首頁 > 精品范文 > 現(xiàn)代工程制圖
時間:2023-02-24 05:41:46
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇現(xiàn)代工程制圖范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
[關(guān)鍵詞]項目教學(xué)法;現(xiàn)代工程制圖;自主學(xué)習(xí)
前 言
20世紀(jì)中后期以來,世界各國的教育改革都把學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變作為重要內(nèi)容,以歐洲的勞動教育思想為雛形的項目教學(xué)法在這個時期也逐漸趨于完善。項目教學(xué)法是一種以學(xué)生為本的活動教學(xué)法,是學(xué)生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式,它將教學(xué)過程和具體的工作項目充分地融為一體,圍繞具體的項目構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容體系,組織實施教學(xué),“以項目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”,從而提高教學(xué)的針對性和實效性。
1. 項目教學(xué)法原理
項目教學(xué)法是由教師提出與課程相關(guān)的總項目,對總項目進(jìn)行分解,并作適當(dāng)?shù)氖痉叮缓笥蓪W(xué)生分組對總項目或某一子項目進(jìn)行討論、協(xié)作學(xué)習(xí),完成信息收集、方案設(shè)計、項目實施一系列工作,最后由教師總結(jié)評價各組完成項目情況及各組互評。在整個項目中,學(xué)生作為主體,自主完成要求項目,教師則在其中扮演了項目的組織者和引導(dǎo)者的角色,項目教學(xué)完全顛覆了以往“教師講、學(xué)生聽”的被動教學(xué)模式,挖掘了學(xué)生的創(chuàng)造潛能,提高了學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力和解決實際問題的能力。
2. 在《現(xiàn)代工程制圖》課程中的實施
《現(xiàn)代工程制圖》課程作為工科學(xué)生必修的基礎(chǔ)課,擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生利用圖學(xué)理論和方法思考工程問題、表達(dá)設(shè)計思想、解決空間幾何問題的能力,閱讀和繪制機(jī)械工程圖樣能力的重要任務(wù)。但教學(xué)內(nèi)容通常缺乏針對性和實用性,學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài),導(dǎo)致在后續(xù)工作實踐中,缺乏用以解決工程實際問題的圖樣表達(dá)能力和看圖能力,因此將項目教學(xué)法引入到《現(xiàn)代工程制圖》課程中勢在必行。
《現(xiàn)代工程制圖》課程一般為單班或兩班合班進(jìn)行教學(xué),現(xiàn)以單班教學(xué)為例,一般單班有40名學(xué)生,將其分為8組,每組5名學(xué)生,每次項目各組選出一名組長,負(fù)責(zé)組織和發(fā)言工作。這種分組方式可以使每名學(xué)生動手參與到項目中,避免出現(xiàn)組多人少的教師不易管理局面和組少人多的學(xué)生懶散現(xiàn)象。首先教師將本節(jié)課的知識點和教學(xué)內(nèi)容組合成項目形式,下達(dá)項目任務(wù)書;學(xué)生閱讀項目任務(wù)書后,教師講解此項目中的難點和重點;然后各組學(xué)生共同討論、思考或想象、繪制,完成項目任務(wù);最后由組長總結(jié)本組項目成果,教師進(jìn)行綜合評估,對其中存在的問題提出解決的方案或進(jìn)一步講解項目中的難點。
2.1 投影體系建立的項目教學(xué)
《現(xiàn)代工程制圖》以投影體系的建立為基礎(chǔ),以組合體的三視圖和機(jī)件表達(dá)方法為重點,以閱讀零件圖和裝配圖為目的,因此首先要打好“投影體系的建立”這座基石。教師可以在這節(jié)內(nèi)容中布置一個項目:由學(xué)生分組制作三面投影紙卡,實現(xiàn)圖1和圖2之間的轉(zhuǎn)換。此項目可使學(xué)生深刻體會投影體系的建立過程,此外在講解點、線、面投影時還可利用三面投影體系紙卡,使學(xué)生直觀地理解點線面在三個投影面的投影,及其繪制方法。
圖1 三面投影體系紙卡 圖2 三面投影體系紙卡展開圖
2.2 組合體視圖的項目教學(xué)
“組合體視圖”一章中,畫三視圖的題型主要分為三類:由軸測圖畫三視圖、補(bǔ)畫三視圖中的缺線、由兩視圖補(bǔ)畫第三視圖,這三類題型難度依次增大。在講解這部分內(nèi)容時,可將某個組合體設(shè)置為這三類題型,作為一個總項目。首先教師講解這三類題型的解題方法和關(guān)鍵技巧,如主視圖的選擇方法、分析各基本體間的組合方式、二維圖和三維立體圖間轉(zhuǎn)換技巧等,之后讓學(xué)生分組完成這個項目中的三個題目,并進(jìn)行比較,提煉出其共同點——即想象出組合體的立體形狀及各基本體之間的組合方式。項目完成后教師選出幾組代表作品,由組長演示自己的思路和繪圖過程,然后教師評估各組繪圖情況和結(jié)果的正確度,最后學(xué)生提出項目中出現(xiàn)的問題及仍未解決的難點,并由教師解惑。
2.3 零件圖和裝配圖的項目教學(xué)
讀懂零件圖和裝配圖是該門課程的最終目的,亦是近機(jī)類專業(yè)學(xué)生的基本技能,這部分內(nèi)容中包含了三視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖等各種機(jī)件表達(dá)方法,拆卸畫法、假想畫法和簡化畫法等視圖表達(dá)方法,還有尺寸、公差和配合、螺紋標(biāo)記、合理工藝結(jié)構(gòu)等知識點,學(xué)生還需對零件和裝配體的材料、性能、功用等方面做全方位的了解。因此教師可在規(guī)定的教學(xué)課時內(nèi)盡可能多地設(shè)置讀圖項目,涉及盡可能多的知識點。如讀球閥裝配圖,在此項目中,學(xué)生需完成以下任務(wù):了解球閥裝配體及其主要零件的作用、零件的材料、各零件間的連接關(guān)系,裝配體的主要尺寸,使用的視圖表達(dá)方法,主視圖的選擇原則等。教師還可將其難度升級,繪制球閥裝配圖,在讀圖項目的基礎(chǔ)上學(xué)生可結(jié)合已掌握的繪圖技巧順利完成此項目。讀圖和繪圖項目不僅使學(xué)生提升了閱讀和繪制零件圖和裝配圖的能力,更培養(yǎng)了學(xué)生多方位獲取信息的能力,和工作協(xié)調(diào)能力。
3 結(jié)論
在專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂中,結(jié)合工科專業(yè)特點完成從二維平面繪圖到三維設(shè)計的制圖類課程體系的構(gòu)建,并且圍繞這些制圖類課程結(jié)合我校08版方案制定或修訂課程的教學(xué)大綱,進(jìn)行各門制圖類課程的教學(xué)體系與內(nèi)容的實質(zhì)性改革。結(jié)合我校08版修訂的機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)方案,以二維為基礎(chǔ),二維與三維造型設(shè)計并重,構(gòu)建制圖類課程體系。在新的課程體系中,我校機(jī)械設(shè)計及其自動化專業(yè)設(shè)置了工程制圖、計算機(jī)繪圖和三維工程應(yīng)用軟件Pro/E三門課程。農(nóng)業(yè)機(jī)械化、機(jī)電工程和其他近機(jī)類以及非機(jī)類專業(yè)設(shè)置完成了工程制圖和計算機(jī)繪圖,三維工程應(yīng)用軟件課選修(Catia、KMCAD、CAXA等)三門制圖類課程的設(shè)置。木材工程、包裝工程和工業(yè)設(shè)計專業(yè)設(shè)置完成了工程制圖和計算機(jī)繪圖,三維造型應(yīng)用軟件3DMax三門制圖類課程的設(shè)置。在完成制圖類課程設(shè)置后,基于三維設(shè)計為主線修訂制圖類課程的教學(xué)大綱,在各學(xué)期開出的制圖類課程中逐漸滲透三維設(shè)計的思想,通過課堂講授和加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié),實現(xiàn)三維設(shè)計思想的整體貫穿。同時,面對現(xiàn)代工程實際中二維與三維設(shè)計并存的問題,通過制圖類課程在突出、強(qiáng)化三維設(shè)計的同時,根據(jù)不同制圖課程的特點,實現(xiàn)二維繪圖與三維設(shè)計的有機(jī)結(jié)合。
