基于應用型人才培養的工程圖學教學內容體系之構建

【摘要】 本文以培養具有較強工程實際應用能力的人才為目標，構建了畫法幾何、工程制圖、計算機繪圖三部分內容融會貫通，徒手繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖三種繪圖能力全面培養，機電產品、工程項目、軟件系統三種對象協調應用的工程圖學課程教學內容體系。

【關鍵詞】 應用型人才工程圖學 教學內容體系

【文獻編碼】 doi:10.3969/j.issn.0450-9889（C）.2010.12.019

工程圖學是工科學生最早接觸的技術基礎課程，它是一門將知識、實踐、素質和能力融為一體的綜合型課程，在培養學生的空間思維能力、提高學生的綜合素質和創新能力方面具有重要作用。教學要服務于人才培養目標的實現，地方本科院校主要為地方經濟建設和社會發展服務為前提，培養具有創新精神和實踐能力的高素質應用型人才。因此，構建工程圖學課程教學內容和體系，以適應較強工程實際應用能力的人才培養目標已是當務之急。

一、 基于應用型人才培養的工程圖學教學目標

為達到“厚基礎、寬口徑、重能力、高素質、強能力、具有創新精神”的應用型人才模式培養目標，使學校所培養的學生適應地方經濟發展和社會需要，不妨借鑒英國的機械類教育模式，即在教學中強調一個“用”字，一切以將來的實際應用為目標，對任何一門課程，都要求教師努力做到讓學生在學習了這門課程之后即可運用所學的知識解決生產中的某些實際問題，這就要求每門課程設定的目標較清晰，讓學生了解這門課程所學習的知識和培養的技能將來在社會工作中有何用途。為此，我們設定了如下明確的課程教學目標：一是熟練運用投影理論并遵照國家標準規定繪制和閱讀工程圖樣；二是具有工程圖學思維能力和工程圖學素質，包括形象思維能力、圖形表達能力、空間想象能力和嚴謹細致的工程素質；三是熟練運用某種CAD軟件進行二維繪圖和三維構型設計。

二、 構建符合人才培養目標的理論教學體系

教學體系直接反映了教學目的和培養目標，是培養學生綜合素質和創新能力的核心環節。在教學過程中，我們把基本理論、創新能力、綜合素質的協調發展作為教學目標，在學時少的情況下，不過于強調知識的完整與系統，對教學體系進行了重新優化和整合。

（一） 畫法幾何部分強調基礎理論作用，淡化其難度

畫法幾何是滿足工程設計的需要誕生的，它為工程和科學技術各個領域解決機械結構、空間幾何及工程設計等問題提供了可靠的理論依據及解決問題的有效手段，可提高學生的空間想象能力和邏輯思維能力。但是，長期以來畫法幾何占用了大量的教學時間，因此，在教學中，我們重點講清點、線、面和立體投影的基本理論，為學生學習工程制圖打下基礎，不強調畫法幾何的深度和廣度，對于圖解法、在三維建模時自動生成的截交線和相貫等比較抽象、難度較大的部分適當刪減，剩余內容留作自學，學生可以根據自己的掌握情況選擇取舍，教師可以給予相應的指導，做到因材施教。

（二） 工程制圖部分重在工程實踐和實際應用

工程制圖的基本目的是培養學生利用二維圖形表達三維形體的能力、閱讀和繪制工程圖樣的能力。這是一個從“畫法幾何”理論到“工程圖樣”應用實踐的跨越過程，而工程制圖的實質內容就是零件圖、裝配圖兩大部分，教材中各章節都應該圍繞這兩個部分展開。授課時，首先采用現場教學的方式，在實驗室和實訓中心，甚至帶學生到校外實習基地，讓學生直接感受、觀察、裝拆、測繪或模擬工程安裝，使學生對零件圖、裝配圖的實用性這一特點有一個清楚的認識。

關于零件圖部分，主要通過多個實例的講解，把重點放在機件的表達方法、表面粗糙度、公差與配合等主要內容的實際應用上，對于尺寸標注和和專業課程密切相關，在此只是復習組合體尺寸標注部分，適當介紹一些常見工藝結構如鑄造圓角、退刀槽等的標注方法。技術要求部分則重點介紹書寫格式及其在圖樣上的標注方法，對有關符號的含意和選用只作簡介，由學生自學。

