潘延力

(長(zhǎng)春工程學(xué)院機(jī)電學(xué)院，長(zhǎng)春130012)

應(yīng)用型本科水利工程制圖教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革

潘延力

(長(zhǎng)春工程學(xué)院機(jī)電學(xué)院，長(zhǎng)春130012)

闡述了在工程圖學(xué)課程中分階段引入計(jì)算機(jī)二維繪圖及三維造型的必要性，探討了傳統(tǒng)工程制圖應(yīng)強(qiáng)化和弱化的內(nèi)容，進(jìn)一步闡述專業(yè)制圖結(jié)合課程設(shè)計(jì)講授的好處以及工程圖學(xué)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的組織方式。

工程圖學(xué);課程內(nèi)容;課程體系;教學(xué)改革

工程制圖課程教學(xué)量大涉及面廣，是工科院校的一門(mén)主干專業(yè)基礎(chǔ)課。近些年由于計(jì)算機(jī)繪圖(二維和三維)的融入和教學(xué)手段(CAI課件和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等)的改進(jìn)，使傳統(tǒng)的工程制圖課程教學(xué)內(nèi)容和課程體系在不斷地變化和更新。如何對(duì)其進(jìn)行梳理，使工程制圖課程適合普通工科院校的辦學(xué)定位，突出工程應(yīng)用，提高教學(xué)質(zhì)量，是筆者要研究的主要內(nèi)容。

一、工程制圖課程內(nèi)容的調(diào)整

1.將計(jì)算機(jī)繪圖(二維和三維)引入到制圖課程中

作為“甩圖板”工程的二維CAD技術(shù)，2000年以前就已全面普及與推廣。問(wèn)題是引入到制圖課程中是采用混合式還是分離式?傳統(tǒng)的工程制圖(含手工繪圖及儀器繪圖)是工程圖學(xué)的基礎(chǔ)，而計(jì)算機(jī)繪圖只是一種手段，將二者混在一起教學(xué)極易沖淡傳統(tǒng)內(nèi)容的掌握。

其二，CAD繪圖需要工程制圖和微機(jī)操作基礎(chǔ)，工程制圖課程結(jié)束后，開(kāi)設(shè)CAD二維繪圖為好。我們的混合式教學(xué)實(shí)驗(yàn)也證明，單獨(dú)開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)繪圖課程效果好。

三維CAD作為設(shè)計(jì)數(shù)字化工程，已于2001年率先在制造業(yè)信息化工程中啟動(dòng)。社會(huì)上不少企業(yè)普遍使用三維造型軟件從事產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工作。在水利工程中，其工程項(xiàng)目的審批、模擬建筑物的運(yùn)行狀態(tài)及竣工的效果圖等，率先在大工程中使用計(jì)算機(jī)三維場(chǎng)景仿真模擬。而其三維幾何模型(三維地形建模和三維建筑物建模等)的建立是基礎(chǔ)。作為水利工程專業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃，在工程圖學(xué)課程中積極引入CAD三維建模內(nèi)容，以適應(yīng)CAD技術(shù)的發(fā)展和工程單位的需求，是非常必要的。

2.制圖教學(xué)應(yīng)引入設(shè)計(jì)的概念

圖樣是設(shè)計(jì)思想的一種表達(dá)手段，要真正掌握工程制圖，必須引入設(shè)計(jì)概念。制圖課程中引入的設(shè)計(jì)，主要是指構(gòu)型設(shè)計(jì)(平面構(gòu)型、立體構(gòu)型)。通過(guò)構(gòu)型設(shè)計(jì)，培養(yǎng)審美素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和工程化意識(shí)。教學(xué)實(shí)踐中屢屢發(fā)現(xiàn):工科專業(yè)的學(xué)生尤其缺乏審美素養(yǎng);工程藝術(shù)類學(xué)生尤其缺乏工程意識(shí)。其二，在專業(yè)制圖部分，結(jié)合工程建設(shè)各階段所需的工程圖樣，有意識(shí)地引入設(shè)計(jì)概念，強(qiáng)化建筑形體的結(jié)構(gòu)功能分析、尺寸處理等，以培養(yǎng)工程素質(zhì)。

3.深化工程制圖的內(nèi)涵和外延

工程制圖課程的基本任務(wù)是解決工程圖形的表達(dá)、繪制與閱讀。由于計(jì)算機(jī)繪圖的融入，尺規(guī)繪圖可適當(dāng)弱化，相應(yīng)地強(qiáng)化徒手草圖的繪制。由于三維CAD設(shè)計(jì)建模的發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)適當(dāng)強(qiáng)化軸測(cè)投影圖的繪制與表達(dá)，適當(dāng)弱化截交線與相貫線的求解難度。畫(huà)法幾何中一般位置的定位、度量問(wèn)題，用換面法轉(zhuǎn)化為特殊位置求解。強(qiáng)化工程形體的結(jié)構(gòu)功能分析、表達(dá)方法、尺寸注法等圖樣表達(dá)能力。