以二維為基礎(chǔ),以三維設(shè)計為重點,開展制圖類課程的改革
以二維為基礎(chǔ),以三維設(shè)計為重點,全面開展基于三維設(shè)計的制圖類課程建設(shè)工作,以突出三維設(shè)計為特色,使二維到三維具有系統(tǒng)性和連續(xù)性。工程制圖課程主要是研究繪制和閱讀圖樣的原理和方法,基于正投影理論將空間的物體首先轉(zhuǎn)化成二維的正投影圖,即做出物體二維工程圖樣,用以表達(dá)物體的結(jié)構(gòu)特征、零件的結(jié)構(gòu)形狀、部件與機(jī)器的工作原理和技術(shù)要求等。傳統(tǒng)的工程制圖的教學(xué)內(nèi)容,主要講解點、線、面、體、組合體的二維投影圖與各種二維的表達(dá)方法。然而,設(shè)計者在腦海的設(shè)計構(gòu)思都是三維的,制造的結(jié)果也是三維的實物,在“設(shè)計構(gòu)思”和“產(chǎn)品實物”兩者之間傳遞的信息卻是二維圖形,這種形式在傳統(tǒng)手工繪制圖樣的年代是很有用的,避免了繪制復(fù)雜的立體效果圖。隨著計算機(jī)的普及應(yīng)用,以及現(xiàn)代的設(shè)計方法和加工方法的普及,開展從二維到三維設(shè)計的工程制圖類課程的改革,是制圖類教學(xué)亟待解決的一個問題。基于上述現(xiàn)狀,我校對工程制圖的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了初步的改革,從教材的體系到教學(xué)內(nèi)容都體現(xiàn)了三維的設(shè)計思想,在講授點、線、面等基礎(chǔ)內(nèi)容時,主要是二維的投影理論。在講授基本體,簡單體等相關(guān)內(nèi)容時,增加了拉伸體和旋轉(zhuǎn)體兩種重要的三維造型方法。從三維實體出發(fā),利用三維軟件的特征造型功能講授基本體各基本要素的組成與投影。這部分內(nèi)容只要求學(xué)生理解正投影的概念,建立二維投影圖是對三維實體的一種正投影表達(dá)方式,為學(xué)生將來閱讀和繪制二維投影圖做好知識的準(zhǔn)備。截交線與相貫線的內(nèi)容在講課時結(jié)合三維實體的布爾運(yùn)算進(jìn)行講解,這樣不但符合三維切割體或者是相貫體的實際成型過程,也向?qū)W生傳授了布爾運(yùn)算的三維造型方法。組合體部分的內(nèi)容結(jié)合立體的拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、布爾運(yùn)算等三維成型方法為進(jìn)行講解,講授二維投影圖的同時灌輸三維思想。機(jī)件的表達(dá)方法章節(jié)重點以三維的零件、部件為研究對象,研究如何合理應(yīng)用各種表達(dá)方法零件、部件的結(jié)構(gòu)和尺寸,這一章著重培養(yǎng)學(xué)生的分析和應(yīng)用力,在講授清楚各種表達(dá)方法的特點和應(yīng)用場合后,演示三維軟件自動生成機(jī)件的各種視圖和剖視圖等二維圖紙的功能,向?qū)W生灌輸三維設(shè)計的設(shè)計思想。綜上所述,從現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展方向出發(fā),面對現(xiàn)代工程實際中二維與三維設(shè)計并存的現(xiàn)實,開展二維計算機(jī)繪圖教育,為學(xué)生學(xué)習(xí)三維設(shè)計和繪圖奠定基礎(chǔ)。基于三維設(shè)計的工程制圖的課程的改革要突出三維設(shè)計的思想,所有內(nèi)容的講解盡可能從三維實體出發(fā),充分利用三維繪圖軟件開展教學(xué),改革和拓寬了工程制圖的教學(xué)內(nèi)容,為學(xué)生提供了更多的思維方法,灌輸三維設(shè)計思想,根據(jù)制圖課程的不同階段引入相應(yīng)的CAD三維建模內(nèi)容,貫穿于制圖課程教學(xué)活動的全過程,增強(qiáng)了學(xué)生的空間思維能力、三維形體與二維圖形之間的相互關(guān)系的理解,強(qiáng)化了零部件在形狀結(jié)構(gòu)上、配合連結(jié)上的直觀理解,從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。
結(jié)語
關(guān)鍵詞:教學(xué)改革 多媒體教學(xué) 改革效果
引言
工程制圖是工科院校學(xué)生必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課,其目的是培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力、構(gòu)形能力以及閱讀和繪制工程圖樣的能力。近年來,由于受各學(xué)科方向課程規(guī)劃總體學(xué)時壓縮的影響,工程制圖(非機(jī)類)課內(nèi)計劃學(xué)時也一再壓縮,其學(xué)時已減到32~64學(xué)時左右,并且增加了計算機(jī)繪圖的內(nèi)容。為了適應(yīng)這一變化的形勢,保證教學(xué)目標(biāo)的順利實現(xiàn),必須更新原有課程的體系和教學(xué)內(nèi)容,改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法。在這方面,我校進(jìn)行了初步的研究與探索。
1 課程體系的改革
工程制圖的改革應(yīng)立足于工科的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式,結(jié)合各學(xué)科系列課程的整體優(yōu)化,以培養(yǎng)學(xué)生空間構(gòu)思能力、繪圖和讀圖能力為目標(biāo),構(gòu)建新的課程體系。基于國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r,在工程制圖課程體系的改革方面,我校確定圍繞以下中心進(jìn)行:密切結(jié)合工程制圖和計算機(jī)繪圖的應(yīng)用;調(diào)整和削減畫法幾何內(nèi)容;計算機(jī)繪圖和手工繪圖并重;三維CAD作為可視化設(shè)計工具加以應(yīng)用。
2 教學(xué)內(nèi)容的改革
在教學(xué)內(nèi)容的處理上,應(yīng)削枝強(qiáng)干、注重實用,精選和更新有利于學(xué)生能力培養(yǎng)的內(nèi)容和知識,刪減不必要的、重復(fù)的和繁瑣的部分,增加反映當(dāng)代科技發(fā)展的內(nèi)容。目前,我校工程制圖的教學(xué)內(nèi)容主要包括投影基礎(chǔ)、工程圖和計算機(jī)繪圖三個部分。
2.1投影基礎(chǔ)部分
非機(jī)械類學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是:能夠繪制和閱讀簡單的工程圖樣,并能掌握產(chǎn)品設(shè)計的基本知識,因此,對原有畫法幾何部分的內(nèi)容應(yīng)大大簡化。例如:點、線、面的投影分析與截交線、相貫線兩部分內(nèi)容,雖然講解學(xué)時少、深度淺,但面面俱到,不論是老師講授還是學(xué)生學(xué)習(xí)都有困難;更重要的是這兩部分對組合體的畫圖與讀圖的幫助并不明顯,抽象的幾何描述對學(xué)生在空間思維能力方面并沒有直接的幫助。針對這些問題,在畫法幾何部分的教學(xué)過程中,筆者采取了以下改革措施:在講授點、線、面的投影時,以“體”為綱,從立體入手,分析立體的投影,簡單介紹點、線、面的圖示特點,在體上抽象出點、線、面等基本幾何元素,并對此進(jìn)行分析,研究其投影原理及方法,并用分析點、線、面的方法來分析幾何形體的投影,這樣就把形體與點、線、面結(jié)合起來;對平面與曲面立體的投影應(yīng)加強(qiáng)徒手繪圖能力的訓(xùn)練;立體的截交線與相貫線的作圖是該部分的教學(xué)難點,但在投影圖中只要知道它們的形狀、大小、相對位置,近似地畫出截交線與相貫線的形狀即可,因而在教學(xué)過程中對這部分內(nèi)容可以降低其教學(xué)要求。
2.2工程圖部分
對工程圖部分,要熟悉機(jī)械制圖的國家標(biāo)準(zhǔn),講清組合體三視圖、視圖表達(dá)方法、常用零件圖和裝配圖的畫法,提高學(xué)生的讀圖能力。由于計算機(jī)繪圖的介入,尺規(guī)繪圖將逐漸被摒棄,而徒手繪圖則是不可取代的繪圖方式。徒手繪圖可以訓(xùn)練學(xué)生對投影關(guān)系、投影規(guī)律的掌握,培養(yǎng)空間想象能力和分析能力,表達(dá)設(shè)計思想、記錄創(chuàng)意成果。因此,在教學(xué)中應(yīng)減少尺規(guī)作圖,加強(qiáng)草圖繪制能力和計算機(jī)繪圖能力的培養(yǎng)。組合體是工程制圖的主要內(nèi)容,應(yīng)重點加強(qiáng),特別是木模的徒手繪制,它不但可以提高學(xué)生的動手能力,而且還可以提高學(xué)生的空間分析能力與想象能力;尺寸標(biāo)注應(yīng)掌握尺寸標(biāo)注的基本方法,盡可能正確、清晰地標(biāo)注尺寸。同時增加技術(shù)圖樣的知識,使學(xué)生明白技術(shù)圖樣是制造、施工的重要技術(shù)文件。
