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在專業人才培養方案修訂中,結合工科專業特點完成從二維平面繪圖到三維設計的制圖類課程體系的構建,并且圍繞這些制圖類課程結合我校08版方案制定或修訂課程的教學大綱,進行各門制圖類課程的教學體系與內容的實質性改革。結合我校08版修訂的機械類專業人才培養方案,以二維為基礎,二維與三維造型設計并重,構建制圖類課程體系。在新的課程體系中,我校機械設計及其自動化專業設置了工程制圖、計算機繪圖和三維工程應用軟件Pro/E三門課程。農業機械化、機電工程和其他近機類以及非機類專業設置完成了工程制圖和計算機繪圖,三維工程應用軟件課選修(Catia、KMCAD、CAXA等)三門制圖類課程的設置。木材工程、包裝工程和工業設計專業設置完成了工程制圖和計算機繪圖,三維造型應用軟件3DMax三門制圖類課程的設置。在完成制圖類課程設置后,基于三維設計為主線修訂制圖類課程的教學大綱,在各學期開出的制圖類課程中逐漸滲透三維設計的思想,通過課堂講授和加強實踐環節,實現三維設計思想的整體貫穿。同時,面對現代工程實際中二維與三維設計并存的問題,通過制圖類課程在突出、強化三維設計的同時,根據不同制圖課程的特點,實現二維繪圖與三維設計的有機結合。
以二維為基礎,以三維設計為重點,開展制圖類課程的改革
以二維為基礎,以三維設計為重點,全面開展基于三維設計的制圖類課程建設工作,以突出三維設計為特色,使二維到三維具有系統性和連續性。工程制圖課程主要是研究繪制和閱讀圖樣的原理和方法,基于正投影理論將空間的物體首先轉化成二維的正投影圖,即做出物體二維工程圖樣,用以表達物體的結構特征、零件的結構形狀、部件與機器的工作原理和技術要求等。傳統的工程制圖的教學內容,主要講解點、線、面、體、組合體的二維投影圖與各種二維的表達方法。然而,設計者在腦海的設計構思都是三維的,制造的結果也是三維的實物,在“設計構思”和“產品實物”兩者之間傳遞的信息卻是二維圖形,這種形式在傳統手工繪制圖樣的年代是很有用的,避免了繪制復雜的立體效果圖。隨著計算機的普及應用,以及現代的設計方法和加工方法的普及,開展從二維到三維設計的工程制圖類課程的改革,是制圖類教學亟待解決的一個問題。基于上述現狀,我校對工程制圖的教學內容進行了初步的改革,從教材的體系到教學內容都體現了三維的設計思想,在講授點、線、面等基礎內容時,主要是二維的投影理論。在講授基本體,簡單體等相關內容時,增加了拉伸體和旋轉體兩種重要的三維造型方法。從三維實體出發,利用三維軟件的特征造型功能講授基本體各基本要素的組成與投影。這部分內容只要求學生理解正投影的概念,建立二維投影圖是對三維實體的一種正投影表達方式,為學生將來閱讀和繪制二維投影圖做好知識的準備。截交線與相貫線的內容在講課時結合三維實體的布爾運算進行講解,這樣不但符合三維切割體或者是相貫體的實際成型過程,也向學生傳授了布爾運算的三維造型方法。組合體部分的內容結合立體的拉伸、旋轉、放樣、布爾運算等三維成型方法為進行講解,講授二維投影圖的同時灌輸三維思想。機件的表達方法章節重點以三維的零件、部件為研究對象,研究如何合理應用各種表達方法零件、部件的結構和尺寸,這一章著重培養學生的分析和應用力,在講授清楚各種表達方法的特點和應用場合后,演示三維軟件自動生成機件的各種視圖和剖視圖等二維圖紙的功能,向學生灌輸三維設計的設計思想。綜上所述,從現代制造業的發展方向出發,面對現代工程實際中二維與三維設計并存的現實,開展二維計算機繪圖教育,為學生學習三維設計和繪圖奠定基礎。基于三維設計的工程制圖的課程的改革要突出三維設計的思想,所有內容的講解盡可能從三維實體出發,充分利用三維繪圖軟件開展教學,改革和拓寬了工程制圖的教學內容,為學生提供了更多的思維方法,灌輸三維設計思想,根據制圖課程的不同階段引入相應的CAD三維建模內容,貫穿于制圖課程教學活動的全過程,增強了學生的空間思維能力、三維形體與二維圖形之間的相互關系的理解,強化了零部件在形狀結構上、配合連結上的直觀理解,從而激發學生的創新思維能力。
結語
關鍵詞:工程制圖,三維設計,CAD,教學改革
中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)05(a)-0000-00
一、 國內外研究現狀與存在問題分析
工程制圖是工科學生必修的技術基礎課,不僅是一門單純傳授知識的課程,還承擔了對學生工程意識、空間思維方式和初步創新能力的啟蒙和培養 [1-2]。作為一門重要的工科專業基礎課程,制圖類課程的教學內容并沒有充分考慮后續課程的設計概念、功能分析、設計分析、三維建模與制造等內容。多數高校對于機械類專業的學生通常開設出三門左右的制圖課程,如工程制圖、計算機繪圖、三維實體造型軟件應用(Pro/E、SolidWorks、UG等)。經過多年的教學改革與實踐,國內高校的制圖類課程已經由傳統的黑板、掛圖和模型講解為主的教學方式過渡到利用多媒體和網絡資源開展教學的模式。
然而,這些制圖類課程的改革大多僅僅停留在對傳統教學手段形式上的改革,課程的改革也各自為政,沒有系統性。近年來,國內機械行業正處在采用三維設計以及沿用傳統二維設計方法的并存時期,而且這種局面還會持續一段時間[3]。因此,國內圖學教育界提出“以三維為主,二維與三維并重”的教育理念,提倡設計從三維構型開始[4-5],以適應不斷發展的現代產品設計、制造和管理方法的要求,當前高校制圖類課程體系和教學內容不能滿足這種新的需求。