關于裝配圖，在圖形表達部分，重點介紹裝配圖表達方法的特點，即規定畫法和特殊表達方法。尺寸標注重點講解裝配圖中必要尺寸與零件圖中完整尺寸標注的不同，通過舉例說明性能尺寸、安裝尺寸及裝配尺寸等，使學生了解其標注的重要性，在后續課程學習和應用中引起重視。技術要求中配合符號在裝配圖中的標注及其與零件圖的關系要向學生講清楚，其余留待學生自學和后續課程講解。讓學生明確標題欄中的名稱對看裝配圖的重要性以及明細表中零件的名稱及材料對看圖和拆圖的重要性。

（三） 加強利用CAD軟件進行三維構型的教學

在制造業中，設計人員在設計過程中實際是先在大腦中形成空間形體模型，然后運用投影法進行表達，畫出平面圖樣，而生產技術人員首先閱讀工程圖樣，然后通過空間想象，把圖樣中的內容轉化到空間去，構建出三維形體后再按尺寸和技術要求進行加工生產，因此，在設計制造過程中，三維構形貫穿始終。但根據我國目前機械裝備現狀，采用三維實體建模設計的企業絕大部分還只在產品的設計、研發、分析等環節采用三維技術，而最終的生產制造環節還要將其轉換為二維圖樣進行生產，從我國制造業發展縱向分析，工程形體的三維造型表達完全取代二維圖樣還需要一個過程，因此，在教學中要做到制圖基礎與實體構形相結合，零件圖繪制與零件實體造型相結合，裝配圖繪制與虛擬裝配相結合，常用零件的畫法與相應零件的實體模型相結合，三維造型設計與制造、分析相結合。

三、 構建符合人才培養目標的實踐教學體系

工程圖學是一門實踐性很強的技術基礎課，只有通過實踐，讓學生盡快將圖學知識轉化為圖學能力，學生的創新素質和應用能力才能得到提升，因此，我們構筑的實踐教學體系主要有以下幾方面：

（一） 徒手繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖基本技能訓練

在儀器測繪、討論設計方案、技術交流、現場參觀時，受現場條件或時間的限制，經常繪制草圖，草圖對于捕捉設計靈感，現場記錄，加速新產品的設計、開發，幫助技術人員組織、形成和拓展思路非常有用。儀器繪圖既是工程技術人員的必備基本技能，又是學習和鞏固圖學理論知識不可缺少的方法，在計算機繪圖技術廣泛應用的今天，仍然必不可少。因此，在教學中，徒手繪圖、儀器繪圖和計算機繪圖一樣作為基礎平臺，貫穿在教學的全過程。

（二） 部件測繪動手環節

在部件測繪動手環節中，學生通過測繪方法的確定、尺寸數據的獲取及處理、公差與配合、工量具的正確使用、裝配圖的表達方案的最優選擇等內容，增強工程意識，理論與實踐相結合，為提高學生的圖學能力和工程應用能力打下了基礎。

（三） 三維構形設計

三維構形設計就是在給出一定約束條件的前提下，讓學生通過自己的想象、分析，構思三維形體，自主進行組合體、零件和裝配體的設計以及計算機輔助造型等一系列設計，采取自由創作和發現、收集、分析、比較案例的實踐方式，培養創新設計能力，從而促進學生圖學素質和創新素質的提升。

綜上所述，培養工程應用型人才應強調學用結合，在工程圖學教學中應重點突出“學以致用”，而不是主要強調知識的完整性和系統性。筆者面向企業應用與技術創新，推動工程圖學教育改革，使畫法幾何、工程制圖、計算機繪圖三部分內容融會貫通，徒手繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖三種繪圖能力全面培養，機電產品、工程項目、軟件系統三種形態對象協調應用，加強測繪和設計環節教學，并且在教學中注重充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用，采用啟發式、討論式、案例式等教學方法，為學生圖學能力的提高和勝任相關工作奠定了良好的基礎。

【參考文獻】

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［3］陳錦昌，陳熾坤，鄧學雄等. 基于構型設計的工程圖學教學體系的探討［J］.工程圖學學報，2006（5 ）

【作者簡介】 姚俊紅，德州學院機電工程系副主任，副教授。