2.3工程制圖與計算機(jī)繪圖相結(jié)合
為了順應(yīng)計算機(jī)科學(xué)的迅猛發(fā)展,特別是在機(jī)械行業(yè)實施“甩圖板”工程后,計算機(jī)繪圖已在科研院所、工廠企業(yè)廣泛地普及應(yīng)用,計算機(jī)繪圖已成為制圖的主要形式和手段。
目前計算機(jī)繪圖教學(xué)分為兩種情況,一種是單獨(dú)設(shè)課,即在制圖教學(xué)中單獨(dú)分出16學(xué)時用來介紹計算機(jī)繪圖的內(nèi)容。這種方法便于集中講授計算機(jī)繪圖課程,集中使用教學(xué)設(shè)備,避免現(xiàn)行教材與計算機(jī)繪圖教學(xué)的矛盾;但這是一個獨(dú)立的知識點,這種拼盤似的教學(xué)方式會使學(xué)生對計算機(jī)繪圖掌握不徹底,應(yīng)用能力差,且不能將計算機(jī)繪圖與工程制圖有機(jī)地緊密結(jié)合。另一種是將計算機(jī)繪圖與工程制圖相結(jié)合,將計算機(jī)繪圖逐步地加入到工程制圖中。這種教學(xué)時間較長,學(xué)生有比較充足的時間上機(jī)實踐,可以將徒手草圖、尺規(guī)繪圖、計算機(jī)繪圖技術(shù)融會貫通在一起,同步進(jìn)行,使學(xué)生對計算機(jī)繪圖與傳統(tǒng)工程制圖掌握得更牢固,應(yīng)用得更靈活,便于學(xué)生在此基礎(chǔ)上自學(xué)、掌握其他更先進(jìn)的軟件,使其畢業(yè)后很快就可上手工作,真正達(dá)到學(xué)有所長、學(xué)有所用的教學(xué)目的。
3 教學(xué)方法的改革
工程制圖的教學(xué)改革對教學(xué)方法提出了更高的要求,必須改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法。教學(xué)方法的改革是課程改革成功與否的重要因素。在傳統(tǒng)的工程制圖教學(xué)中,教師主要借助掛圖、模型等教具加上黑板板書及口頭表述的模式,進(jìn)行灌輸式的教學(xué)。這種講授模式不利于學(xué)生形象思維能力培養(yǎng),學(xué)生理解困難,也限制了課堂時間利用率的提高。盡管制圖教師在教學(xué)中也積極采用啟發(fā)式、討論式、電化教學(xué)等方法和手段,但均不能實現(xiàn)突破性的、根本的變革。計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷地帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),利用多媒體技術(shù)手段改善傳統(tǒng)的教學(xué)模式已成為必然趨勢。
3.1利用CAI課件與傳統(tǒng)授課方法相結(jié)合
采用多媒體技術(shù)開發(fā)的CAI課件教學(xué),可將原本抽象、靜止的教學(xué)內(nèi)容,以圖文并茂、形象逼真的動畫形式表現(xiàn)出來,使學(xué)生既能看到三維形體的立體形狀,又能看到動態(tài)的二維圖形的作圖過程,從而能夠更深刻地理解三維立體與二維圖形的對應(yīng)關(guān)系,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。如我們開發(fā)的“相貫線”課件,采用動畫的形式,生動地表現(xiàn)了相貫線空間形狀隨相交兩立體的幾何性質(zhì)、相互位置以及大小不同而發(fā)生變化的過程。但多媒體課件一般是按教學(xué)內(nèi)容要求,編排固定的封閉的教學(xué)軟件,利用這樣的課件進(jìn)行課堂教學(xué)會形成“教學(xué)方法千人一面”,束縛教師創(chuàng)造性和個性的發(fā)展,不能體現(xiàn)教師的教學(xué)特色,削弱了課堂教學(xué)中教師的主導(dǎo)作用。因此,CAI教學(xué)并不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)方法,尤其是不能替代教師多年錘煉而成的、行之有效的教學(xué)方法和經(jīng)驗。對于制圖課程而言,有些重要授課內(nèi)容和典型例題的講解,仍然需要教師使用黑板和模型進(jìn)行傳授,設(shè)置直觀環(huán)境,如:講螺紋時,讓學(xué)生先參觀螺紋的生產(chǎn)加工和觀察螺栓和螺母零件,然后再講清看圖的基本規(guī)律,并畫出其投影圖,幫助學(xué)生掌握繪圖思路與要領(lǐng)。若將現(xiàn)代化教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點和教學(xué)的實際情況選取不同的教學(xué)手段,則可彌補(bǔ)雙方的不足,能夠收到更好的教學(xué)效果。
3.2改進(jìn)輔導(dǎo)和測評方法
工程制圖是實踐性很強(qiáng)的課程,每次課后學(xué)生需完成一定的作業(yè),以培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。多年來為輔導(dǎo)和批改制圖作業(yè),教師們花費(fèi)了大量精力,但結(jié)果卻不盡人意。許多學(xué)生并不關(guān)心作業(yè)批改效果,甚至互相抄襲作業(yè)。目前校園網(wǎng)已深入到學(xué)校的各個方面,逐漸發(fā)展成為行之有效的教學(xué)載體,成為校園內(nèi)輔助教學(xué)的重要資源。在校園網(wǎng)上建立“工程圖學(xué)教學(xué)網(wǎng)站”,實現(xiàn)學(xué)生網(wǎng)上訪問電子教案,可重現(xiàn)教學(xué)過程,學(xué)生可以按個人需要靈活選學(xué)教學(xué)內(nèi)容,實現(xiàn)網(wǎng)上答疑和獲取教學(xué)信息。利用計算機(jī)教室和校園網(wǎng)進(jìn)行答疑和測評是一種新手段,可以發(fā)揮計算機(jī)教室和校園網(wǎng)的優(yōu)勢,拓寬課堂空間,提高學(xué)生自學(xué)能力,調(diào)動學(xué)生積極性。現(xiàn)已研制出用于制圖輔導(dǎo)和測試的CAI課件,改善了輔導(dǎo)、測評方法和手段。利用網(wǎng)絡(luò)化教學(xué),開辟“工程圖學(xué)教學(xué)網(wǎng)站”,可構(gòu)建立體化的教學(xué)平臺,拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的維度和空間,將極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和效果。
4 課程教學(xué)改革的成效
經(jīng)過近幾年工程制圖(非機(jī)類)教學(xué)改革實踐,采用新的課程體系,使得在較少的教學(xué)課時下,保證了工程制圖課程教學(xué)內(nèi)容的緊湊性、銜接性;各種先進(jìn)教學(xué)手段、教學(xué)方法的應(yīng)用,使得課堂教學(xué)容量得以增加,課堂教學(xué)氣氛濃厚,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高。教學(xué)過程中的重點和難點突出,學(xué)生的繪圖和讀圖能力及計算機(jī)繪圖能力較以前大大提高,學(xué)生的補(bǔ)考率大大降低,取得了較好的教學(xué)效果。
結(jié)束語
日新月異的科學(xué)技術(shù)將教育推向了一個嶄新的時代。如果說傳統(tǒng)的工程制圖為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn),那么現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)又將傳統(tǒng)的工程制圖遠(yuǎn)遠(yuǎn)地拋在后面。因此,必須深化工程制圖課程的教學(xué)改革,使工程制圖這門古老的課程在培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段等諸方面發(fā)生根本性的變革,努力把它建設(shè)成為一門內(nèi)容合理、手段新穎、與科學(xué)技術(shù)發(fā)展不斷適應(yīng)的技術(shù)基礎(chǔ)課。
參考文獻(xiàn):
[1]董國耀.面向21世紀(jì)的圖學(xué)教育[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.