為了能更好地完成高等教育培養滿足市場需求的、具有創新精神和實踐能力的高級專門人才的任務,高校應該不斷了解市場對圖學教育發展的新要求,探索圖學教育的趨勢,將制圖類課程與工程實踐緊密結合,面向現代產品設計、加工和管理的新方法,開展制圖類課程的改革,構建從二維到三維設計的制圖類課程的新體系,完成各門制圖類課程的教學內容的實質性改革。從工程制圖開始向學生灌輸三維設計思想,并且通過計算機繪圖、三維CAD軟件的教學一直延續下去,加強對學生的工程意識和創新能力的培養[6]。
二、 根據專業特點,構建制圖類課程新體系
從培養“卓越工程師”的目標出發,結合我校各個專業特點,在專業人才培養方案修訂中,結合工科專業特點完成從二維平面繪圖到三維設計的制圖類課程體系的構建,并且圍繞這些制圖類課程結合我校08版方案制定或修訂課程的教學大綱,進行各門制圖類課程的教學體系與內容的實質性改革。
結合我校08版修訂的機械類專業人才培養方案,以二維為基礎,二維與三維造型設計并重,構建制圖類課程體系。在新的課程體系中,我校機械設計及其自動化專業設置了工程制圖、計算機繪圖和三維工程應用軟件Pro/E三門課程。農業機械化、機電工程和其他近機類以及非機類專業設置完成了工程制圖和計算機繪圖,三維工程應用軟件課選修(Catia、KMCAD、CAXA等) 三門制圖類課程的設置。木材工程、包裝工程和工業設計專業設置完成了工程制圖和計算機繪圖,三維造型應用軟件3DMax 三門制圖類課程的設置。在完成制圖類課程設置后,基于三維設計為主線修訂制圖類課程的教學大綱,在各學期開出的制圖類課程中逐漸滲透三維設計的思想,通過課堂講授和加強實踐環節,實現三維設計思想的整體貫穿。同時,面對現代工程實際中二維與三維設計并存的問題,通過制圖類課程在突出、強化三維設計的同時,根據不同制圖課程的特點,實現二維繪圖與三維設計的有機結合。
三、 以二維為基礎,以三維設計為重點,開展制圖類課程的改革
以二維為基礎,以三維設計為重點,全面開展基于三維設計的制圖類課程建設工作,以突出三維設計為特色,使二維到三維具有系統性和連續性。
工程制圖課程主要是研究繪制和閱讀圖樣的原理和方法,基于正投影理論將空間的物體首先轉化成二維的正投影圖,即做出物體二維工程圖樣,用以表達物體的結構特征、零件的結構形狀、部件與機器的工作原理和技術要求等。傳統的工程制圖的教學內容,主要講解點、線、面、體、組合體的二維投影圖與各種二維的表達方法。然而,設計者在腦海的設計構思都是三維的,制造的結果也是三維的實物,在“設計構思”和“產品實物”兩者之間傳遞的信息卻是二維圖形,這種形式在傳統手工繪制圖樣的年代是很有用的,避免了繪制復雜的立體效果圖。隨著計算機的普及應用,以及現代的設計方法和加工方法的普及,開展從二維到三維設計的工程制圖類課程的改革,是制圖類教學亟待解決的一個問題。
基于上述現狀,我校對工程制圖的教學內容進行了初步的改革,從教材的體系到教學內容都體現了三維的設計思想,在講授點、線、面等基礎內容時,主要是二維的投影理論。在講授基本體,簡單體等相關內容時,增加了拉伸體和旋轉體兩種重要的三維造型方法。從三維實體出發,利用三維軟件的特征造型功能講授基本體各基本要素的組成與投影。這部分內容只要求學生理解正投影的概念,建立二維投影圖是對三維實體的一種正投影表達方式,為學生將來閱讀和繪制二維投影圖做好知識的準備。截交線與相貫線的內容在講課時結合三維實體的布爾運算進行講解,這樣不但符合三維切割體或者是相貫體的實際成型過程,也向學生傳授了布爾運算的三維造型方法。組合體部分的內容結合立體的拉伸、旋轉、放樣、布爾運算等三維成型方法為進行講解,講授二維投影圖的同時灌輸三維思想。機件的表達方法章節重點以三維的零件、部件為研究對象,研究如何合理應用各種表達方法零件、部件的結構和尺寸,這一章著重培養學生的分析和應用力,在講授清楚各種表達方法的特點和應用場合后,演示三維軟件自動生成機件的各種視圖和剖視圖等二維圖紙的功能,向學生灌輸三維設計的設計思想。
綜上所述,從現代制造業的發展方向出發,面對現代工程實際中二維與三維設計并存的現實,開展二維計算機繪圖教育,為學生學習三維設計和繪圖奠定基礎。基于三維設計的工程制圖的課程的改革要突出三維設計的思想,所有內容的講解盡可能從三維實體出發,充分利用三維繪圖軟件開展教學,改革和拓寬了工程制圖的教學內容,為學生提供了更多的思維方法,灌輸三維設計思想,根據制圖課程的不同階段引入相應的CAD 三維建模內容,貫穿于制圖課程教學活動的全過程,增強了學生的空間思維能力、三維形體與二維圖形之間的相互關系的理解,強化了零部件在形狀結構上、配合連結上的直觀理解,從而激發學生的創新思維能力。
四、小結
基于三維造型軟件進行二維到三維的制圖類課程改革,符合快速發展的現代工業生產實際,突出三維設計的思想,構建了制圖類課程新體系。全面開展工程制圖、計算機繪圖以及三維CAD等制圖類課程的改革探索具有目的性、連續性和系統性,打破了傳統的制圖教學概念,提高制圖類課程的整體教學水平。
參考文獻
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關鍵詞:建筑制圖;有效課堂教學;教學研究
TU204-4
