李振華++束建芳

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和三維CAD技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，傳統(tǒng)工程圖學(xué)已發(fā)生了深刻的變化，傳統(tǒng)工程圖學(xué)理論與現(xiàn)代三維CAD技術(shù)相結(jié)合已成為工程圖學(xué)課程發(fā)展的必然趨勢。該文在充分研究工程圖學(xué)課程建設(shè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了以三維CAD設(shè)計(jì)為主線的工程圖學(xué)教學(xué)改革思路與內(nèi)容，可全面優(yōu)化工程圖學(xué)課程的教學(xué)過程，促進(jìn)工程制圖教學(xué)和學(xué)習(xí)的現(xiàn)代化。

關(guān)鍵詞：工程圖學(xué) 教學(xué)改革 三維CAD技術(shù)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0100-02

工程圖學(xué)課程是所有高等教育院校工科類學(xué)生必開的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生空間想象和空間構(gòu)思、繪圖能力和讀圖能力的任務(wù)，為今后學(xué)生進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和處理工程問題奠定基礎(chǔ)[1]。近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)和三維CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用推動(dòng)了工程圖學(xué)的發(fā)展，從根本上改變了過去的手工繪圖、照圖生產(chǎn)的技術(shù)管理模式。因此，傳統(tǒng)的工程圖學(xué)理論與現(xiàn)代先進(jìn)的三維CAD技術(shù)融合已成為工程圖學(xué)類課程發(fā)展的必然趨勢。該文在充分調(diào)研了工程圖學(xué)課程建設(shè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了一套以三維CAD設(shè)計(jì)為主線的工程圖學(xué)教學(xué)改革思路與內(nèi)容，可全面優(yōu)化工程圖學(xué)教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，并為其他院校的工程圖學(xué)課程改革提供借鑒參考。

1 工程圖學(xué)課程建設(shè)現(xiàn)狀分析

多年來，“工程圖學(xué)”作為工科類學(xué)生的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，一直受到各高校教師和學(xué)生的重視。尤其是近年來，隨著對學(xué)生實(shí)踐能力的加強(qiáng)，工程圖學(xué)教學(xué)課時(shí)不斷減少，為保證其教學(xué)質(zhì)量，各高校在教學(xué)內(nèi)容、手段和方式上對工程圖學(xué)課程進(jìn)行了一系列的探討與改革，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）教學(xué)內(nèi)容調(diào)整：增加計(jì)算機(jī)繪圖、刪減畫法幾何，降低截交、相貫線難度等內(nèi)容。

（2）教學(xué)手段調(diào)整：采用多媒體課件教學(xué)，替換傳統(tǒng)的板書繪圖授課和掛圖、模型演示。

（3）教學(xué)方式調(diào)整：以工程制圖的繪圖基礎(chǔ)、投影基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制圖基礎(chǔ)等內(nèi)容作為工科制圖的公共平臺(tái)[2]，將專業(yè)制圖與專業(yè)基礎(chǔ)課相融合，建立一門新的課程。

不可否認(rèn)，上述對工程圖學(xué)的教學(xué)改革對該課程的發(fā)展和學(xué)生識圖繪圖能力的提高起到了一定的促進(jìn)作用，基本能滿足近年來我國工程、產(chǎn)品繪圖和設(shè)計(jì)的需要。但是，由于上述改革仍然采用了以繪制二維工程圖樣為主線的教學(xué)模式，面對現(xiàn)代工程界已將三維圖樣作為主流的信息載體和就業(yè)形勢的需要，為了培養(yǎng)高素質(zhì)人才，國內(nèi)各大高校就必須對該課程進(jìn)行以三維CAD設(shè)計(jì)為主的教學(xué)模式改革。

中南大學(xué)歐陽立新等[3]根據(jù)工程、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造發(fā)展趨勢，利用CAD技術(shù)，提出了以計(jì)算機(jī)三維造型繪圖為主線的工程制圖教學(xué)模式，為工程制圖的改革提供了新的思路和可行的實(shí)施方案。河海大學(xué)康蘭[4]提出在工程圖學(xué)的教學(xué)中，將多媒體課件與三維CAD軟件相結(jié)合，以設(shè)計(jì)為主線將各部分教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系在一起，從而啟發(fā)學(xué)生從設(shè)計(jì)的角度來分析問題和解決問題。黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)毛欣等[5]提出將二維和三維CAD技術(shù)在工程圖學(xué)課程教學(xué)中合理應(yīng)用，全面優(yōu)化制圖課程的教學(xué)過程?？傊瑢⑷SCAD技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等新內(nèi)容融入工程圖學(xué)教學(xué)中，加強(qiáng)對學(xué)生空間思維和空間想象能力、創(chuàng)新能力和讀圖能力的培養(yǎng)，已經(jīng)得到了工程圖學(xué)教育工作者的普遍認(rèn)可。但如何將三維CAD技術(shù)很好的融合工程圖學(xué)教學(xué)，采取什么樣的方法和手段，才能達(dá)到最佳授課效果，還需進(jìn)一步研究和探討。

2 基于三維CAD技術(shù)的工程圖學(xué)課程教學(xué)改革思路與內(nèi)容

2.1 教學(xué)改革思路

為了使工程圖學(xué)教學(xué)順應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)信息化潮流，滿足當(dāng)前教育形勢的發(fā)展和就業(yè)形勢的需要，工程圖學(xué)課程教學(xué)改革的思路為：著眼于高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，借助當(dāng)今先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，以三維CAD設(shè)計(jì)為主線，構(gòu)建以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的課程教學(xué)體系。