[2]左宗義,馮開平.幾何與圖學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展――第八屆工程計算機(jī)圖學(xué)與畫法幾何學(xué)國際會議介紹.工程圖學(xué)學(xué)報,2000.1.
[3]程軍,田寶俊.談工程制圖課程改革.華北工學(xué)院學(xué)報,2002.2.
[4]丁一,夏紅等.現(xiàn)代化教學(xué)手段與“工程制圖”教學(xué).重慶大學(xué)學(xué)報,2002.3.
關(guān)鍵詞: 我國工程圖學(xué) 歷史演變 未來發(fā)展
1.我國工程圖學(xué)的歷史演變
語言、文字和圖形是人們進(jìn)行交流的主要方式,在工程界,為準(zhǔn)確表達(dá)一個物體的形狀,主要工具就是圖形。在工程技術(shù)中為了正確表示出機(jī)器、設(shè)備的形狀、大小、規(guī)格和材料等內(nèi)容,通常將物體按一定的投影方法和技術(shù)規(guī)定表達(dá)在圖紙上,這種根據(jù)正投影原理、標(biāo)準(zhǔn)或有關(guān)規(guī)定,表示工程對象并有必要的技術(shù)說明的圖就稱圖樣。工程圖樣是人們表達(dá)設(shè)計的對象,生產(chǎn)者依據(jù)圖樣了解設(shè)計要求并組織、制造產(chǎn)品。因此,工程圖樣常被稱為工程界的技術(shù)語言。
1.1我國古代工程圖學(xué)的演變
圖形的歷史由來已久,原始人在洞穴的石壁上刻畫的就是最早的圖形。考古發(fā)現(xiàn)早在4600多年前就出現(xiàn)了可以稱為工程圖樣的圖形,即刻在古爾迪亞泥板上的一張神廟地圖。我國春秋時代的技術(shù)著作《周禮·考工記》中記載了規(guī)矩、繩墨、懸垂等繪圖測量工具的運(yùn)用情況。古代數(shù)學(xué)名著《周髀算經(jīng)》對直角三角形三條邊的內(nèi)在性質(zhì)已經(jīng)有較深刻的認(rèn)識。湖南長沙馬王堆出土的一份地圖顯示,在當(dāng)時(約公元前168年)測量工具比較簡陋的情況下,中國的地圖就已經(jīng)繪制得十分精美。
1977年冬,在河北省平山縣發(fā)掘戰(zhàn)國中山王墓時,出土了大批青銅器,其中有一塊長94cm、寬48cm、厚約1cm的銅板。板上鑲嵌金銀線,表示國王、兩位王后、兩位夫人的墳?zāi)购拖鄳?yīng)享堂的位置和尺寸。經(jīng)修整可以看出,這是一幅酷似現(xiàn)代用正投影法畫出的建筑規(guī)劃平面圖。該圖上南下北,圖中兩粗線長方形表示圍墻,靠內(nèi)圍墻筑有四間儲存禮器的“宮”,兩圍墻的南墻各開一門;用細(xì)線圍成的扁凸字形,表示堆土而成的高臺的坡腳線;五座正方形享堂(三大兩小)對稱地排列于高臺上。從鑲嵌的439個文字可知建筑物的名稱、大小,并知該圖是按1∶500繪制成圖后,經(jīng)國王核準(zhǔn),復(fù)制在銅板上的。專家考證,這塊銅板制成于公元前四世紀(jì),并曾據(jù)以施工,在世界范圍內(nèi)實屬罕見的古代圖樣遺物。它有力地證明,早在兩千多年前我國就已經(jīng)能在施工之前進(jìn)行設(shè)計和繪制圖樣。
北宋李誡編著的《營造法式》于崇寧二年(公元1103年)刊行全國并流傳至今。《營造法式》主要分為5個主要部分,即釋名、制度、功限、料例和圖樣共34卷,前面還有“看樣”和“目錄”各1卷,一共是36卷。其中圖樣6卷,計圖1000余幅。圖樣這一名稱從此確定下來。該書中的圖形有彩畫作的房屋的平面圖、立面圖、斷面圖、構(gòu)件詳圖,各種雕飾與彩畫圖案和當(dāng)時的測量工具、石作、大木作、小木作、雕木作等。其中有的圖是用正投影法畫出的。如斗拱(彩圖)是用正面投影和水平投影來表示的,投影圖的配置相當(dāng)于第一角投影;單色圖所示的斗拱使用斜軸測圖來表示的。所有這些,充分反映了近千年前中國工程制圖技術(shù)的先進(jìn)和高超。
1.2我國近代工程圖學(xué)的演變
18世紀(jì)末,法國人加斯帕爾·蒙日創(chuàng)立了畫法幾何學(xué)。我國系統(tǒng)地介紹蒙日《畫法幾何學(xué)》體系理論和方法的是時任廈門大學(xué)校長的薩本棟先生編譯的《畫法幾何學(xué)》(1923年6月商務(wù)印書館初版)。著名教育家、清末翰林先生為薩本棟編譯的《畫法幾何學(xué)》寫序如下:薩君本棟,勤敏好學(xué)。課余譯安頓利氏及亞斯利氏之《畫法幾何學(xué)》一書,文筆條達(dá),義理顯豁,雖未照原文全譯,然刪繁避晦,頗便初學(xué)。學(xué)者由是熟加研究,將見科學(xué)上、工程上之各種物體,表現(xiàn)于縱面、橫面、側(cè)面或截面等,已能纖悉無遺,而泰西之學(xué)術(shù)工藝,或藉以廣傳于中土,是亦吾剤之所樂為介紹者也。中華人民國九年十一月一日。(注:安頓利時為美國Tufts學(xué)院圖學(xué)教授,亞斯利時為美國東北大學(xué)制圖教授)。
1959我國頒布首部國標(biāo)《技術(shù)制圖與機(jī)械制圖》,以后不斷進(jìn)行修訂。
1.3我國現(xiàn)代工程圖學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀
傳統(tǒng)的工程圖學(xué)學(xué)科以蒙日畫法幾何的投影理論為基礎(chǔ),以直尺、圓規(guī)、圖板為工具,以黑板、掛圖、模型為媒介,至今已有兩百多年的歷史,在培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力和促進(jìn)工業(yè)化進(jìn)程等諸多方面發(fā)揮了重要作用。
近代隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計算機(jī)繪圖(Computer Graphics)和CAD計算機(jī)輔助設(shè)計(Computer Aided Design)技術(shù)在世界工業(yè)的發(fā)展中影響越來越深遠(yuǎn),尤其是近十年來基于計算機(jī)的三維設(shè)計迅猛發(fā)展,設(shè)計從三維入手,直接產(chǎn)生三維實體,然后賦予各種屬性(如材料、力學(xué)特性等),再賦予加工信息,直接到數(shù)控的車間加工,改變了二維圖形的使用。同時計算機(jī)虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)技術(shù)集成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),帶來了工程圖學(xué)學(xué)科的內(nèi)容和理論體系的變革。現(xiàn)代的工程圖學(xué)的理論基礎(chǔ)包括傳統(tǒng)的幾何理論和計算機(jī)理論,應(yīng)用領(lǐng)域主要有:專業(yè)制圖及其標(biāo)準(zhǔn)、圖學(xué)理論與方法、工業(yè)設(shè)計、產(chǎn)品信息建模(特征建模、參數(shù)化設(shè)計、圖形輸入識別)、科學(xué)計算可視化、計算機(jī)仿真、虛擬現(xiàn)實、圖形和圖像識別,等等。現(xiàn)代工程圖學(xué)使用的計算機(jī)軟件主要有Autodesk CAD、3dmax、Sketch up、Photoshop、AutodeskRevit等。現(xiàn)代的工程圖學(xué)與工業(yè)設(shè)計和計算機(jī)技術(shù)的結(jié)合越來越密切,應(yīng)用領(lǐng)域更寬更廣。
