浅谈基于应用型人才培养的工程图学教学内容体系之构建

 论文关键词：应用型人才工程图学 教学内容体系
    论文摘要：本文以培养具有较强工程实际应用能力的人才为目标，构建了画法几何、工程制图、计算机绘图三部分内容融会贯通，徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图三种绘图能力全面培养，机电产品、工程项目、软件系统三种对象协调应用的工程图学课程教学内容体系。 
    工程图学是工科学生最早接触的技术基础课程，它是一门将知识、实践、素质和能力融为一体的综合型课程，在培养学生的空间思维能力、提高学生的综合素质和创新能力方面具有重要作用。教学要服务于人才培养目标的实现，地方本科院校主要为地方经济建设和社会发展服务为前提，培养具有创新精神和实践能力的高素质应用型人才。因此，构建工程图学课程教学内容和体系，以适应较强工程实际应用能力的人才培养目标已是当务之急。 
　　一、 基于应用型人才培养的工程图学教学目标 
　　为达到“厚基础、宽口径、重能力、高素质、强能力、具有创新精神”的应用型人才模式培养目标，使学校所培养的学生适应地方经济发展和社会需要，不妨借鉴英国的机械类教育模式，即在教学中强调一个“用”字，一切以将来的实际应用为目标，对任何一门课程，都要求教师努力做到让学生在学习了这门课程之后即可运用所学的知识解决生产中的某些实际问题，这就要求每门课程设定的目标较清晰，让学生了解这门课程所学习的知识和培养的技能将来在社会工作中有何用途。为此，我们设定了如下明确的课程教学目标：一是熟练运用投影理论并遵照国家标准规定绘制和阅读工程图样；二是具有工程图学思维能力和工程图学素质，包括形象思维能力、图形表达能力、空间想象能力和严谨细致的工程素质；三是熟练运用某种CAD软件进行二维绘图和三维构型设计。 
　　二、 构建符合人才培养目标的理论教学体系 
　　教学体系直接反映了教学目的和培养目标,是培养学生综合素质和创新能力的核心环节。在教学过程中，我们把基本理论、创新能力、综合素质的协调发展作为教学目标，在学时少的情况下，不过于强调知识的完整与系统，对教学体系进行了重新优化和整合。 
　　（一） 画法几何部分强调基础理论作用，淡化其难度 
　　画法几何是满足工程设计的需要诞生的，它为工程和科学技术各个领域解决机械结构、空间几何及工程设计等问题提供了可靠的理论依据及解决问题的有效手段，可提高学生的空间想象能力和逻辑思维能力。但是，长期以来画法几何占用了大量的教学时间，因此，在教学中，我们重点讲清点、线、面和立体投影的基本理论，为学生学习工程制图打下基础，不强调画法几何的深度和广度，对于图解法、在三维建模时自动生成的截交线和相贯等比较抽象、难度较大的部分适当删减，剩余内容留作自学，学生可以根据自己的掌握情况选择取舍，教师可以给予相应的指导，做到因材施教。 
　　（二） 工程制图部分重在工程实践和实际应用 
　　工程制图的基本目的是培养学生利用二维图形表达三维形体的能力、阅读和绘制工程图样的能力。这是一个从“画法几何”理论到“工程图样”应用实践的跨越过程，而工程制图的实质内容就是零件图、装配图两大部分，教材中各章节都应该围绕这两个部分展开。授课时，首先采用现场教学的方式，在实验室和实训中心，甚至带学生到校外实习基地，让学生直接感受、观察、装拆、测绘或模拟工程安装，使学生对零件图、装配图的实用性这一特点有一个清楚的认识。 
　　关于零件图部分，主要通过多个实例的讲解，把重点放在机件的表达方法、表面粗糙度、公差与配合等主要内容的实际应用上，对于尺寸标注和和专业课程密切相关，在此只是复习组合体尺寸标注部分，适当介绍一些常见工艺结构如铸造圆角、退刀槽等的标注方法。技术要求部分则重点介绍书写格式及其在图样上的标注方法，对有关符号的含意和选用只作简介，由学生自学。 