2.2 教學(xué)改革內(nèi)容

針對課程建設(shè)與改革的現(xiàn)狀，基于三維CAD技術(shù)的工程圖學(xué)課程教學(xué)改革內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）優(yōu)化教學(xué)體系，精減教學(xué)內(nèi)容

工程圖學(xué)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生讀圖與繪圖的能力。但在目前的工程圖學(xué)教學(xué)過程中，教師仍以傳統(tǒng)的工程圖學(xué)知識體系為主干，習(xí)慣于按制圖基礎(chǔ)知識→點(diǎn)、線、面投影→立體投影→軸測圖→零件圖→裝配圖這種二維設(shè)計(jì)方式來傳授知識，使得學(xué)生在二維投影圖與空間物體之間很難建立聯(lián)系，學(xué)生的空間想象能力和構(gòu)思能力也得不到有效培養(yǎng)。因此，在工程圖學(xué)課程教學(xué)改革過程中，我們要突破傳統(tǒng)工程制圖的范疇，把如何培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力貫穿于制圖教學(xué)全過程，利用三維CAD造型功能強(qiáng)化形體構(gòu)形和投影知識的講解，增加學(xué)生的感性認(rèn)識；在教學(xué)內(nèi)容上，增加計(jì)算機(jī)繪圖基礎(chǔ)、實(shí)體要素投影、CAD三維造型和二維圖形生成內(nèi)容，精減畫法幾何和點(diǎn)、直線、平面的投影。

（2）修訂教學(xué)大綱，編著合適教材

根據(jù)學(xué)科發(fā)展、內(nèi)容體系和教學(xué)計(jì)劃的要求，在修訂教學(xué)大綱和編著教材時(shí)，要正確處理好徒手繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖直接的關(guān)系，正確處理好課時(shí)減少與專業(yè)要求之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生讀圖和繪圖的能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。工程圖學(xué)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)從現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)和制造業(yè)信息化出發(fā)，以三維CAD設(shè)計(jì)為主線，以計(jì)算機(jī)操作為主要技術(shù)手段，采用模塊化教學(xué)方式。模塊一：制圖的基本知識和理論。技術(shù)制圖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制圖工具及其使用，基本幾何作圖，三視圖與徒手繪圖，投影基本知識；模塊二：CAD技術(shù)。平面圖形的繪制，三維造型及二維圖形生成；模塊三：實(shí)體建模及繪圖?；倔w造型及投影，幾何體造型及投影，組合體造型及投影，讀組合體識圖及造型；模塊四：工程圖樣繪制及學(xué)習(xí)。標(biāo)準(zhǔn)件和常用件，零件圖，裝配圖，工程圖樣學(xué)習(xí)。

（3）創(chuàng)新教學(xué)方法，更新教學(xué)手段

為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，必須在教學(xué)方法、形式上改革創(chuàng)新，在教學(xué)過程中根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)手段。在工程圖學(xué)的理論教學(xué)中，要突出學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，改變以往“教師表演、學(xué)生觀看”的“滿堂灌”形式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖處煂?dǎo)演、學(xué)生表演”的新模式；課堂教學(xué)不再是教師的“一言堂”，而是師生的“共同語言”[6]。在教學(xué)實(shí)踐中，要在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)課程模板的基礎(chǔ)上，增加虛擬模型室、教學(xué)互動(dòng)等模塊，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力，并構(gòu)建一套由課上現(xiàn)場教學(xué)、課下網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等組成的多樣化的教學(xué)形式。

（4）改革考核方式，完善成績評價(jià)

不同的考核方式，根據(jù)其要達(dá)到的目的，所表現(xiàn)出來的測評結(jié)果是不一樣的。工程圖學(xué)不僅要培養(yǎng)學(xué)生的讀圖繪圖能力，還要注重對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，在考核方式上，根據(jù)其教學(xué)大綱的要求，除了對理論性很強(qiáng)的部分采取閉卷形式外，還應(yīng)結(jié)合課程的具體特點(diǎn)，采用計(jì)算機(jī)繪圖上機(jī)考試、設(shè)計(jì)等多種形式的考核方法；對學(xué)生的成績評價(jià)，應(yīng)涵蓋其學(xué)習(xí)過程中的多方面表現(xiàn)，主要從考勤情況、作業(yè)情況、上機(jī)情況、考試成績等幾方面來綜合分析，提出合理的成績評價(jià)方案。課題組根據(jù)專業(yè)要求和課程大綱的考試成績評定方法，提出學(xué)生成績由30%平時(shí)成績（包括考勤情況10%、作業(yè)情況20%）與70%的考試成績組成。

參考文獻(xiàn)

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[3] 歐陽立新，何鳳嬌.建立三維造型教學(xué)模式深化工程制圖改革[J].長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009， 10（1）：76-77.

[4] 康蘭.采用三維CAD軟件的工程圖學(xué)教學(xué)實(shí)踐[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2007（6）：152-156.

[5] 毛欣，馬永財(cái)，張波.基于CAD技術(shù)的工程圖學(xué)課程教學(xué)改革研究[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2012（2）：28-29.

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