2.我國工程圖學(xué)未來發(fā)展研究
隨著各種計算機(jī)制圖軟件的發(fā)展和更新,現(xiàn)代的設(shè)計、制圖工作越來越方便,大大節(jié)省了人力、物力和腦力。在享受計算機(jī)成圖技術(shù)帶來諸多方便的同時,Autodesk Revit等三維模型軟件的出現(xiàn)也沖擊了我們的工作和生活,我們不得不為工程圖學(xué)的未來發(fā)展和現(xiàn)有的社會職業(yè)、分工做出思考。
Autodesk Revit軟件專為http://baike.省略/view/1788980.htm建筑信息模型而構(gòu)建(BIM)。BIM是以從設(shè)計、施工到運(yùn)營的協(xié)調(diào)、可靠的項目信息為基礎(chǔ)而構(gòu)建的集成流程。通過采用BIM,建筑公司可以在整個流程中使用一致的信息來設(shè)計和繪制創(chuàng)新項目,并且還可以通過精確實現(xiàn)建筑外觀的可視化來支持更好地溝通,模擬真實性能以便讓項目各方了解成本、工期與環(huán)境影響。BIM支持建筑師在施工前更好地預(yù)測竣工后的建筑,使他們在如今日益復(fù)雜的商業(yè)環(huán)境中保持競爭優(yōu)勢。BIM能夠幫助建筑師減少錯誤和浪費(fèi),以此提高利潤和客戶滿意度,進(jìn)而創(chuàng)建可持續(xù)性更高的精確設(shè)計。BIM能夠優(yōu)化團(tuán)隊協(xié)作,其支持建筑師與工程師、承包商、建造人員與業(yè)主更加清晰、可靠地溝通設(shè)計意圖。
Autodesk Revit軟件把建設(shè)者、設(shè)計師、施工方、管理者聯(lián)系起來,大大簡化了各個環(huán)節(jié)的工作,也對某些社會職業(yè)提出了強(qiáng)烈的挑戰(zhàn)。比如效果圖制作公司,現(xiàn)在有不少公司以制作三維效果圖為生,使用Autodesk Revit軟件可以輕松地制作出效果圖,以后效果圖公司和員工將何去何從?另外,工程造價人員的工作也受到很大的沖擊,這些都是需要我們好好考慮的問題。
3.結(jié)語
我國工程圖學(xué)經(jīng)歷了幾千年的發(fā)展留下了大量寶貴的資料和財富,現(xiàn)代計算機(jī)成圖技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展大大推動了工程圖學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步,同時也對某些社會職業(yè)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),我們要冷靜分析,提前預(yù)測,使計算機(jī)成圖技術(shù)為我們的生活服務(wù),使工程圖學(xué)發(fā)展得越來越完備。
參考文獻(xiàn):
[1]蒙日[法],廖先庚譯.蒙日畫法幾何學(xué)湖南:湖南科技出版社,1984.8:3-8.
關(guān)鍵詞:測繪工程;計算機(jī)制圖;問題
在當(dāng)前的社會發(fā)展背景下,為了滿足社會發(fā)展與人們生活需要,工程建設(shè)得到了空前的發(fā)展,作為工程建設(shè)中的重要組成部分之一,測繪工程主要是基于空間信息進(jìn)行測量,進(jìn)而繪制出地形圖,為工程建設(shè)提供重要的指導(dǎo)性作用。工程建設(shè)發(fā)展初期,社會發(fā)展促進(jìn)了測繪工程相關(guān)工作的發(fā)展,與此同時也為測繪工程提出了新的要求與挑戰(zhàn),面對這種情況,我們有必要將一些先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于測繪工程之中,切實提升我國測繪工程的整體水平,不斷順應(yīng)時展的潮流、滿足現(xiàn)實發(fā)展的需求。
1計算機(jī)制圖的優(yōu)勢
測繪工程中傳統(tǒng)手工制圖方式需要借助于很多制圖工具,不僅制圖工序非常繁瑣,工作效率也非常低,需要浪費(fèi)大量的人力、物力及財力資源,并且整體制圖效果也不是很好,不能充分發(fā)揮出對工程建設(shè)的作用。而與傳統(tǒng)手工制圖相比,計算機(jī)制圖的應(yīng)用不僅大大提升了工作效率,同時工程測繪成本也顯著降低,充分滿足了現(xiàn)代工程建設(shè)的需求。隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展,計算機(jī)制圖早已取代了原來的手工制圖,測繪工作效率明顯提高,記得的順應(yīng)了當(dāng)前時代的發(fā)展要求,為測繪行業(yè)以后的發(fā)展提供了重要保障。
1.1程序簡單效率高
傳統(tǒng)手工制圖在實際工作中需要使用很多制圖工作,整個工作工程非常復(fù)雜,需要進(jìn)行繁瑣的準(zhǔn)備之后才能開始測繪,但是借助計算機(jī)輔助制圖技術(shù),就可以利用計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定相關(guān)數(shù)據(jù),在此基礎(chǔ)上展開制圖工作,這樣一來不僅可以有效節(jié)省制圖操作的時間,同時測繪工作效率也可以明顯提高。
1.2彌補(bǔ)手工制圖缺陷
計算機(jī)輔助制圖需要以圖形數(shù)據(jù)庫的建立為基礎(chǔ),在實際工作中設(shè)計人員為了可以為后續(xù)測繪工作提供便利,往往需要在現(xiàn)有圖形基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)修改,因此對設(shè)計變更也極為便利。在滿足測量需求的前提下,可以適當(dāng)修改數(shù)據(jù)庫,借助于計算機(jī)輔助制圖可以對任意圖形進(jìn)行復(fù)制,同時還能展開其他相關(guān)操作,測繪工作得到了很大程度的簡化,同時測繪工作難度也得到了降低。
1.3圖文數(shù)據(jù)保存更方便
傳統(tǒng)測繪需要保存和整理各種圖紙和圖文數(shù)據(jù),其工作難度較大,整體效果也不理想,但是利用計算機(jī)輔助制圖,可以利用數(shù)字形式存盤,存儲的難度大大降低,同時管理工作也非常方便,工作人員的勞動強(qiáng)度得到了極大的降低,還節(jié)省了測繪成本。雖然借助于計算機(jī)輔助制圖技術(shù)可以有效保存圖文數(shù)據(jù),但是應(yīng)用計算機(jī)過程中難免會出現(xiàn)誤刪、損壞數(shù)據(jù)等問題,所以應(yīng)用計算機(jī)制圖的過程中必須注意及時備份,以避免出現(xiàn)誤刪或數(shù)據(jù)損壞等一系列問題。
2計算機(jī)制圖在測繪工程中的應(yīng)用
2.1市政工程測繪中對計算機(jī)制圖的應(yīng)用