　　关于装配图，在图形表达部分，重点介绍装配图表达方法的特点，即规定画法和特殊表达方法。尺寸标注重点讲解装配图中必要尺寸与零件图中完整尺寸标注的不同，通过举例说明性能尺寸、安装尺寸及装配尺寸等，使学生了解其标注的重要性，在后续课程学习和应用中引起重视。技术要求中配合符号在装配图中的标注及其与零件图的关系要向学生讲清楚，其余留待学生自学和后续课程讲解。让学生明确标题栏中的名称对看装配图的重要性以及明细表中零件的名称及材料对看图和拆图的重要性。（三） 加强利用CAD软件进行三维构型的教学 
　　在制造业中，设计人员在设计过程中实际是先在大脑中形成空间形体模型，然后运用投影法进行表达，画出平面图样，而生产技术人员首先阅读工程图样，然后通过空间想象，把图样中的内容转化到空间去，构建出三维形体后再按尺寸和技术要求进行加工生产，因此，在设计制造过程中，三维构形贯穿始终。但根据我国目前机械装备现状，采用三维实体建模设计的企业绝大部分还只在产品的设计、研发、分析等环节采用三维技术，而最终的生产制造环节还要将其转换为二维图样进行生产，从我国制造业发展纵向分析，工程形体的三维造型表达完全取代二维图样还需要一个过程，因此，在教学中要做到制图基础与实体构形相结合，零件图绘制与零件实体造型相结合，装配图绘制与虚拟装配相结合，常用零件的画法与相应零件的实体模型相结合，三维造型设计与制造、分析相结合。 
　　三、 构建符合人才培养目标的实践教学体系 
　　工程图学是一门实践性很强的技术基础课,只有通过实践,让学生尽快将图学知识转化为图学能力，学生的创新素质和应用能力才能得到提升，因此，我们构筑的实践教学体系主要有以下几方面： 
　　（一） 徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图基本技能训练 
　　在仪器测绘、讨论设计方案、技术交流、现场参观时，受现场条件或时间的限制，经常绘制草图，草图对于捕捉设计灵感，现场记录，加速新产品的设计、开发，帮助技术人员组织、形成和拓展思路非常有用。仪器绘图既是工程技术人员的必备基本技能，又是学习和巩固图学理论知识不可缺少的方法，在计算机绘图技术广泛应用的今天，仍然必不可少。因此，在教学中，徒手绘图、仪器绘图和计算机绘图一样作为基础平台，贯穿在教学的全过程。 
　　（二） 部件测绘动手环节 
　　在部件测绘动手环节中，学生通过测绘方法的确定、尺寸数据的获取及处理、公差与配合、工量具的正确使用、装配图的表达方案的最优选择等内容，增强工程意识，理论与实践相结合，为提高学生的图学能力和工程应用能力打下了基础。 
　　（三） 三维构形设计 
　　三维构形设计就是在给出一定约束条件的前提下，让学生通过自己的想象、分析，构思三维形体，自主进行组合体、零件和装配体的设计以及计算机辅助造型等一系列设计，采取自由创作和发现、收集、分析、比较案例的实践方式，培养创新设计能力，从而促进学生图学素质和创新素质的提升。 
　　综上所述，培养工程应用型人才应强调学用结合，在工程图学教学中应重点突出“学以致用”，而不是主要强调知识的完整性和系统性。笔者面向企业应用与技术创新，推动工程图学教育改革，使画法几何、工程制图、计算机绘图三部分内容融会贯通，徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图三种绘图能力全面培养，机电产品、工程项目、软件系统三种形态对象协调应用，加强测绘和设计环节教学，并且在教学中注重充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，采用启发式、讨论式、案例式等教学方法，为学生图学能力的提高和胜任相关工作奠定了良好的基础。 
　　 
　　参考文献： 
　　［1］王兰美.机械制图［M］.北京：高等教育出版社，2003 
　　［2］诸世敏，龚伶俐，马继英等.基于ＵＧ三维实体造型技术的机械制图教学体系［J］.怀化学院学报.2007（8） 
　　［3］陈锦昌，陈炽坤，邓学雄等. 基于构型设计的工程图学教学体系的探讨［J］.工程图学学报，2006（5 ）