尤惠媛，　武亞平

(洛陽理工學院 機械工程學院，河南　洛陽　471023)

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以培養(yǎng)工程意識為主導的工程圖學教學研究

尤惠媛，武亞平

(洛陽理工學院 機械工程學院，河南洛陽471023)

工程圖學是實踐性很強的一門課程，工程意識的培養(yǎng)尤其重要。將工程意識融入工程圖學的整個教學過程，提高了學習興趣和創(chuàng)新能力，使學生按照工程思維分析和解決問題，繪制出的圖樣更符合工程實際；搭建培養(yǎng)工程意識的平臺， 使學生工程意識得到全方位鍛煉。

工程圖學； 工程意識； 融合； 培養(yǎng)

長期以來,我國多數(shù)工科院校對工程意識的培養(yǎng)缺乏足夠的重視，這極大地制約了學生工程素質(zhì)的提高。許多工科畢業(yè)生的實踐能力和創(chuàng)新能力較為薄弱，對生產(chǎn)一線的工作不了解甚至存在懼怕心理[1]。他們無法直接參與產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計，必須經(jīng)過幾年訓練才能逐漸上手。工程圖學是工科大學生學習工程知識、接觸工程實踐的第一門課程，良好的工程意識不僅為后續(xù)課程的學習打下基礎(chǔ),對畢業(yè)后從事的工作也有著深遠影響，如何在教學中強化工程意識使學生初步建立工程思維模式是亟待解決的問題。

1　工程意識在工程圖學教學中的重要性

工科院校是培養(yǎng)工程師的搖籃，工程意識是工程師最重要、最基本的素質(zhì)之一[2]。

1.1具有工程意識是現(xiàn)代高等工程教育的要求

2010年教育部工程圖學教學指導委員會重新修訂的《普通高等院校工程圖學課程教學基本要求》明確提出工程圖學教學以增強學生的工程意識、培養(yǎng)工程文化素質(zhì)和樹立創(chuàng)新設(shè)計的思維為出發(fā)點。只有接受工程精神、工程意識的培養(yǎng)，經(jīng)歷企業(yè)實踐的磨煉，大學生才能真正成為現(xiàn)代工程教育要培養(yǎng)的高素質(zhì)復合型人才，才能成為推動現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的生力軍[3]。

1.2具有工程意識是學生提高興趣、積極主動學習的要求

工程圖樣涵蓋產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢驗、安裝、維修等信息，實踐性極強。工程圖學教學內(nèi)容要求學生有較高的空間想象能力和初步的工程常識。大一新生沒有到過企業(yè)，對零件加工沒有任何概念，工程意識的缺乏使他們對抽象的內(nèi)容難以理解進而感覺枯燥乏味，多數(shù)學生只會單純地按照投影理論繪制圖樣，不會考慮所繪制的零件結(jié)構(gòu)是否合理、加工制造、安裝拆卸是否簡便易行等因素。初期重視工程意識的培養(yǎng)有利于提高學習興趣，使學生了解所學知識的實用性，將工程圖學知識同工程實際相結(jié)合，真正理解工程圖樣的意義。學生一旦具有良好的工程背景知識，在思想深處可養(yǎng)成工程思維習慣、建立工程設(shè)計思想，這樣就會更認真、更積極主動地進行思考和學習從而達到最佳的學習效果。

1.3具有工程意識是現(xiàn)代制造業(yè)的要求

現(xiàn)代制造業(yè)強調(diào)產(chǎn)品開發(fā)的創(chuàng)新性、制造企業(yè)的敏捷性與產(chǎn)品的經(jīng)濟性，以低成本、高可靠性的創(chuàng)新產(chǎn)品參與市場競爭[4]。現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式是先構(gòu)思結(jié)構(gòu)，再三維實體造型后經(jīng)數(shù)控編程加工成零件。工程圖樣的繪制者只有具備一定的工程意識才能正確規(guī)范地表達零件結(jié)構(gòu)，完整合理地標注尺寸，準確恰當?shù)貥顺黾夹g(shù)要求，這樣數(shù)控設(shè)備操作人員才能加工出符合設(shè)計要求的零件。

2　將工程意識融入工程圖學的整個教學過程

工程意識的培養(yǎng)是潛移默化的。在工程圖學教學的每個知識點都要融入工程實際的基礎(chǔ)知識，教師不斷向?qū)W生傳授繪制工程圖樣的工程背景、合理性和經(jīng)濟性等理念，使學生時時感覺到他就是在做一個真正的工程設(shè)計。當這些理念一旦形成，學生就會養(yǎng)成良好的思維習慣，形成思維定勢，使繪制工程圖樣的能力得到提升。

