点

近年来,工程图学教育模式呈现多元化、多样化和现代化。主要有三种教学模式的探讨与实践:(1)传统教学模式,主要体现为画法几何、制图技术、计算机绘图分段教学;(2)贯穿教学模式,主要体现为将二维计算机绘图技术融于工程图学教学全过程;(3)工程图学与三维参数化造型设计软件相结合的教学模式。部分高校将工程图学与CAD合并为一门课程,即《工程图学与CAD》。极少院校实验通过学科间横向联系和纵向贯通重组教学内容,如将工程制图、机械原理、机械零件与CAD课程整合成一门《机械设计制图》的机械基础课程的融合模式。

1.2 教学方法与手段

科学合理的教学方法是培养具有创造能力和竞争能力的高素质人才的基础,传统的“灌输式”、“应试式”教学模式已不适应现代工程图学素质教育的要求,广大图学教育者在“启发式”、“自学式”、“现场教学”、“案例教学”、“项目教学”等教学方法进行了探讨和实践,在培养学生的开拓创新精神、获取知识能力,营造活泼生动的课堂教学氛围,引导学生积极思考、大胆提出自己观点和看法,为学生创建各种展示自己的机会等方面做出了应有的贡献,提高了工程图学的教学质量。但是在教学过程中如何更好地应用这些好的教学方法还有待进一步探讨。

由于工程图学教学内容不断增加、教学时数减少、班级人数增加,以“粉笔与黑板+模型与挂图”的传统教学手段已经难以适应当今工程图学教学的需求。多媒体技术为使用先进的多媒体教学手段创造了条件,而且实践表明合理地使用先进的多媒体教学手段可大大提高课堂教学效率。目前采用的教学手段总体有三种:传统的“粉笔与黑板+模型与挂图”、综合的“黑板作图+多媒体教学课件”、单一的“多媒体课件教学”,因生源及教师等因素影响,具体教学效果各异。采用多媒体课件教学与传统教学手段相结合的教学效果已经得到图学教育界的公认。福建省图学教师在用多媒体课件教学与传统教学手段进行教学的教学效果、合适的比例作了大量的分析与探讨[1];研究《机械工程制图》网络教育系统的设计与制作[2];探讨和实践SolidWorks、AutoCAD、CAXA等三维实体软件在教学中的应用[3]。

根据工程图学课程的特点,建立助学软件和模型库是很有必要的,有许多教师对建立工程制图虚拟模型库方面进行探讨和实践,取得了初步的成果。探讨了基于SolidWorks与ModelPress及FrontPage等软件创建以网络形式显示的制图虚拟模型库。或利用VRML代码编程将VRML与大型三维造型工具软件solidworks及3D Max相结合建立虚拟模型,构建基于VRML的工程制图虚拟模型库。三维模型具有适时的交互性,观察者可通过操纵浏览器从任意方向观察模型外观,也可深入模型内部观察其内部结构,达到与真实模型相似的效果。学生通过利用模型库自学,培养和发展了观察力和想象力,能够更快、更好地掌握制图这门实践性很强的课程。

1.3 课程体系与教材

随着课程体系的改革,出现多种课程体系构建的形式[4],如:将制图、公差及计算机绘图融合成一门课程,或将制图与计算机绘图融合成一门课程,或将建筑制图、建筑构造、建筑设计、力学、材料等融合成一门课程。也有按模块划分的,如:分成投影基础、投影制图、机械图、计算机绘图、土建图等几个模块,便于与相关专业协调安排教学模块。更多的是单独设课。结合教育部开展的精品课程建设,创建了机械制图精品课程。计算机绘图教学在工程图学教育中有以下几种引入形式:计算机绘图与制图教学分离式、融合式,有以一种软件为主导进行教学,也有采用AutoCAD和3D软件相结合的计算机绘图教学。