近年來,高職以工作任務為載體,以項目為導向等教學做一體化教學模式改革至今已取得突出成績,先進的改革思路重在落實,教學改革最終要落實在課程教學實施上。相對而言,我國高職課堂教學改革相對滯后,仍然以教師講授為主,以學生為中心的局面沒有鋪開。課程教學改革是一項長期而且艱苦卓絕的任務,需要一線的教師們在教學實踐中進行不斷的探索,順應時代的發展。國內已有一線的高職教師們結合本校實際開展了有關課程教學改革的研究,孔玉琴等[1]從課程定位、課程內容、教學方法等方面提出了《工程制圖》課程的改革措施。趙明霞等[2]嘗試從模型制作、小組協作、角色變換、開展第二課堂等方面對《工程制圖》課程進行了改革。筆者在多年的《建筑制圖》一線教學過程中注重教學反思,針對課程教學中存在的問題,開展了有效課堂教學的相關研究,從課程體系、課程目標、課程內容、教學策略、教學實施、教材建設等方面對課程進行了改革。
一、高職《建筑制圖》存在的問題
(一)課程定位不準,高職特色未凸顯
本科院校設置的《建筑制圖》課為建筑設計服務,實現將建筑設計的意圖繪制成圖紙,側重制圖理論。而高職院校側重識圖能力的培養,課程定位未能很好地體現這一高職特色。
(二)以教材為中心,側重理論, 重點不夠突出
高職教師們受傳統教學方法和教學模式影響,極易模仿本科教學,教學內容以教材為中心,重理論講授,忽視實踐性。由二維圖形構造三維圖形的空間思維難度較大[3],理論講授無法有效地培養高職學生識圖的空間想象能力。
(三)以教師為中心,忽略高職學生的認知水平和認知規律
高職院校的生源普遍基礎較差,學習不夠積極主動,高職課堂“教師講,學生聽”的現象
普遍,教師對教學對象缺乏必要的調查分析,對學生現有基礎、認知特點缺乏了解,在課 堂教學中主要根據教材內容選擇教學內容,甚至照搬教材內容,忽視學生理解能力,導致學生學習效果不理想,進而對學習生厭。
(四)與學生缺乏情感交流
教師上課來,下課走,較少關注和關心學生的學習狀態,與學生缺乏情感交流,師生關系不夠融洽。
(五)高職學生的學習積極性不高
高職學生的學習積極性本不高,教師缺乏教學策略時,無法調動學生的學習積極性,學生不參與,教師講得再好,講得再多也沒有用。
二、改革措施
(一)課程體系改革
高職院校《建筑制圖》課程借鑒本科院校的做法,包含了建筑制圖理論和工程識圖兩個部分的內容,由于課時限制,導致工程識圖部分只是粗略帶過。但工程圖紙是工程界交流的語言,識圖能力是建筑相關專業從事施工員、造價員、監理員、資料員等專業技術崗位時必需的核心職業能力。考慮到高職學生識圖能力培養的重要性,我校將該課程拆分成《建筑制圖》和《工程識圖》兩門課程,前者大一上學期開設,重點培養學生由三維到二維的制圖能力及由二維到三維的空間想象能力,是后者的先導課程;后者大一下學期開設,重點培養學生具備熟練地進行建筑工程施工圖識讀,準確地把握設計意圖,依照施工圖紙開展相關工作的職業能力。
(二)課程定位
課程體系改革后,《工程識圖》課重點培養學生各類建筑工程圖紙的識讀能力。識圖能力建立在一定的制圖理論和必要的空間想象能力基礎上,因此《建筑制圖》課旨在培養學生掌握在二維的平面上準確表達三維空間物體的方法,具備通過平面投影圖構造立體的空間想象能力,為識圖能力的培養打基礎。
(三)課程內容改革
課程準確定位后,緊密圍繞課程培養目標,以“必須、夠用”為原則重構少而精的課程內容,刪除原來工程識圖部分,把握制圖理論的重點,綜合考慮知識體系的內在聯系及高職學生的認知規律組織教學內容,將抽象的制圖理論內置在習題中,通過練結歸納制圖的理論方法及規律,并在二維到三維、三維到二維的不斷練習中深化讀圖能力,培養空間想象能力。課程主要內容包括:投影原理、三視圖投影規律、各種形體的投影作圖、截交線、相貫線、軸測圖、剖面圖、斷面圖繪制等,其中投影原理、三視圖投影規律等基本理論在繪制基本體的三視圖過程中掌握。
(四)教學策略
1.把握重點,深入淺出。理論性強、內容繁雜的教學內容必然導致高職學生興趣不大,影響學習效果。但內容過于簡單、不注重知識的體系和邏輯關聯性,不利于培養學生的學習能力和專業技能,因此,教學過程充分考慮學生的實際情況,注重教學設計,將復雜的問題簡單化、具體化,并做到每堂課的習題及教學內容前呼后應。
2.從讓學生動手解決實際問題入手,由教師逐步引導和啟發,使制圖理論由抽象向具體轉化,讓學生感受學習樂趣,提高學習興趣。在多媒體比較流行的當下,教師們熱衷于用PPT按照教材體系展示抽象的制圖理論,忽視了工程制圖需要動手的特點,也未充分考慮高職學生的認知規律,學生易注意力不集中,學習效果不理想。學生空間想象能力的培養有難度,需要教師在學生不斷練習的過程中進行啟發。本課程整個教學過程講練結合,根據知識的內在聯系組織習題,讓學生自己動手,通過練結方法,在練習中發現不足,啟發新的學習內容,邊學邊練。學生在不斷練習的過程中獲得滿足,鼓勵學生展示,更易激發學生興趣,保證持續地學習,學習效果較好。
3.鼓勵學生展示。學生完成練習后,鼓勵學生進行成果展示,在黑板上繪制并扮演教師角色跟同學們進行講解,獲得同學們熱烈的掌聲,對學生而言是一件很振奮人心的事情,極大地促進學生通過努力取得更大進步。老師在這個過程中充分扮演導演的角色,調動學生的全部思維,取得理想的教學效果。