從上文的論述與分析中我們可以了解到,與傳統(tǒng)制圖方式相比計算機(jī)制圖的優(yōu)勢有很多,測繪工程中計算機(jī)制圖的應(yīng)用具有非常重要的意義,下面主要以某市政工程為例,具體分析計算機(jī)制圖的實際應(yīng)用。為了充分適應(yīng)當(dāng)前城市化進(jìn)程的發(fā)展需求,某市中心城市、東部衛(wèi)星城之間需要建設(shè)一條高速公路,旨在通過建設(shè)該公路緩解城市交通壓力,該高速公路O計時速是80Km/h,公路長度為12km,該市正工程計算機(jī)制圖流程為:首先,由測繪單位開展各項工作,涉及到了測量計算設(shè)計、組織測量工作人員、準(zhǔn)備及檢驗測量儀器設(shè)備等;其次,組織測繪工作人員到工程現(xiàn)場進(jìn)行勘察,展開平面與高程的控制測量工作;第三,按照相關(guān)測量圖片及數(shù)據(jù)信息,利用計算機(jī)制圖工具初步繪制圖形,經(jīng)過修改以后最終定型。為了便于管理工程測繪數(shù)據(jù),我們還專門對地籍圖、地形圖等進(jìn)行了數(shù)字化的處理,將制圖成果保存為文件,以便后續(xù)使用管理。從中可以發(fā)現(xiàn),利用計算機(jī)制圖的整個過程都非常方便、快捷,同時對制圖成果管理也非常有利。
2.2計算機(jī)制圖應(yīng)用要求與發(fā)展方向
2.2.1計算機(jī)制圖應(yīng)用要求
測繪工程中應(yīng)用計算機(jī)制圖大大提升了工程測繪的整體水平,為工程建設(shè)提供了很大的指導(dǎo)性作用,但是與此同時,也對測繪人員提出了更高要求:首先,要求測繪人員要具有非常強(qiáng)的計算機(jī)操作能力,計算機(jī)制圖過程中需要利用計算機(jī)技術(shù),因此測繪過程中要求測繪人員具備基本的操作計算機(jī)的能力,為計算機(jī)制圖工作的順利開展提供基礎(chǔ);其次,測繪人員必須具備最基本的制圖能力,這里所說的基本制圖能力是對測繪人員提出的基本要求,所以在工作中測繪人員必須布點夯實自己的基本制圖能力,例如繪制幾何圖形的能力、繪制剖視圖的能力、繪制實物的能力等;第三,測繪人員還要具有專業(yè)的制圖能力,在實際工作中不僅要求測繪人員具備基本的制圖能力,同時還要講究制圖的專業(yè)性,例如在上文中提到的市政工程中,測繪人員必須了解道路結(jié)構(gòu)圖、交通圖及地籍圖等,這樣才能為專業(yè)繪圖做好準(zhǔn)備。
2.2.2計算機(jī)制圖的發(fā)展方向
從整體上來看,計算機(jī)制圖具有工作效率高、操作簡單、準(zhǔn)確度高等特點,測繪工程中對計算機(jī)制圖的應(yīng)用不僅大大提升了工程測繪工作的效率,同時還減少了人力資源的投入,有效降低了工程測繪上成本的投入,此外,還從很大程度上提升了工程測繪的質(zhì)量,因此當(dāng)前這項技術(shù)已經(jīng)在各種工程測繪中得到了廣泛的應(yīng)用,不久的將來它的發(fā)展空間將會更加廣闊。在以后的計算機(jī)制圖系統(tǒng)中,占據(jù)主導(dǎo)性地位的將會是窗口操作,同時圖片及數(shù)據(jù)信息等工作將逐漸走向整合,圖文數(shù)據(jù)庫建立以后將會為信息共享創(chuàng)造有利條件。總之,以后經(jīng)過不斷發(fā)展及完善,計算機(jī)制圖不僅會在工程測繪中得到越來越廣泛的應(yīng)用,同時還會被推廣到更多領(lǐng)域中。
結(jié)語:
綜上,從本文的論述中可以發(fā)現(xiàn),信息技術(shù)的發(fā)展極大的推動了計算機(jī)的廣泛應(yīng)用,同時對整個社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也起到了重要的推動性作用,因此,實際計算機(jī)制圖中必須正確認(rèn)識其基本內(nèi)涵及本質(zhì)特征,并在測繪工程項目中將其優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,以不斷適應(yīng)新時期工程建設(shè)的發(fā)展需要。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,計算機(jī)制圖技術(shù)在實際應(yīng)用中有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制圖方式的缺陷,極大的促進(jìn)了測繪工程的發(fā)展,并在現(xiàn)代工程建設(shè)中發(fā)揮了非常重要的作用。鑒于計算機(jī)制圖對于測繪工程如此重要,今后我們應(yīng)加大這方面的研究力度,從而使其更好的為我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。
參考文獻(xiàn):
[1]杜力,李琳,譚瓊,馮俊,李軍,劉順淑. 基于計算機(jī)三維建模的“工程制圖”課程測繪實踐研究[J]. 重慶工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009,04:407-410.
[2]趙艷玲,李晶. 礦業(yè)類院校測繪工程專業(yè)《計算機(jī)地圖制圖》教學(xué)大綱修訂[J]. 中國校外教育,2012,21:164.
[3]劉姣娣,羅昕,田學(xué)艷,溫寶琴. 基于SolidWorks三維造型的工程制圖實踐教學(xué)改革[J]. 機(jī)械管理開發(fā),2011,04:164-165.
關(guān)鍵詞 圖學(xué)教育 改革 現(xiàn)代制造技術(shù)
中圖分類號:G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.10.064
Practice and Research of Teaching Reform on Mechanical
Drawing of Digital Manufacturing Technology
SUN Baofu, ZHONG Zhixian
(College of Mechanical and Control Engineering, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541004)
Abstract Graph is engineering language. With the rapid development of modern manufacturing technology, graphics education in teaching content, teaching method and teaching means also faces the reform, to adapt to the development needs. In this paper, the present situation, reform ideas and reform measures are studied, and the detailed reform steps are formulated.