1.4 课题试题库研究

试题库建设对于减轻教师的负担、真实实现教考分离、促进教学质量检测的科学化、规范化、提高课程考试的试卷质量具有重要的意义。因此,很多院校根据工程图学试卷的特殊性(以图为主,文字为辅),进行了许多探讨和实践,试图建立一个符合教学大纲要求的、合理的、具有很好开放性和可扩充性的、初步拥有一定题量的、操作方便的能智能组卷的试题库。福建省图学工作者综合应用VFP、Word、OLE、VBA、等技术,构建通用试题管理系统设计平台,实现了试卷公式、CAD图形、图片、文字混排录入编辑和灵活的自动组卷方式以及试卷自动排版生成,为用户提供了良好、简易的操作环境,提高了题库管理系统的通用性、扩展性和易用性[5]。有的教师提出了对制图成绩的评价应考虑学生的个体差异,要能综合反映学生的实际水平。总成绩由四部分组成:卷面成绩、平时成绩、计算机绘图成绩、习题作业成绩,其中以卷面成绩为主。根据内容的侧重点不同分开卷和闭卷考试,有分单元测试、口头答辩和实际操作等考核形式,是学生在不同阶段、不同的方面展示自己的学业水平。

1.5 图学人才的培养

工程图学现为二级学科,没有自己的专业和学生,研究生规模也不大。但是,工程图学作为一门量大而广的基础课,担负着培养学生的工程图学素质,即培养学生的视觉观察能力、空间想象能力、图形表达能力、创新能力的重任,为后续专业课的学习、毕业设计以及将来就业打下坚实的基础。所以,工程图学教育在现代技术人才培养中发挥着举足轻重的作用。

近年来,国家陆续建立了CAD&CG国家重点实验室,并在一些重点院校(如清华大学、浙江大学、华中理工大学等)设立了工程图学硕士点和博士点,为国家培养了工程图学领域的高级人才。

1.6 工程图学教育存在的问题

近年来,虽然在图学教育改革和人才培养方面都取得一些成果,但仍然存在一些亟待解决的问题:教师队伍不稳定、课程建设速度缓慢、工程图学课时逐年减少、实训设施(机房、测绘室及其测绘部件与工具等)得不到充分保证,工程图学训练严重不足。随着生源综合素质的下降,教学质量和效果急需提高;另外,部分制图教师对CG/CAD不恨熟悉,或缺乏必要的工程知识,难以对学生进行CG/CAD教学和对学生工程实践提供有效的指导,而且在理论教学中会不自觉的以纯粹的科学研究思维模式取代工程思维,从而阻碍了学生工程创新意识和创新能力的形成。

影响图学教育的一个重要因素是教师队伍。相对其他学科而言,工程图学教师队伍一直不稳定,这在一定程度上制约了图学教育的发展。不稳定因素主要有:(1)教研室没有自己的专业,不受重视,影响了教师的职业成长。(2)课时逐年减少,教学任务繁重。(3)图学课程属于基础课程,科研工作受课程制约,职称评定受限。由于这些因素的影响,使得年轻的图学教师不安心教学,所以兼职教师、轮流上课较普遍。部分老教师缺乏积极性而安于现状,对现代图学钻研不够,教研教改工作难以开展。

2 工程图学教育的发展方向和人才培养途径

图学教育的目标是培养学生的空间思维能力和图示能力、知识应用能力和创新能力,下面结合培养目标,分析工程图学教育的发展方向和人才培养途径。

2.1 图学教育中的人才培养途径

图学教育中的人才培养结构分纵向和横向。纵向人才培养结构主要指研究生、本科生和职业教育三个部分,对应分为工程科学型、工程技术型和工程应用型三种规格的图形人才。研究生层面的图学教育是培养工程图学领域高级人才的阶段教育,它关系到提升该领域人才素质、研究水平及未来工程图学的发展。本科生和职业教育这两个层面学生数所占比例相当,但培养方向有所不同,均为不同领域、不同层面行业所不可或缺的人才。各校的传统和侧重的差异,允许和鼓励各校在人才培养中形成和发展自己的特色,防止“千校一面”的现象。

横向人才培养结构主要体现在知识、能力教育有所区别,培养学生的知识应用能力、创新能力和工程设计能力是重点。要实现这个目标必须从以下三方面作为切入点:(1)将最新科学技术和行业发展信息融入到教学中,为数字化、虚拟化、智能化提供设计基础平台,教材不是唯一的教学依据。(2)图学教育必须与实际生产相结合。行业企业的需求就是教育教学的目标,行业企业亟待解决的技术问题教育科研课题。实行开放式教育教学,强化学生的分析、解决实际问题的能力。(3)传统教学方法与优质CAI教学课件相结合,使教学语言更加形象化、图示化,降低教与学的难度。