4.合理利用多媒體。多媒體的生動性和直觀性是板書無法替代的,多媒體教學是當今主流的教學方法,《建筑制圖》課也不例外。但《建筑制圖》課基于的“畫法幾何”理論中點、線、面的投影作圖及位置關系錯中復雜,PPT展示的效果較差,速度太快,不利于學生理解和思考。調查表明:絕大多數學生喜歡教師在黑板上逐步繪制作圖過程,在繪制的過程中,學生有更多時間思考,有助于學生理解和加強記憶。本課程根據需要合理地使用多媒體和板書,作圖過程以板書為主,在板書的過程中,鼓勵學生參與繪制,引導學生思考。
5.制作模型。練習的難度逐漸加大,當學生遇到形體局部組合形式較復雜,截交線非特殊位置直線,或者在二維到三維,或三維到二維的轉化上遇到困難時,要求學生采用生活中能獲得的任意材料(如紙板、橡皮泥、水果等)制作模型,此環節強化了從二維到三維和從三維到二維的空間想象能力,還讓學生將學習與生活發生聯系,使知識從枯燥向生動轉化,增強學習的樂趣。
6.關注、關心學生。威廉斯創造性教學模式提出:教育要兼顧情意的發展,讓學生帶著感情去學習。教師應加強與學生之間的交流,關心學生的生活及心理發展。教師對學生的關心可以是任意角度、任何方面,不應僅僅局限于學習狀態。調查表明,教師的關心對學生具有很好的激勵效果,當學生尊重、感恩教師時,學習動機增強。
(五)教學設計及實施
畫法幾何的基本理論按照點、線、面、體的順序展開,考慮到點、線,面的投影作圖過于抽象,且高中起點的高職學生具有三視圖的基本概念,因此,本課程從學生熟悉的繪制基本體的三視圖入手,總結投影的分類及三視圖投影規律;從基本體各個特征表面三面投影的投影規律總結出面的投影規律,引導學生逐步掌握由平面投影圖構造空間立體的方法和技巧,提高空間想象能力;從繪制組合體截交線和相貫線三面投影圖的實際需要入手引出點、線、面的投影關系,解決某些復雜形體一般位置截交線的投影作圖。學生通過難度逐步遞增,且具有內在聯系的習掌握從三維到二維(制圖)和二維到三維(識圖)的技巧、培養空間想象能力。在練習中,教師鼓勵學生展示成果,通過適當的教學評價和教學激勵激發學生的學習動機。
(六)教材建設
高職《建筑制圖》相關教材較多,但大多是在本科教材的基礎上進行刪減,內容體系過于陳舊。本課程根據教學需要編寫了《建筑制圖》教材,并配有習題集。教材內容以“夠用”為原則,充分考慮高職學生實際及課程培養目標,習題集的編排充分體現教學設計,需要的知識要點環環相扣,且難度逐漸增大。習題集在本課程教學實施中發揮了重大作用。
三、結語
筆者從培養高職學生必要的建筑工程識圖能力這一目標出發,對課程體系進行了調整,準確定位《建筑制圖》的課程目標,然后通過在教學實踐中開展課堂教學有效性研究的同時進行系列課程改革來貫徹課程目標。據學生反饋,該課程的教學策略有效地推動了學生的參與度,學生學習該課程的積極性有了明顯提高,大大提升了該課程課堂教學的有效性。課堂教學改革需要一線教師付出精力、智慧、愛心,不斷采用教學策略來適應教學的實際情況,對教師的要求很高。
參考文獻:
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[3]石玲,呂金麗.工程制圖教學模式改革的探[J].東北大學學報,2006,32(5).
[關鍵詞]工程制圖;課程改革;學科競賽
根據學院本科人才培養方案,水利水電工程專業培養具有水利水電工程的勘測、規劃、設計、施工、科研和管理等方面的知識,能在水利、水電等部門從事規劃、設計、施工、科研和管理等方面工作的高級工程技術人才。工程制圖是水利水電工程專業的一門主干專業基礎必修課,是工程設計的啟蒙課,是與后續專業課程的學習以及工作后所從事的專業技術工作密不可分的一門課程。工程圖是工程設計人員表達設計思想的主要體現,是工程技術人員進行技術交流的重要工具,是工程管理人員進行管理、施工人員進行施工的依據[1]。因此該門課程既有系統的理論,又有著較強的實踐性,既要培養學生的空間想象力、創造力,又要培養學生的繪圖技能和工程設計意識。
1工程制圖教學存在的問題
教學內容:工程制圖分兩學期,工程制圖(一)為畫法幾何部分,傳統的“畫法幾何”課程中十分重視幾何求解能力,主要講授點、線、面、體的投影;點與直線、直線與直線、直線與平面、平面與平面的相對位置關系以及平面與立體相交的截交線、立體與立體表面相交的相貫線的作圖方法。內容多,學時緊,部分內容與工程應用關聯小,部分內容在其他課程中有重復。[2]工程制圖(二)主要講授組合體視圖、工程形體的表達方法、建筑結構圖和水利工程圖。但是由于學時少,重點在組合體識圖和工程形體的表法方法這兩個基本部分,水利工程圖的學時安排較少,學生也僅限于水工圖的初步閱讀,深度不夠,學生在后續專業課學習時遺忘情況突出。教學方法:現有的工程制圖教學方法單一,主要借助板書、PPT和AutoCAD講授,其中有部分三維圖形的輔助,但是效果不佳。[3]加之獨立學院學生的基礎較為薄弱,空間想象能力欠缺,對于投影的基礎知識學習難度加大。
2工程制圖教學改革