Key words graphics education; reform; modern manufacturing technology
0 引言
隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,產(chǎn)品更新速度的加快,新型的制造技術(shù)在我國的應(yīng)用越來越廣泛,其中,數(shù)字化的制造技術(shù)已成為其典型代表。所謂數(shù)字化制造技術(shù)是指:在數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)融合的背景下,并在虛擬現(xiàn)實、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫和多媒體等支撐技術(shù)的支持下,根據(jù)用戶的需求,迅速收集資源信息,對產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃和重組,實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計和功能的仿真以及原型制造,進(jìn)而快速生產(chǎn)出達(dá)到用戶要求性能的產(chǎn)品整個制造全過程。發(fā)達(dá)國家以及我國大部分大中型企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字化的制造技術(shù),它包括了計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)、計算機(jī)輔助制造(CAM)、計算機(jī)輔助工程分析(CAE)、計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)等內(nèi)容。①而其中,產(chǎn)品的數(shù)字模型作為貫穿所有制造過程的一條主線,其表現(xiàn)形式、包含內(nèi)容、建立方法、信息含量等尤為重要。在傳統(tǒng)制造中,二維的工程圖樣承擔(dān)了制造過程中的所有信息。然而,隨著計算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展,以及如UG、PROE、Solidworks等新型綜合軟件層出不窮,傳統(tǒng)的信息載體已越來越不適應(yīng)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展水平,改革勢在必行。
1 改革思路
在傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)體系中,產(chǎn)品裝配圖和零件圖的閱讀與繪制是制圖教學(xué)的最終落腳點。產(chǎn)品的裝配工藝離不開裝配圖中的裝配與配合尺寸、明細(xì)欄、裝配要求等相關(guān)內(nèi)容,而零件的制造的工藝信息則存在于零件圖中的尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求之中。然而,無論是哪一種圖樣,對零件的形狀、結(jié)構(gòu)以及組成的表達(dá)都是讀圖與繪圖的基礎(chǔ),所以,對工程圖樣表達(dá)方法的學(xué)習(xí)仍然是制圖教學(xué)的重中之重。而對圖樣表達(dá)方法的掌握是以畫法幾何內(nèi)容的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的,它是利用投影的基本知識,實現(xiàn)了三維實體與二維圖樣的相互轉(zhuǎn)換。然而,由于畫法幾何部分內(nèi)容的抽象性,造成了學(xué)生學(xué)習(xí)制圖的枯燥與乏味,嚴(yán)重影響了學(xué)習(xí)的效果。
為適應(yīng)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械制圖的教學(xué)則需從以下幾個方面進(jìn)行相應(yīng)的改革:(1)機(jī)械制圖建模方式的轉(zhuǎn)化。基于數(shù)字化制造技術(shù)之上的工程信息的載體已經(jīng)從傳統(tǒng)的二維模型向三維模型轉(zhuǎn)化,依照三維建模設(shè)計的思想,根據(jù)實體的構(gòu)成原理與構(gòu)成方法,進(jìn)行三維實體建模。這一建模理念忽略了點、線、面在制圖中的基礎(chǔ)作用,減少了教學(xué)內(nèi)容,同時也培養(yǎng)了學(xué)生現(xiàn)代設(shè)計思想和設(shè)計方法。所以,從工程圖學(xué)的教學(xué)內(nèi)容來看,三維建模應(yīng)貫穿教學(xué)全過程;(2)機(jī)械制圖與計算機(jī)技術(shù)的融合。計算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代制造技術(shù)的地位和作用是無以替代的,作為基礎(chǔ)課程的機(jī)械制圖,自然也是無法割舍的。許多年來,眾多的專家學(xué)者在二者的結(jié)合內(nèi)容、形式、方法、途徑等方面進(jìn)行研究與實踐,但大部分都?xì)w結(jié)于二者內(nèi)容比例問題、時間前后問題。因為是傳統(tǒng)的二維工程圖樣的教學(xué),所以所用的教學(xué)軟件基本都是AutoCAD,從而不能適應(yīng)三維建模的需求。現(xiàn)代制造技術(shù)下的機(jī)械制圖,其三維建模軟件得到了根本性的改變,往往是運(yùn)用一些大型的、集成的軟件,例如UG、Pro/e、Solidworks等。選擇什么樣的軟、硬件,如何實現(xiàn)與理論教學(xué)進(jìn)行合理有效融合將是我們面臨的另一選擇;(3)機(jī)械制圖與相關(guān)專業(yè)知識的整合。利用集成軟件進(jìn)行建模的過程實際上就是一個對零件設(shè)計、分析、檢驗的工程,所以這門課程的名稱也應(yīng)該稱之計算機(jī)輔助設(shè)計與繪圖(CADD),它不僅需要計算機(jī)技術(shù)的支持,同時也要求建模者具備充分的專業(yè)知識和專業(yè)技能。②怎樣實現(xiàn)這一教學(xué)內(nèi)容的整合,又如何恰當(dāng)把握教學(xué)時機(jī)的安排是教學(xué)改革的重要課題。
上述的三項內(nèi)容是相互關(guān)聯(lián)、彼此依存的,而建模方式的轉(zhuǎn)變是一條主線貫穿其中,對此,大連理工大學(xué)、清華大學(xué)以及北京航空航天大學(xué)均有研究,然而對與專業(yè)課程的整合雖有專家提出,卻沒有實際的研究成果,更沒有符合這一教改思想的教材或教學(xué)內(nèi)容大綱,這在全國尚屬首創(chuàng)。
2 改革實踐
在獲得廣西教育廳教改工程項目立項支持之后,我們在實際的教學(xué)中專門拿出了一個實驗班,自己編制教材,進(jìn)行了相關(guān)的課程改革試驗。在教學(xué)過程中,取消了點、線、面的投影,截交線、相貫線的投影等原來較為繁瑣且較抽象的內(nèi)容,但保留了投影的基本知識,使得學(xué)生清楚二維工程圖樣的由來。三維建模則采用Solidworks軟件,從棱柱、棱錐、圓柱、圓錐等基本形體的建模開始,完成基本形體的切割、基本形體的疊加等組合體的建模過程,然后將三維實體模型進(jìn)行二維轉(zhuǎn)換,直接形成二維工程圖,從而加深對工程圖的理解。
在完全掌握復(fù)雜形體的三維建模之后,對工程圖樣的表達(dá)方法、標(biāo)準(zhǔn)件常用件的表達(dá)方式、零件圖、裝配圖等章節(jié)的學(xué)習(xí)依然不能缺少。他們是機(jī)械制圖學(xué)習(xí)的落腳點,也應(yīng)該是學(xué)習(xí)的重點。這便又從三維回到了二維,所以,投影知識的學(xué)習(xí)是必不可少的。
在完全掌握復(fù)雜形體的三維建模之后,通過對相關(guān)課程內(nèi)容的整合,它不僅是機(jī)械制圖這一門課程的任務(wù),還關(guān)聯(lián)到相關(guān)的專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)課程,涉及的面廣,改革的難度較大。通過與計算機(jī)技術(shù)的融合,從而實現(xiàn)建模方式的轉(zhuǎn)變,是我們研究的重點。符合這一教改思想的教材的編寫、教學(xué)方式方法的轉(zhuǎn)變、教學(xué)內(nèi)容與范圍的確定是這一課題研究的關(guān)鍵問題。它需要集中一定的人力、物力,對相關(guān)院校及企業(yè)進(jìn)行走訪與調(diào)研,并且還要申請相關(guān)軟件公司的支持與協(xié)助才能夠得以順利實施這一課題的研究。