2.2 重构工程图学课程体系,培养现代工程技术人才

就现代工程图学课程的内容而言,包含画法几何、机械制图、计算机绘图、三维造型设计四部分的内容,工程图学课程体系应根据人才培养的目标老构建,应以图学知识应用能力、创新能力的培养为核心。

课程体系构建将遵循两个原则:专业需求和社会需求。课程内容的选取和结构形式将更加多样化,由多门相关课程整合而成的工程图学课程将受到更多的关注和尝试。在课程的整合过程中,其内容的选取更加贴近社会需求,尤其是职业院校的工程图学课程内容将以职业岗位需求原则选取、序化,同时兼顾学生的知识迁移和个性化教学。

创造性教育以及个性化教育是培养现代工程技术人才所不可或缺的两个方面。工程图学独特的思维方式和实践环节决定了它是训练、提高一个人创造性思维和创造能力的很好途径。在图学教育教学中渗透产品的构型设计思想和方法,有利于培养学生的创造意识和创造能力,开发学生的潜能。

2.3 稳定教师队伍

稳定教师队伍必须采取以下措施:(1)突破以往单纯的图学教育构建理念——培养学生读图和绘图能力,把图学教育与设计相融,这样,即可结合后续专业课程教学,又可拓展教师教科研的空间。(2)适当减轻教师教学负担,鼓励并支持图学教师在搞好教学的同时从事科学研究,以提高教学水平和综合素质。有条件的院校申办现代工程图学专业,使教师尤其是青年教师有发展前途,从根本上稳定图学教师队伍。

2.4 引入工业产品设计思想

从国外的图学教育情况来看,将图学与工业设计相融是一个发展方向。把工业产品设计引入制图教学中,可以培养学生的设计造型能力,使学生不仅能绘图,看图,还能设计造型。工业设计与图学教育都具有培养学生形象思维、逻辑思维和创造性思维的能力的共同点,三维图形和二维视图相辅相成,设计出产品的结构和形态。这种教育教学思想有利于培养工程技术复合型人才,也有利于改善教师研究方向狭窄的局面。

3 结语

随着工程图学教育的发展,课程体系、教材、教学方法和手段、师资等各方面均呈现了多模式、多样化和现代化。课程内容将有针对性的向横向拓宽和纵向延伸,并不断产生新的图学教育课程。三维数字建模将在图学教学中起到重要作用,强化学生的设计能力和知识应用能力是努力的方向,也是科技发展和社会的需求。

参考文献

[1]章拓,贺向东.论工程图学教学手段与教学方法的改革[J].厦门广播电视大学学报,2009,3(1):30-34.

[2]苏春锦.《机械工程制图》网络教育系统的设计与制作[J].职业教育研究,2005,(10):151-152.

[3]李建中.三维AutoCAD图形技术在组合体教学中的应用[J].浙江工业大学学报,2000,28(Supp):115-118.

[4]许冬梅.基于工作工程导向的《机械制图》课程开发探讨[J].温州大学学报(自然科学版),2009,6(增刊):79-83.

工程图学 篇10

一、《工程图学》课程教学改革现状分析

目前,《工程图学》的教学改革主要体现在如下几个方面:

1. 多媒体教学课件在教学中应用

针对画法几何相关内容设计一些图片或动画来帮助学生对教学内容加深理解,利用三维技术设计合理的动态模拟内容。有的学校将优秀教师讲课内容录制成视频文件,在互联网上连载,也是多媒体教学利用互联网模式获得更广泛传播。

2. 针对不同应用专业特色,设计专业制图教材和配套习题集

由于机械制图理论本身并没有太大突破,因此众多教学研究把精力投放在针对某专项应用领域研究上,提供针对性行业制图教材。

3. 计算机绘图教学

计算机绘图教学主侧重计算机图形学与CAD,主要传授学生图形编程技术,面向开发过渡到面向应用,而且计算机绘图平台由二维CAD发展到三维CAD,很多学校和国内外知名CAD合作建立了软件培训基地。

由上可知,《工程图学》课程建设及教学改革取得了很多成果,但现有成果仍有不足的地方。

(1)现有教学改革更多集中在单点教学问题上的突破,很少有从整个课程建设高度,结合学生专业规划高度来规划画法几何与机械制图教学研究。因此,显得大量研究成果只是从一个侧面反映进步,还没有建立整体体系化的教学研究规划。