2.1通過對工程圖樣的認識了解工程意識

從緒論部分就要注意工程意識的培養(yǎng)。一上課就引入工程理念，找來與學生專業(yè)對應的典型設(shè)備或產(chǎn)品，先向?qū)W生展示它的實物照片，再向?qū)W生展示它的裝配圖、零件圖，使他們對三維立體與二維平面之間的相互轉(zhuǎn)換有初步的概念。對該產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用和維護等方面的做簡要介紹，讓學生對零件圖、裝配圖作用和地位有個簡單認識，同時對所學專業(yè)有個大致了解。讓學生知道工程圖樣直接服務(wù)于生產(chǎn)實際，每一根圖線、每一個尺寸、每一個符號都關(guān)系到零件能否加工合格，產(chǎn)品能否實現(xiàn)功能。因此，繪制圖樣時要具有工程意識，要有認真負責、嚴謹細致的學習態(tài)度。

2.2通過培養(yǎng)創(chuàng)新能力提高工程意識

創(chuàng)新能力是大學生工程意識建立的重要基石，在當今“大眾創(chuàng)新,萬眾創(chuàng)業(yè)”政策下更為重要。通過創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學生敢于大膽創(chuàng)造，在將來的工作生涯中具有不斷開發(fā)新產(chǎn)品的能力。將產(chǎn)品造型設(shè)計引入工程圖學教學中，可以更好地培養(yǎng)學生的形象思維、邏輯思維和創(chuàng)造性思維。

學習基本體時可讓學生發(fā)揮想象力，利用一切可用的材料比如橡皮泥、泡沫塑料、蘿卜等制作各種平面立體和回轉(zhuǎn)體，然后將這些基本體進行切割，制作成各種切割體。學習組合體時，將做好的基本體或其簡單變形體當成基本的積木塊，將它們?nèi)我鈨蓚€或多個疊加或切割制作成各種組合體。學習表達方法時，將具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的組合體用不同平面不同剖切方法剖開制作成各種機件。學習零件圖時，綜合利用所學知識和前面制作模型的經(jīng)驗，從簡單到復雜，指導學生完成各種零件的構(gòu)型設(shè)計。制作模型過程中，引導學生利用形體分析法和線面分析法大膽進行模型構(gòu)思并根據(jù)模型實物徒手繪制相應的圖樣，也可讓學生根據(jù)已有圖樣完成模型的制作與拼裝，最后將模型及圖樣放在一起展示，讓學生對照實物和圖樣。通過制作模型的訓練，使學生的發(fā)散思維能力、創(chuàng)新能力以及空間構(gòu)型能力得到了很好的鍛煉，提高了工程意識。徒手繪圖在工程實踐中應用廣泛，對于學生觀察思維能力、動手能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)都起著非常重要的作用[5]。通過徒手繪制模型圖樣，將構(gòu)思形體、表達、徒手繪圖三者結(jié)合，激發(fā)學生的學習興趣，促進讀圖和徒手繪圖能力的提高。

2.3通過引入制造、組裝過程強化工程意識

要想正確繪制零件圖、裝配圖必須具備一定的工程知識。引入零件加工制造、機器組裝過程的錄像可使學生身臨其境地對機械產(chǎn)品從設(shè)計到組裝有整體了解。學習零件圖前可安排播放車、銑、刨、磨、鑄造等加工零件的視頻，簡單介紹這些機床的加工范圍，加工精度及經(jīng)濟性，增強學生對工程意識的感性認識。

學習典型四大類零件表達方案時，先展示零件的實物圖片，講解它們的功用、結(jié)構(gòu)特點和加工方法，然后播放零件的加工制造、測量和檢驗的視頻，讓學生直觀看到零件從毛坯到成品的全過程，對尺寸公差等技術(shù)要求和一些常見結(jié)構(gòu)如鍵槽、退刀槽、沉孔、凸臺等有明確的概念，從而對零件通用表達方法、尺寸標注和技術(shù)要求等有深刻理解。播放具體零件的測繪視頻，使學生看到測量和繪圖的整個過程，學會使用各種測繪工具，進一步掌握徒手繪圖、尺規(guī)繪圖的正確方法和步驟。

學習裝配圖時先展示機器或設(shè)備及其所有零件的實物圖片，介紹機器的工作原理及組裝順序，再動畫播放其組裝過程。讓學生知道每個零件的結(jié)構(gòu)、尺寸、技術(shù)要求等都與其功能息息相關(guān)的，零件既要有自己單獨的功能還要與周圍零件相互配合，相互影響。組裝過程要一步步播放，每組裝一個零件，就畫出相應的裝配圖。讓學生直觀看到零部件是以一定的裝配關(guān)系分布在一條或幾條裝配干線上，繪圖時要沿裝配干線按定位和遮擋關(guān)系依次將各零件清楚地表達出來。拆畫零件圖時，鼓勵學生將學到的工程知識運用到零件構(gòu)型設(shè)計，既要保證實現(xiàn)功能又要防止出現(xiàn)干涉，考慮加工、裝配和拆卸方便，考慮制造成本及材料來源，對零件的尺寸、技術(shù)要求等合理標注才能繪制出符合工程實際的圖紙。

在裝配圖學完之后還要針對不同專業(yè)補充行業(yè)標準相關(guān)知識，例如對材料成型及控制工程專業(yè)的學生補充典型注射?；驔_模圖紙，講授模具圖紙獨特的繪圖表達習慣，讓學生對實際生產(chǎn)設(shè)備或產(chǎn)品的圖紙不陌生，對今后走上崗位快速上手開展工作有著非常重要的作用。