課程結構與課程體系的優化:調整工程制圖課程體系,形成工程制圖+CAD實訓+工程識圖的貫穿大學四年的工程制圖課程體系,從投影基礎知識到專業制圖知識,從尺規繪圖到計算機繪圖,從二維繪圖到三維繪圖,從單一建筑物圖樣到綜合建筑物圖樣,培養學生的空間想象能力和適應工程應用的制圖能力。《工程制圖(二)》增加8學時水利工程圖識圖與繪圖的實踐操作環節,加強水利工程圖的識讀能力并提高尺規繪圖的基本功。《CAD及三維制圖軟件應用》分解為《CAD基礎實訓》和《CAD專業實訓》,總學時由48學時增至56學時,其中三維繪圖訓練有效提高學生的工程想象能力,輔助工程制圖的學習。在第7學期增設《水利工程識圖》,該課程在專業課程結束后進行,可以進一步的鞏固專業課程,強化專業圖樣的識圖能力。并且針對鋼閘門課程設計、水工鋼筋混凝土課程設計、壩工課程設計、水電站課程設計中增設設計圖紙繪制講解,規范制圖成果。在畢業設計前安排工程制圖專題講座,講解制圖規范,促進畢業設計中的設計圖紙規范化。教學內容的改進:傳統的“畫法幾何”課程中十分重視幾何求解能力,但部分與工程應用和與其他專業課程重復的內容進行適當調整。弱化部分與工程應用聯系較少的教學內容,例如變換投影法,兩一般位置平面相交求交線。減少與其他課程重復的教學內容,例如標高投影,可在工程測量中學習。同時,把教學內容改革的重點放在加強學生空間想象、空間思維能力的培養上,強調基本知識、基本內容、基本技能,使得學生讀圖、繪圖和圖解能力在本課程中得以專門訓練。淡化理論部分,強化實踐環節,始終貫穿“從空間到平面,從平面到空間”的思維轉換訓練,并且重點突出立體的投影,促使學生對課程的基礎知識和基本技能熟練掌握、靈活應用,為本課程在后續課程學習中的應用奠定基礎。在工程制圖的讀圖練習過程中,選擇水利水電工程相關的立體進行讀圖和繪圖訓練,加強專業圖的閱讀能力。教學手段的改進:在傳統教學手段的基礎上制作視頻輔助教學。例如:將教材上的圖樣制作成三維模型,并錄制三維動畫視頻,從多個角度觀察立體,比單一的圖片更加形象。制作繪圖短視頻,講解在繪制工程圖時如何削鉛筆、使用繪圖儀器等,并錄制一張A3圖紙繪制的全過程,學生通過視頻觀看更加清晰的掌握繪圖方法并提高繪圖規范性。學科競賽的激勵與培養:學院每年組織院內制圖比賽選拔學生參加全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽,并組織制圖培訓,針對水利工程圖進行尺規繪圖和計算機繪圖訓練。以2017年為例,水利水電工程專業共有156人參加院內比賽,經過三輪比賽,最終選拔10位同學參加全國比賽,并獲得團體一等獎。在選拔的過程中間,進行了尺規及計算機二維和三維繪圖培訓,訓練繪制水閘、重力壩、拱壩、土石壩、跌水等水工建筑物設計圖紙,大大提高了學生的讀圖和繪圖能力。
3結語
關 鍵 詞:“手工制圖”“CAD制圖”涵蓋內容“手工制圖”與“CAD制圖”的關系
無論是“手工制圖”還是“CAD計算機輔助繪圖”,它都是表達和交流技術思想的工具。對于高校環藝專業的學生來說,二者是一門實踐性較強的技術基礎課,一種是傳統的制圖模式,一種是現代的繪圖工具。今天在一些高等院校“手工制圖”與“CAD”已不是兩門獨立的課程,而是在一個多媒體教室“合二為一”地由一個教師授課,老師們認為這樣可減少學生負擔,增加學習課時。他們中有個別人甚至提出“今天計算機這么普及了,還要學習手工制圖嗎?”筆者卻并不這么認為,根據自己與學生長期接觸及在建筑工程制圖教學中的一些經驗談談個人的看法,以與同行切磋。
一、“手工制圖”涵蓋的內容
“手工制圖”滲透到建筑工程制圖與機械制圖的領域,對于剛剛接觸“手工制圖”的學生來說,包含太多要學的建筑制圖的基礎知識。就以室內設計制圖來說,就必須按部就班地學習如下幾點:
(一)制圖的基本知識。繪圖的工具及其使用方法;圖紙幅面及規格;線型及畫法,數字及字母的美術字;幾何制圖方法。
(二)投影基本知識。投影方法分類、特性;正投影圖中三視圖的體系的建立及形成投影的對應關系;基本形體的投影圖。
(三)點和直線的投影。
(四)平面圖。
(五)曲面圖。
(六)立體的投影與直線、平面與主體相交。
(七)兩立體相交。
(八)軸測投影圖。
(九)視圖、剖面圖、斷面圖。
(十)房屋建筑室內設計制圖。當然作為環藝專業的學生來說:我們的重點是室內設計中的平面圖、立面圖、剖面圖、詳圖。
因為一套完整的室內設計方案按設計程序應有概念設計、方案設計、施工圖設計。概念設計中草圖作業展現平面布局、空間形象構思,它利用手繪表現自己的設計理念;方案設計中繪圖技法再現空間的真實場景(含計算機與手工制圖),它應有平面圖、立面圖;施工圖以“標準”為主要內容,包括剖面圖、樣點圖,這個標準是科學施工的唯一依據。表現這些施工圖設計的方式有兩種:一種用“手工制圖”,另一種用“CAD計算機輔助繪圖”。
在最初很長的時間里,我們會學習制圖的基礎知識,解決手工制圖中許多建筑方面的表達語言,以及空間想象力。“冰凍三尺,非一日之寒。”“手工制圖”的基本功也需要一個從量變到質變的過程。有些高校從一年級就開設這門課直到三年級(本科院校),隨著在多媒體教室與“CAD”的結合愈加緊密,“手工制圖”的課時才逐漸減少。
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二、“CAD制圖”的發展與優勢
20世紀80年代初期,大部分有規模的設計單位其工作的基本模式就是把圖板擱在三角架上(丁字尺、大小不一的三角板、曲線板、鉛筆、針管筆、橡皮一應俱全),條件好的購置繪圖機(一種是鋼帶式繪圖機,另一種是軌道式繪圖機),在當時自動繪圖機是最先進的制圖設備(它可以代替其他輔助繪圖工具);在人員的配制上有建筑、結構、預決算、水電、暖通等,一個工程項目的設計傾注了各專業人員大量的心血,他們由于長年伏案工作,很多人患上頸椎病,龐大的制圖與修改圖紙的工作量使他們日積月累地加班加點,身體呈現未老先衰的狀態。尤其在對于大幅圖紙的修改時手拿小刀片,如履薄冰……這些難忘的場面是那個年代的真實寫照。