另外，工程上常用的非投影圖形表達(dá)方法(如:常用曲線圖表、統(tǒng)計(jì)圖表等)也可作必要的介紹。

二、工程制圖課程體系的調(diào)整

1.本科工程圖學(xué)課程教學(xué)基本要求

教育部工程圖學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)，根據(jù)近10年來(lái)工程制圖課程教學(xué)內(nèi)容和課程體系的發(fā)展變化，于2004年重新修訂了“本科工程圖學(xué)課程教學(xué)基本要求”，將課程分為基礎(chǔ)和專業(yè)兩部分:

工程圖學(xué)基礎(chǔ)部分要求了解和掌握的內(nèi)容是: (1)投影法基本原理和方法(投影法的基本概念和分類，點(diǎn)、線、面投影，立體的投影，軸測(cè)投影，透視投影等);(2)計(jì)算機(jī)造型技術(shù)基本原理和方法(計(jì)算機(jī)造型技術(shù)的基本原理，基本立體、簡(jiǎn)單組合形體的造型過(guò)程和方法;(3)繪圖的基本操作技能(徒手繪圖、尺規(guī)繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖的方法);(4)相關(guān)制圖標(biāo)準(zhǔn)(技術(shù)制圖、機(jī)械制圖、建筑制圖等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及水電水利工程制圖行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基本規(guī)定)。

水利類專業(yè)要求掌握的內(nèi)容是:標(biāo)高投影;水利工程圖;相關(guān)專業(yè)圖的繪制與閱讀等。

2.水利專業(yè)工程圖學(xué)課程體系

依據(jù)“本科工程圖學(xué)課程教學(xué)基本要求”，和普通工科院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位，調(diào)整編制水利、水電工程專業(yè)工程圖學(xué)課程體系如下(見(jiàn)圖1):

圖1 水利工程圖學(xué)課程體系

(1)將水利專業(yè)工程圖學(xué)課程體系分為基礎(chǔ)知識(shí)平臺(tái)與專業(yè)制圖應(yīng)用模塊，其好處是:1)基礎(chǔ)部分工科通用，口徑可適當(dāng)寬厚，大一講授，以適應(yīng)大一、大二按專業(yè)大類培養(yǎng)人才的要求;2)專業(yè)制圖部分大三講授，有利于專業(yè)設(shè)計(jì)課與制圖基礎(chǔ)課的銜接，也利于大三按專業(yè)方向分流的要求;3)在教學(xué)方法上:圖學(xué)基礎(chǔ)部分教學(xué)以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，注重原理、方法和應(yīng)用教學(xué)，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)扎實(shí);專業(yè)制圖部分教學(xué)以教師引導(dǎo)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

(2)工程圖學(xué)課程是技能性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才尤為重要。為使工程圖學(xué)學(xué)習(xí)應(yīng)用不斷線，可這樣安排:大一學(xué)習(xí)圖學(xué)基礎(chǔ)部分，為后續(xù)課程提供圖學(xué)知識(shí)平臺(tái);待微機(jī)操作課程后，大二(或大一下學(xué)期)學(xué)習(xí)CAD二維繪圖;大三學(xué)習(xí)專業(yè)制圖內(nèi)容，結(jié)合專業(yè)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行(取消原來(lái)的一周制圖大作業(yè))。這樣安排既容易理解專業(yè)制圖內(nèi)容，又縮短了教學(xué)時(shí)數(shù)。實(shí)踐證明此種方式教學(xué)效果好，教學(xué)效率高;大四學(xué)習(xí)CAD三維造型(選修)，在AutoCAD基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)3DMAX和Photoshop軟件，繪制三維效果圖。

(3)幾何構(gòu)型是撇開(kāi)工程約束的造型設(shè)計(jì)，是工程造型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。其內(nèi)容分散在平面構(gòu)型、立體構(gòu)思和CAD三維建模中，意在增強(qiáng)美學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。教學(xué)中屢屢發(fā)現(xiàn)純工科學(xué)生工程構(gòu)型能力和美學(xué)素養(yǎng)很欠缺，如可在紙上構(gòu)型，但實(shí)際實(shí)現(xiàn)不了。又如在繪制圖樣時(shí)構(gòu)圖的均衡性、圖樣中各要素的主次對(duì)比等把握不好。無(wú)論是從圖學(xué)課本身還是從培養(yǎng)綜合素質(zhì)角度，應(yīng)用型的本科學(xué)生應(yīng)該有意識(shí)地培養(yǎng)構(gòu)型能力和美學(xué)素養(yǎng)。