2.4通過加強實踐環(huán)節(jié)深化工程意識

工程圖學的實踐環(huán)節(jié)是對課程內(nèi)容全面的總結(jié)和考核，是工科學生最早接觸的專業(yè)技能訓練，要少講多練，在實踐中進一步培養(yǎng)學生的工程思維和創(chuàng)新意識。課內(nèi)大作業(yè)針對性強，能加深局部知識的理解運用，鍛煉學生獨立分析、解決實際問題能力。課程結(jié)束后安排一周與工程實際相關(guān)性很強的課程設(shè)計，通過零部件測繪使學生關(guān)注問題從單純視圖間的投影關(guān)系逐漸轉(zhuǎn)移到零部件的工藝結(jié)構(gòu)、尺寸標注、公差配合、安裝定位等，繪圖時考慮工程實際選取最佳表達方案，大大提高繪圖和讀圖能力。

3　充分利用各種資源搭建工程意識培養(yǎng)平臺

工程意識的培養(yǎng)還要充分利用各種資源來搭建平臺，營造一個良好的工程環(huán)境。

課內(nèi)講授基本三維軟件的功能使用，鼓勵學生用三維實體造型代替模型制作。在造型過程中引導學生根據(jù)加工過程大膽創(chuàng)新構(gòu)造新型結(jié)構(gòu)的零件，使課程內(nèi)容與工程實際有機結(jié)合，培養(yǎng)學生的工程意識和創(chuàng)新精神。

在校園網(wǎng)上開設(shè)工程圖學網(wǎng)絡(luò)課程，使其成為課堂教學的補充。建立三維虛擬模型，對產(chǎn)品虛擬裝配，建立對應二維圖形庫。將典型零件、典型機器或設(shè)備、與本行業(yè)相關(guān)的機器或設(shè)備的加工制造過程、組裝過程的視頻及零部件圖紙放到平臺上，讓學生自己播放觀看，使學生的工程意識得到全方位的培養(yǎng)與鍛煉。還可宣傳介紹工程領(lǐng)域前沿動態(tài)比如現(xiàn)在比較流行的3D打印技術(shù)等知識，傳遞工程信息，開闊學生的視野。

鼓勵學生參加校內(nèi)外的各種比賽，全面展示所學知識，為強化學生的工程創(chuàng)新意識提供機會。全國大學生先進成圖技術(shù)大賽、機器人三維設(shè)計大賽為學生提供了鍛煉機會，調(diào)動了學生學習制圖的濃厚興趣，潛移默化地培養(yǎng)學生的工程意識，促使學生將所學工程知識向工程能力有效轉(zhuǎn)化。

4　結(jié)語

將零部件構(gòu)型設(shè)計、加工制造、測量檢驗、裝配維修等工程知識融入工程圖學的教學過程，在傳授理論知識的同時培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維和工程意識，使學生從進校之初就不斷受到工程環(huán)境的熏陶，逐漸形成工程師必備的工程素質(zhì)和思維方式，使學生繪出的工程圖樣更符合工程實際。充分利用課外一切可利用的資源使學生的工程意識得到全方位培養(yǎng)，良好的工程意識將為后續(xù)課程的學習、畢業(yè)設(shè)計及今后的實際工作打下堅實的基礎(chǔ)，從而更好地適應社會的需求。

[1]梁艷書，朱英杰.工程圖學教學中工程素質(zhì)培養(yǎng)的探索與實踐[J].大學教育，2013(4)：63-64.

[2]馬巧英，吉曉梅.工程制圖教學中培養(yǎng)學生工程意識的研究與實踐[J].機械管理開發(fā)，2013(1)：163-165.

[3]曾麗娟.工科大學生工程精神與工程意識的培養(yǎng)[J].中國石油大學學報，2013,29(3)：110-113.

[4]李雨桐,王玉新.強化工程意識與工程圖樣繪制能力的工程圖學教學探討[J].圖學學報，2014, 35(5)：791-797.

[5]王愛芳，樊秀芹.“卓越工程師”背景下“工程制圖”教學新模式探索[J].中國電力教育，2014(8)：110-111.

責任編輯王紅巖

Research on engineering graphics teaching by cultivating engineering consciousness

YOUHuiyuan,WUYaping

(School of Mechanical Engineering, Luoyang Institute of Science and Technology,Luoyang471023, China)

The engineering graphics is a practical course. The consciousness of engineering is fairly important. Integrating engineering consciousness into the whole teaching process of engineering graphics can improve students' interest and innovation so that they can analyze and solve problems with engineering thinking, draw more practical engineering drawings. To practise students' engineering consciousness through constructing the platform for cultuating engineering awareness.

engineering graphics; engineering consciousness; integration; cultivation

2016-04-15

尤惠媛(1971—)，女，河南洛陽人，講師，研究方向：工程圖學教學研究,機電一體化設(shè)計。

10.13750/j.cnki.issn.1671-7880.2016.03.014

G 642.0

A

1671-7880(2016)03-0047-03

項目來源：洛陽理工學院教學研究項目(15JY-144)