(2)大量研究成果集中于对教学手段的更新和升级,但对教学手段改革和进步是否取得必要教学质量提高并没有提供检验工具,因此我们无法建立教学研究成果和教学质量的直接联系,也就无法客观衡量教学研究的价值。

(3)大量教学研究更重视课堂教学技巧的研究,但忽视对学生整体群体思想动态变化研究,更多的是从教的角度研究教学规律,但对激发学的研究不够重视,很多很好的教学手段在遇到对学习兴趣和动力不足的学生很难发挥作用,其积极意义就难免打折扣。

(4)课程建设与教学研究忽视了对青年教师培养体系研究,画法几何作为基础学科,课时多,科研少,越来越难以吸引青年教师,这将对整个教学保障体系提出挑战,如何有效解决这一问题也应该是教学课程体系建设中的一个重要环节。

二、本课程建设和深化改革的若干关键问题

1. 课程的特色

《工程图学》是一门技术基础课,作为一门理论性与实践性结合紧密的精品课程,需要深入探讨本课程的特色,以便为整个课程教学体系的设计提出明确的方向。如何将课程特色贯彻到教学的各环节中,形成本课程的特色对学生的吸引力,进而提高教学质量,这是急要解决的关键问题之一。

2. 课程建设体系

课程建设不仅仅是教学环节的提高,而是教学队伍,教学内容,教学方法,教学材料的整体建设。课程建设的整体性问题主要体现在3个方面:针对基础课程对青年教师吸引力下降等问题,如何建立稳定的教师队伍和教学梯队;针对学生普遍反映教材内容陈旧、与当今数字化、信息化时代不适应等问题,研究和编著具有时代性的一流教材;研究和提出适应形势需求的教学方法,改革教学手段,全面提升教学质量。

3. 教学内容的适应性研究和教学重点

本课程传统的教学内容侧重于手工制图及图形绘制质量,但当今企业制图已经全部电子化,采用计算机绘图,显然,教学内容要适应这一新形势的发展。本课程教学内容如何适应新形势条件下的发展变化,教学重点如何平衡,教学内容如何优化,信息技术与课程教学内容的融合,这些都是需要研究和解决的问题。

4. 教学方法与教学手段的创新

在现代多媒体信息技术全面应用的前提下,需要探寻更好更优的教学方法和手段,进行教学方法和教学手段的改革研究与实践。多媒体教学,就是利用计算机技术对文、图、声、像等多种信息进行综合处理和控制,从而形成一种全新的教学形式。运用多媒体课件辅助教学,能创设逼真的教学环境,动静结合的教学图像,生动活泼的教学氛围,可以解决常规教学难以解决的问题,作为一种先进的教学手段,多媒体技术走进课堂,正显示出无与伦比的优势。[5]

5. 实践性教学环节

研究和探索多形式、多内涵的实践性教学,通过多种模式建立教学实践方式,提出和研究一种与现行教学内容和教学手段相匹配的实践教学模式。[6]

6. 计算机绘图教学及能力的培养

重点研究在短时间内如何培养和提升学生的计算机绘图能力,提出切实可行的教学方法使学生在较短时间内掌握计算机绘图技术。

三、本课程建设与深化教学改革的措施

采用理论与实践相结合的方法开展对本课程的特色、教学内容、教学方法、教学手段以及实践教学等方面进行深入研究和教学改革。强调教学思想的创新、教学内容的时代性、教学方法的整体性和教学成果的实用性。

1. 重视课程特色的研究

随着计算机图形学和现代设计、生产技术CAD/CAM的飞速发展,图形的应用领域和优势迅速扩大,现代社会对图形技术的要求也不断提高,图形学的研究和教学面临空前的发展机遇和挑战,图形学技术表现出工程信息化、电子化、数字化等特点,《工程图学》内容的改革势在必行,只有改革才有特色和优势。[7]因此,在注意提高教学整体水平的同时,挖掘本课程在新形势下的特色,一定要突出本课程的优势和创新点的教学研究工作。