“CAD”是由美國Autodesk公司開發的,AutoCAD是當前最為流行的計算機繪圖軟件之一,對于工程技術人員來說它的出現無疑是一次大的革命, AutoCAD 從誕生到現在,歷經多次升級,它的功能也在不斷增強和完善,它已滲透到建筑裝飾、機械制圖的各個領域,現已從二維擴展到三維。有人說,“’CAD‘可看作是一種繪圖工具,顯示器可看作圖紙或圖板,鼠標和鍵盤可看作是鉛筆、直尺和圓規。它中間的工具比手工要豐富得多,它是手工繪圖效率的10—20倍,特別是對于三維模型,手工制圖不能繪制的圖形,但“CAD”能繪制出來。”“雖然它取代了手工制圖的形式,但是制圖理論和標準、規范貫穿在里面,它是伴隨著手工制圖理論標準開發的繪圖軟件,相反對制圖工具也是一種豐富和完善。”[1]2005年以來,隨著最新版AutoCAD2005中文版迅速推出,國內的CAD市場份額將大幅上升,如今CAD軟件和大幅面噴繪系統的推廣,徹底擺脫了手工制圖中的效率方面的束縛,計算機繪制好圖紙后就可以通過大幅面的噴繪設備直接噴繪到硫酸紙,省略了手工繪圖、描圖的繁瑣,縮短了設計周期,極大地提高了設計人員的工作效率。使廣大建筑設計人員從繁雜艱辛的繪圖工作中解放出來。
三、“手工制圖”與“CAD”的關系
有人說,有了“CAD”課程還要學習“手工制圖”干什么,學生不如脫離圖板而直接上機學習軟件呢。這當然是不同的人認識不同。作為一個教師,筆者認為,不管計算機AutoCAD多么先進,軟件升級多么快;不管時代是怎樣地飛速發展,“手工制圖”是“CAD”制圖的基礎,它是所有設計人員須留住的“根”,也是各個高校工程建筑及機械制圖專業必須開設的課程之一。
雖然工程制圖與“CAD”技術的結合是一種趨勢,對于高校環藝專業的學生來講,每個學期應開設一定數量的制圖課,只有這樣才能解決制圖課程中各個章節的問題。隨著對制圖的理解和手工制圖熟練程度的提高,他們對運用不同制圖方式的工具認識越來越清楚,到那時他們就如虎添翼,再利用“CAD”計算機輔助繪圖工具來表達自己的設計語言,各種指令繪制各種圖紙,難度再大的設計也就“游刃有余”了。“兩者的關系中,手工繪圖是基礎,‘CAD’繪圖是應用。學生在具備了一定的手工訓練之后,計算機繪圖的應用才能達到較高的水平,否則軟件操作無論多么熟練也畫不出符合工程技術要求的圖紙,手工繪圖訓練的潛在功能以及對學生空間思維的培養是計算機所無法替代的。”[2]
在“CAD”的教學中,學生必須掌握的是基本繪圖和基本編輯,提高學生興趣的方法可以讓學生練習軸測圖和簡單的三維造型設計,老師把“CAD”作為輔助教學來處理,重點放在看圖、識圖能力的培養。這樣當他們踏出校門進入社會時,既可以勝任繪圖員工作,也可以從事技術管理業務,就業的空間更加寬廣,前途更加光明。
參考文獻
【論文關鍵詞】機械制圖;教改;實踐;探索
昭通農業學校農機類專業采用的《機械制圖》課程,是2010年8月由胡建生主編、人民郵電出版社出版的全國中等職業教育教材審定委員會審定的工科類專業必修教材,是一門理論性、實踐性、技術性很強的基礎課程。但《機械制圖》課程在農業中專農機類專業教育中,究竟應起什么作用,其理論體系如何構建,應重點研究和講授哪些內容,應采用何種教學方法最為有效提高教學效率,全國各地中等農業學校農機類的授課教師看法不盡一致,因而在教學中既形成了各自的教學特色和教學模式,又積累了不少有益經驗。本文就筆者對這些問題的理解和教學實踐作些介紹,以期拋磚引玉。
1.明確課程教學目的,切實轉變教學指導思想
1.1有助于學生機械制圖素養的培養。《機械制圖》課程以機械生產運行為主線,綜合介紹了制圖的基本知識和技能、投影基礎、組合體、軸測圖、物體的表達方法、齒輪及常用的標準件、零件圖和裝配圖等機械制圖方面的內容,具有一定的工程技術屬性,屬于生產機械零部件范疇。它按照工程技術的發展變化,依據現代工程技術體制建立的最新研究成果,以理論聯系實際為指導,借助相關學科提供的原理和方法,去揭示機械制圖的規律性和工程對制圖技術的基本方法,以此尋求正確解決機械制圖問題的途徑和措施,為培養學生正確分析和解決我國工程制圖問題的能力,提高學生的工程制圖技能,推動機械制圖的全面發展具有重要的意義。農業中專農機類專業學生學習《機械制圖》課程可彌補其在工程制圖方面的制圖素養的不足,有助于學生分析機械制圖運行過程中的現實問題,提高把握機械制圖規律的能力與水平,從而更好地為現代工程制圖建設服務。
1.2有助于學生形象思維能力的培養。《機械制圖》課程是中等職業學校機械類及工程技術類相關專業的一門基礎課程,其主要任務是使學生掌握機械制圖的基本知識,獲得讀圖和繪圖能力,培養學生分析問題和解決問題的能力,使其形成良好的學習習慣,具備繼續學習專業技術的能力,對學生進行形象意識培養和制圖的規范性,使其形成嚴謹、敬業的工作作風,為今后解決生產實際問題和職業生涯的發展奠定基礎。促使學生更多地從知識性思考轉向方法性思考,有利于學生形象思維能力的培養,增強規律性、系統性、可判性和邏輯性,從而更好地促進專業的學習和研究,掌握主動學習的鑰匙。