3 實施方案(圖1)
4 結(jié)語
機(jī)械制圖是機(jī)械、機(jī)電專業(yè)或近機(jī)類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,但因其對學(xué)生的空間思維能力以及空間想象能力要求較高,所以,學(xué)生的學(xué)習(xí)的困難程度較大。改革之后課程從其建模方式將以三維建模為主,從而降低了課程的抽象性,同時也提高了學(xué)生對相關(guān)軟件的熟悉程度及學(xué)習(xí)熱情。
教改項目:廣西高等教育教學(xué)改革工程項目,桂教高教【2013】28
注釋
【關(guān)鍵詞】工程過程 項目模塊 機(jī)械制圖 教學(xué)改革
【基金項目】中國民航大學(xué)教育教學(xué)改革研究課題(CAUC-ETRN-2013-21)。
【中圖分類號】TB126 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)02-0246-01
一、國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀
隨著制造業(yè)信息化技術(shù)的加速,帶來了設(shè)計方式的巨大變革,傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)先進(jìn)制造業(yè)的飛速發(fā)展的需求,機(jī)械制圖的教學(xué)改革一直是工科院校課程體系改革的主要內(nèi)容。
面對現(xiàn)代工程的需求,國內(nèi)各高校都展開了該方面的研究。中南大學(xué)的教學(xué)模式也進(jìn)行了模塊化的劃分,但是沒有和項目結(jié)合,沒有和項目結(jié)合那么也就沒有聯(lián)系到實際的生產(chǎn)和設(shè)計,那么學(xué)生對知識的認(rèn)知度,只是局限于對內(nèi)容進(jìn)行了分塊,對于實踐中的實物認(rèn)知度還是很欠缺,到了真正的工程實際中后還是難以對知識點有足夠的掌握。
國外高校在該課程的改革研究方面的做法是 :根據(jù)1995年12月由日本設(shè)計工程學(xué)會發(fā)起的“工業(yè)界對大學(xué)設(shè)計制圖的期望”的147個公司返回的問卷調(diào)查,日本武藏大學(xué)的平野重雄和東京大學(xué)的鈴木教授提出了他們對機(jī)械制圖在工程圖學(xué)中關(guān)系的看法。他們的結(jié)論是:(1)掌握圖形必須和實際實物結(jié)合才能更好的領(lǐng)悟;(2)實物的作用有助于幫助學(xué)生掌握圖形的技術(shù)特點;(3)有了實際的模型后學(xué)生更容易想象制圖的空間結(jié)構(gòu);(4)先看到機(jī)械設(shè)備的設(shè)計過程后,學(xué)生更加容易掌握設(shè)備裝配圖形。
二、《機(jī)械制圖》課程教學(xué)的現(xiàn)狀
1.傳統(tǒng)的《機(jī)械制圖》課程教學(xué)通常都是按章逐節(jié)講授,學(xué)生所獲知識堆砌在一起,不利于綜觀知識全貌,也不利于發(fā)揮其學(xué)習(xí)主動性。雖然也采用了模型、多媒體課件,但最終的方式基本不變,即上課聽講,下課做作業(yè)。學(xué)生如果上課聽不懂, 作業(yè)練習(xí)中就錯誤不斷,且作業(yè)抄襲現(xiàn)象非常普遍。
2.傳統(tǒng)的《機(jī)械制圖》課程教學(xué),制圖原理及表達(dá)方法強(qiáng)調(diào)較多,而識圖能力的訓(xùn)練較少,忽略了該課程的實踐性,教學(xué)中很少與實際產(chǎn)品相結(jié)合,從而導(dǎo)致課程教學(xué)內(nèi)容不能滿足用人單位的需要。
三、以工程過程為導(dǎo)向、以項目模塊為載體的面向機(jī)務(wù)類機(jī)械制圖課程的教學(xué)體系
1.課程目標(biāo)
構(gòu)建新的面向未來的課程價值觀念,打破教材體系,重選內(nèi)容,重構(gòu)模式。通過劃分模塊,將原本空洞抽象的《機(jī)械制圖》課程分解為一一對應(yīng)的具體模塊。在基礎(chǔ)模塊中充分利用三維造型模型庫,以三維動畫效果表達(dá)基本體、組合體,從而提高學(xué)生的空間想象能力;在專業(yè)模塊中以項目帶動課程。通過裝配體展現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件、常用件、零件圖、裝配圖等內(nèi)容進(jìn)行討論和學(xué)習(xí),使教師的教、學(xué)生的學(xué)都能達(dá)到事半功倍的效果。
2.課程內(nèi)容
機(jī)械制圖課程雖然理論性較強(qiáng),但完全可以賦予它實踐性內(nèi)容。采用工程過程為導(dǎo)向設(shè)計開發(fā)項目式教學(xué)內(nèi)容的方法理論聯(lián)系實踐。實踐結(jié)合理論,比較便于組織實施和開展。也便于學(xué)生掌握理論知識及實踐技能。工程過程導(dǎo)向的目的在于克服學(xué)科體系的結(jié)構(gòu)化內(nèi)容,而有利于與工作過程相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。
以工程過程為導(dǎo)向的《機(jī)械制圖》課程是由典型的工程過程確定實際工作任務(wù),歸并成教學(xué)工作任務(wù),最終轉(zhuǎn)化為機(jī)務(wù)類民航特色專業(yè)學(xué)生的教育教學(xué)任務(wù)。這是一個從行動領(lǐng)域到學(xué)習(xí)領(lǐng)域,最終到學(xué)習(xí)情景的過程。也就是把教學(xué)模式和實際生產(chǎn)產(chǎn)品的工程設(shè)計過程相結(jié)合,以項目模塊化的方式展現(xiàn)給學(xué)生。
3.課程教學(xué)方法
1)知識的總量未變,知識排序的方式發(fā)生變化
2)課程的模塊化劃分,將基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識與項目結(jié)合進(jìn)行系統(tǒng)劃分,把傳統(tǒng)教材的內(nèi)容按照項目和模塊重新定義和劃分。
3)以工程過程為導(dǎo)向讓學(xué)生在模塊技能的訓(xùn)練中掌握各學(xué)習(xí)單元,即針對專業(yè)相近或不同的崗位群將機(jī)械制圖分為基礎(chǔ)模塊、專業(yè)模塊一、專業(yè)模塊二、提高模塊四大模塊。
4)制定工程過程開展項目式教學(xué)的基本步驟為:確定任務(wù)-制定工作計劃-實施計劃-進(jìn)行質(zhì)量控制與檢測-評估反饋。這樣開展教學(xué)工作.能為學(xué)生提供體驗完整工程過程的學(xué)習(xí)機(jī)會。增強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)企業(yè)的實際工程環(huán)境和解決綜合同題的能力。
4.教學(xué)實踐總結(jié)
以工程過程為導(dǎo)向的項目式教學(xué),改變了僵化的、封閉的教學(xué)組織和教學(xué)管理制度,營造行業(yè)崗位的氛圍,引入工程項目實例,開展研究性學(xué)習(xí),使學(xué)生在設(shè)計研究工程項目中學(xué)習(xí)知識,教學(xué)過程更靈活,更開放。學(xué)生自主學(xué)習(xí)的自覺性和積極性增強(qiáng)了,學(xué)生有自主選擇學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)方式的權(quán)利,同時注重將綜合素質(zhì)教育貫穿于教育教學(xué)全過程。
參考文獻(xiàn):
[1]沈楓. 基于“工作過程為導(dǎo)向”的機(jī)械制圖課程教學(xué)改革.華章,2011:155頁
[2]李海英. 基于以工作過程為導(dǎo)向高職院校《機(jī)械制圖》教學(xué)改革與探索.當(dāng)代教育論壇,2010,第11期:88-89頁
[3]宋新.以工作過程為導(dǎo)向的機(jī)械制圖與零件測繪課堂教學(xué)實踐.中等職業(yè)教育,2012,第12期:22-23頁
[4]宋新. 以工作過程為導(dǎo)向的整合課程改革《機(jī)械制圖與零件測繪》課程改革.教學(xué)研究,2010,第1期:59-60頁
[5]王洪英. 以就業(yè)為導(dǎo)向――培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代機(jī)械制圖能力.長春理工大學(xué)學(xué)報,2006,第12期:128-129