2. 以提高人才培养质量为目标,深入进行课程建设问题的研究

《工程图学》教师必须拓宽知识面,向《工程图学》的新领域拓展延伸,把传统的图学内容和理论和当代新技术结合起来,把图形技术与现代设计制造结合起来,要源源不断地给教学提供新思想、新内容,使教学充满活力,深入进行课程建设。精品课程不仅仅是要求教师将某一门课程讲好、受到学生欢迎就行了,而是应按照“一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材和一流教学管理”的要求,提高课程建设的整体水平。我们将围绕这一要求,深入进行课程建设问题的研究。应以精品课程的建设为依托,对工程图学的课程特色、教学内容与教学方法、教学实践性教学环节、计算机绘图能力的培养与提高等几个关键性教学问题进行整体性研究,注重其协调性发展,旨在提高课程建设的整体水平,全面提升教学质量,使精品更精。

3. 加大信息技术与本课程的整合研究,完成本课程教学内容的改革

从信息论角度上讲,3视图中的点、线、面、体的投影就是图形信息,现有工程图学的基本教学内容体现出信息技术,因此,需进行信息技术与本课程内容的整合研究。对课程内容的进行信息化处理。课程内容的信息化处理不仅是教学内容多媒体化,而是从信息论的角度建立本课程内容的图形信息化体系,对机械零部件CAD产品的二维、三维信息及有关标准信息进行概念处理和阐述。提出和实现产品信息标准化,产品信息数字化,产品信息三维化,产品信息智能化,产品信息可逆化,产品信息多样化。

4. 重视教学改革,不断地进行多方面的教学研究

随着图形的应用领域迅速扩大和现代社会对图形技术要求的不断提高,《工程图学》课程的方方面面都需要改革。按照《工程图学》的内涵积极地开展教学研究,不能把自己局限在工程制图一门课程的圈子里。通过教学研究和教学改革,进一步地提高教学质量,同时教师队伍受到良好的锻炼,还会产生一批批好的教学成果,为精品课程的建设打下良好的基础。

5. 巩固教学研究成果,实现可持续发展

要不断地将前期的教学内容、教学方法等方面的教学研究成果固化到教材和教学过程中,要反映到教学的各个环节中去,形成良性循环,促使本课程能够持续发展,永远保持新鲜的活力。

6. 计算机绘图实践教学方法的研究

把画法几何、机械制图与计算机绘图有机地结合起来,在教师授课环节,融合计算机辅助二维绘图及三维绘图的新内容,将计算机造型设计和计算机绘图贯穿教学全过程。把三维CAD造型设计直接引入了制图教学,以几何构形设计和图形表达为重点,让学生学会应用CATIA、UG、Pro/E、Solidedge等基于特征造型的参数化工程CAD软件进行三维造型设计和二维图形编辑。激发学生的创新意识和学习过程,使学生的计算机绘图能力得到逐步提高,同时还需深入研究适合于时代需要的计算机绘图实践教学内容及方法。[8]

7. 教学质量的评价与预测

建立针对本课程的具有科学性的教学质量的评价体系,及时预测教学质量、教学成果的可行性和效益,保证教学改革能够持续、深入开展和向有利的方向发展,推动教学成果向教学环节的转换,扎扎实实地做好本课程各方面的教学改革工作。

四、结束语

本文以精品课程的建设为依托,对《工程图学》的课程特色、教学内容与教学方法、教学实践性教学环节、计算机绘图能力的培养与提高等几个关键性教学问题进行了初步分析和研究。本课题研究成果将在武汉工程大学的所有理工科专业全面实施推广,并向国内兄弟院校输出研究成果和成功模式。画法几何与机械制图课程涉及面广,基本上覆盖本校所有专业。本课题研究将使武汉工程大学的专业基础的教学质量大大提升,提高课程建设的整体水平,同时培养青年教师人才梯队,对国内工科院校的基础学科长远建设意义重大。

参考文献

[1]徐祖茂,杨裕根.机械工程图学[M].上海:上海交通大学出版社,2 0 0 5

[2]鲁屏宇.工程图学[M].北京:机械工业出版社,2005

[3]赵奇平.计算机技术冲击下工程制图课程改革的研究[J].高等教育改革论丛,1999,5

[4]赵奇平.工程图学模块化课程体系的改革探索[J].高等教育改革论丛,2000,5

[5]朱建霞.高校教学模式改革与多媒体教学软件开发[J].科技进步与对策,2001,5

[6]孙文澄.工程图学教师应具备的素质[J].山西建筑,2004,2

[7]赵奇平.现代C A D技术发展与工程图学深入改革[J].科技进步与对策,2003,2