1.3有助于學生“雙證”需求的培養,突出職業教育特色。為了拓寬中等職業教育的服務方向,實行學歷教育與職業資格證書培訓并舉,并與國家實行的就業準入制度相配套,《機械制圖》將“工業產品類CAD技能一級”職業資格認證對制圖基礎理論的要求融入進來。通過《機械制圖》的學習,既能使中等職業學校在校學生達到教育部最新頒布大綱的教學要求,又能基本掌握“工業產品類CAD技能一級”考試應具備的制圖理論知識,滿足學生獲得“雙證”的需求,提升學生的職業能力。在工程建設和經營中,工程技術人員為達到一定的先進工程技術目的,對工程生產過程和生產要素進行組織、加工、生產、修理等。這就要求工程生產技術工作者,不僅要懂得識圖、而且更應懂得并能按照施工圖的技術規范辦事。一個工程技術工作者,除掌握一定的現代工程制圖技術外,還應掌握一定的基本操作技能,從而對工程制圖及工業生產起到極大的促進作用。
1.4有助于學生形成良好的綜合職業素質。《機械制圖》課程涵界了機器設備的設計、制造、維修,還是機電、冶金、化工、土木建筑、電氣等工程的設計與施工,都必須依賴《機械制圖》的圖樣才能完成,各門學科既相獨立成體系,又互相滲透、相互交叉、高度整合、構成了《機械制圖》課程的知識結構體系,學生學習《機械制圖》課程后,有助于掌握本門課程所具有的科學性、系統性、規范性、實踐性和技術性等諸多特點的認識,為今后在實際工作中,正確處理好技術與加工的關系,力求達到以生產上可行,技術上先進、生產上合理、質量上有保證的有機統一,從而培養懂技術、善操作、會生產,具有良好的綜合職業素質的新一代熟練技能者和生產第一線的建設者。《機械制圖》課程必須改革傳統注入式的教學指導思想,樹立終身學習的教學觀,在啟發式教學思想的指導下,按照學生的認知規律,按理論探索的順序多法并用開展教學,教會學生會學習,激活學生創新思維,不斷提高空間思維能力和繪圖技能。
2.深化完善教學內容,突出教學目標
為適應《機械制圖》學科發展和社會經濟發展的需要,筆者在教學實踐中,不斷深化和完善教學內容,立足于理論與實踐的有機統一,這一《機械制圖》課程研究的主題,確立了與原有塊(制圖基本知識和技能、投影基礎、組合體、軸測圖、物體的表達方法、齒輪及常用的標準件、零件圖和裝配圖)不盡相同的新塊內容,并注意在課堂教學中突出重點和難點。
第一章,繪圖的基本知識,即國標的基本規定:線條、圖紙、字體、繪圖工具、尺寸標注、比例等等;幾何作圖包括等分圓周及作正多邊形、圓弧連接、斜度和錐度、橢圓的畫法等;平面圖形分析及作圖包括尺寸分析、線段分析、平面圖形的繪圖方法和步驟等。該部分作為基本知識,必須熟悉國標《技術制圖》與《機械制圖》的一些基本規定;教會學生按規范從事,使學生知道國家標準《技術制圖》是一項基礎技術標準,在內容上具有統一性和通用性,在制圖標準體系中處于最高層次;國家標準《機械制圖》是機械專業制圖標準,他們是圖樣繪制與使用的準繩,因此,學生必須嚴格遵守這些有關規定。幾何作圖是方法,形象直觀,通過引導提高學生的興趣和愛好,讓學生自主練習。
第二章,投影基礎:本篇首先介紹了投影法和視圖的基本概念、三視圖的形成及其對應關系,點、直線、平面的投影、基本體的投影和基本體的尺寸標注。本章是教學的關鍵,要求學生理解投影法的概念,熟悉正投影的性質;讓學生初步掌握三視圖的形成及其對應關系,能繪制和識讀簡單形體的三視圖;掌握點的投影規律,熟悉直線和平面的三面投影,掌握特殊位置直線和平面的投影特性;熟悉基本體的視圖畫法及表面上取點、線的作圖方法及尺寸注法;掌握用特殊位置平面截切基本體的畫法和尺寸注法。
第三章,組合體。本篇著重介紹組合體的形體分析、組合體三視圖的畫法、組合體尺寸標注、看組合體視圖的方法。課堂講授主要理解組合體的組合形式和畫法,熟悉形體分析法;掌握組合體三視圖的畫法和識讀組合體三視圖的方法;掌握看組合體視圖的基本要領,能根據視圖想象出組合體的空間形狀;能識讀和標注簡單組合體的尺寸;掌握兩異徑圓柱正貫和同軸回轉體相貫的相貫線畫法。
第四章,軸測圖。本篇介紹軸測圖的基本知識、正等軸測圖、斜二等軸測圖簡介。課堂講授主要了解軸測圖投影的基本概念、特性和常用軸測圖的種類;了解正等軸測圖的畫法,能畫出簡單形體的正等軸測圖;了解圓平面在同一方向上斜二軸測圖的畫法。
第五章,物體的表達方法。本篇首先介紹了視圖,然后分析了剖視圖、斷面圖,最后介紹了局部放大圖和簡化畫法。課堂講授主要要求學生熟悉基本視圖、向視圖、局部視圖和斜視圖的形成、畫法及配置關系;理解剖視的概念,掌握與基本投影面平行、用單一剖切面獲得的全部視圖、半剖視圖和局部剖視圖的畫法與標注,掌握識讀剖視圖的方法;了解用單一斜剖切面、幾個相互平行的剖切面、幾個相交的剖切平面獲得的剖視圖的畫法與標注;能識讀移出斷面、重合斷面和局部放大圖的畫法,以及常用的簡化畫法。
第六章,螺紋、齒輪及常用的標準件。本篇介紹了螺紋、螺紋緊固件、齒輪、鍵連接和銷連接、滾動軸承、彈簧。課堂講授主要了解螺紋的形成、種類和用途,熟悉螺紋要素;掌握螺紋規定畫法和標注方法;熟悉常用螺紋緊固件的種類、標記與查表方法,能識讀螺栓連接、螺柱連接和螺釘連接的畫法;了解直齒圓柱齒輪輪齒部分的名稱與尺寸關系,能識讀和繪制單件和齒合的直齒圓柱齒輪圖;了解鍵、銷的標記,平鍵連接與銷連接的規定畫法;了解常用滾動軸承的類型、代號及其規定畫法的簡化畫法;能識讀圓柱螺旋壓縮彈簧的規定畫法。
第七章,零件圖。本章介紹了零件圖的作用和內容、典型零件的表達方法、零件圖的尺寸標注、零件圖上技術要求的注寫、零件上常見的工藝結構、讀零件圖、零件測繪。課堂講授主要理解零件圖的作用和內容,熟悉典型零件的表示法;了解尺寸基準的概念、零件上常見工藝結構的畫法和尺寸注法,熟悉典型零件圖的尺寸注法;了解表面粗糙度的概念,掌握表面粗糙度代號的標注和識讀;了解極限與配合的概念,掌握尺寸公差的標注和識讀;能讀中等復雜程度的零件圖;掌握零件測繪的方法,能繪制簡單的零件圖。