(4)在“本科工程圖學(xué)課程教學(xué)基本要求”中，對(duì)三維造型設(shè)計(jì)提出了明確的要求，它體現(xiàn)了時(shí)代的特色和發(fā)展的要求。在我校欲修訂的“水利、水電本科專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃”中應(yīng)予以貫徹(暫列為選修課)。

另外，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)還應(yīng)注意在平時(shí)圖學(xué)教學(xué)中有機(jī)融入科學(xué)的思維方法:如比較思維方法、矛盾轉(zhuǎn)化分析法、圖形表格思維法、黃金分割法等，訓(xùn)練對(duì)事物進(jìn)行條理、歸納、分析與綜合、評(píng)價(jià)等思維能力，培養(yǎng)獨(dú)立見(jiàn)解、研發(fā)和創(chuàng)新能力。

三、工程圖學(xué)課程的實(shí)踐教學(xué)

1.實(shí)踐環(huán)節(jié)與訓(xùn)練方法

工程圖學(xué)課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括:繪圖能力(徒手繪圖、儀器繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖)、讀圖能力(空間想象能力、閱讀工程圖樣能力)、圖形表達(dá)能力和三維造型能力。

實(shí)踐能力培養(yǎng)主要通過(guò)投影練習(xí)、制圖作業(yè)、模型測(cè)繪、上機(jī)繪圖和工程參觀等來(lái)實(shí)現(xiàn)。其訓(xùn)練方法是:

(1)作業(yè)前，明確每次作業(yè)的要求;

(2)作業(yè)中，加強(qiáng)巡視、檢查、指導(dǎo)及適時(shí)地示范;

(3)作業(yè)后，作業(yè)講評(píng)，不合制圖標(biāo)準(zhǔn)者，指出問(wèn)題返回重做;

(4)制圖技能訓(xùn)練不斷線(見(jiàn)課程體系示意圖安排)，且每一階段實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，要合理分布、強(qiáng)化訓(xùn)練。

2.實(shí)訓(xùn)周的組織形式與指導(dǎo)方法

教師先編寫(xiě)制圖綜合實(shí)訓(xùn)與計(jì)算機(jī)繪圖實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)，提早發(fā)給學(xué)生學(xué)習(xí)。

指導(dǎo)教師在課堂上布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)，進(jìn)行少量講授，提供實(shí)物縮小模型或計(jì)算機(jī)三維虛擬模型。

結(jié)合作業(yè)題目引導(dǎo)學(xué)生參觀水利館，介紹常見(jiàn)水工建筑物結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行圖—物對(duì)照現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。讓學(xué)生清楚地了解水利樞紐所在地形、地理方位、河流情況以及組成樞紐的各建筑物名稱、作用和相對(duì)位置，較詳細(xì)地了解各建筑物的作用、形狀、大小、詳細(xì)結(jié)構(gòu)、使用材料、施工要求和施工方法。

3.開(kāi)展技能比賽、組織CAD興趣小組、技能培訓(xùn)鑒定

為活躍第二課堂，制圖教師可配合學(xué)校組織CAD繪圖競(jìng)賽。在CAD集中周及課余時(shí)間組織輔導(dǎo)CAD興趣小組成員。參加由勞動(dòng)和社會(huì)保障部組織實(shí)施的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(AutoCAD)高級(jí)繪圖員級(jí)考試及Autodesk專業(yè)技術(shù)水平考試。這對(duì)提高和擴(kuò)展CAD知識(shí)，更好地學(xué)習(xí)CAD知識(shí)，都是非常有益的。

筆者以我校應(yīng)用型本科定位，以水利工程制圖教學(xué)內(nèi)容、課程體系及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革作試點(diǎn)，意在提高應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

［1］ 陳錦昌.論本科工程圖學(xué)課程教學(xué)基本要求的修訂［J］.工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2004(3):101－105.

Reform on the contents and curriculum system of bachelor level hydraulics engineering drafting course

PAN Yan－li
(School of Mechanical and Electrical Engineering of Changchun Institute of Technology，Changchun 130012，China)

This paper analyzes the need for using computer 2D graphics and 3D modeling in different stages of a hydraulic engineering drafting course，highlights the contents in the traditional engineering graphics course that should be strengthened or deemphasized，and points out the benefits of combining engineering graphics with curriculum design and the way to organize the actual teaching of engineering drafting.

engineering drafting;course contents;curriculum system;teaching reform

book=38,ebook=1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1009-8976(2010)02-0126-03

2009－12－16

潘延力(1952—)，男(漢)，吉林松原，副教授主要研究工程圖學(xué)及CAD。