第八章,裝配圖。本章介紹了裝配圖的表達方法、裝配圖的尺寸標注、技術要求及零件編號、裝配結構簡介、讀裝配圖。課堂講授主要了解裝配圖的作用和內容,熟悉裝配圖的基本畫法和簡化畫法;理解裝配圖的尺寸標注;熟悉裝配圖上零件序號的編排和明細欄的使用方法;熟悉識讀裝配圖的方法和步驟,能識讀簡單的裝配圖。
3.改革教學計劃,啟迪學生理性思考
《機械制圖》課程信息量大,知識點多,涵界面廣,為了激發學生的學習興趣,激勵并發揮學生的空間想象力和思維能力力,培養學生獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力,采取了以下做法:
3.1合理組織課堂教學內容,有效實施課堂調控。《機械制圖》課程理論性強,教學課時有限。要在有限的教學時間內完成授課內容,教師要花相當精力消化內容,并根據教學目的和要求決定內容的取舍,注意吸收工程技術的新技能、新理論、新經驗,為教材注入新的活力,使學生開闊視野,獲取新知,激發創新意識,做到研究新情況,解決新問題。確定本課程的重點章節和各章節的重點、難點、疑點和關鍵,處理好點面關系,有效分配教學授課時間,力求教學中突出重點、突破難點、分析疑點、講透關鍵。同時,教師授課時要注意收集學生的各種信息反饋,掌握學生消化教學內容的程度,并及時微調教學計劃的進度及內容,充分發揮“教為主導,學為主體”的作用,使教學“雙邊”活動相輔相成,增強教育的吸引力,達到“聽之有趣、學之有識、思之有理。”
3.2貫徹理論聯系實際教學原則,密切注視生產實踐。理論聯系實際,加強實踐教學環節的教學,加大現場教學的力度;使課程教學內容與學生技能培訓考證結合起來。嘗試把課程建設成雙證課程,把素質能力培養貫穿于課程教學之中,體現了農業中專實用性人才培養的特色。在教學中既要講清機械制圖的概念、原理,又要分析學生的思想、學習、生活及其社會中所遇到的實際問題,以技術應用能力為主線優化整合課程。按照“以必需、夠用為度”和“強化應用,培養技能”的原則和課程體現“實用性、適用性、先進性”的原則,重新組合適合農業學校特色的農機類教學內容。把以信息技術為主體的現代教育技術應用于《機械制圖與CAD》課程教學的全過程。同時,讓學生寒暑假期到工廠參加生產實踐,開展調查研究,這種從理論到實踐,從實踐到理論,既可將工廠生產零部件實際引入教學,豐富教學內容,又能增強學生感性認識,引發學生進行深層次的理性思考,增強學習的自覺性,提高學生調查研究問題、科學分析問題和解決問題的能力。
關鍵詞:土木工程制圖;課程體系;實踐教學
山西工商學院作為一所應用型本科院校,重視實踐教學、應用型人才培養,以增強學生社會職業素養和就業競爭力。《土木工程制圖》作為土木工程的一門主要專業基礎課,其任務是使學生掌握制圖標準及規范,培養學生空間想象力及閱讀和繪制工程圖樣的能力[1]。隨著建筑行業對畢業生識圖制圖能力要求的不斷提高,《土木工程制圖》的課程設置應滿足當今社會與行業的需求。
1土木工程制圖課程教學中存在的問題
1.1課程教學順序連貫性存在脫節
目前大部分高校土木工程專業中的《土木工程制圖》課程在大一開設,而學生在大一時還沒有接觸很多的專業課,因此學習制圖課程時對實際的工程圖理解深度有限,不能完全看懂圖示內容,而到了后續很多課程中均用到其知識時又由于制圖課程學習不到位而看不懂圖,這就造成了學生知識鏈條的脫節。
1.2專業實踐環節與工程制圖標準要求存在脫節
后續開設的常用繪圖軟件課程(如《土木工程CAD》)中,講授過程主要強調軟件的基本命令、操作工具的使用及命令應用技巧,忽視了應按照《土木工程制圖》的高標準繪圖。以至于在相應的實訓練習中、后續課程設計(如房屋建筑學課程設計)乃至畢業設計中,繪圖成果樣式五花八門,如:標注不標準,字體線寬不符合要求,線型錯誤等等。表明學生忽視了應按照《土木工程制圖》的高標準繪圖。
1.3畢業生實際制圖能力與企業要求存在脫節
根據社會調查結果和畢業生反饋意見,發現當今建筑行業要求畢業生能夠熟練應用常用繪圖軟件(如AUTOCAD、天正建筑、探索者等)準確表達符合規范要求的工程圖樣;并具備一定的徒手繪圖能力。能較快地讀懂一套圖紙,掌握查閱工程相關技術規范、標準的方法;掌握各種標準圖集的識讀,能夠直接指導施工[2]。而學生在校期間接觸的圖紙較為簡單有限,且缺乏系統性訓練,所以在這兩方面的實踐能力均比較薄弱。
2統籌規劃構建新的土木工程制圖課程體系
原有課程體系不利于學生知識體系的構建和能力的培養,為實現應用型高校能力培養目標,將新課程體系分為畫法幾何、制圖基礎、土木工程制圖、計算機繪圖、實踐教學五個模塊。
2.1畫法幾何與制圖基礎模塊
將畫法幾何與制圖基礎模塊(48課時)安排在第一學期。主要講授投影的基本規律,如何在二維的平面上正確、清晰地反映三維形體。通過學習培養和發展學生對三維形體和其相關位置的空間想象能力和形體表達能力。投影規律的講解一定要透徹,使學生完全理解視圖的生成過程,學會圖解幾何問題。形體投影圖的識讀和繪制作為教學重難點,重點講解、反復練習。為增強與后續專業知識的聯系和學生的學習興趣,可讓學生繪制一些簡單建筑構件(如陽臺、樓梯、雨棚)的三視圖和剖面圖。
2.2土木工程制圖模塊
將土木工程制圖模塊(32課時)安排在第二學期。主要講授國家制圖標準(包括混凝土結構施工圖平法制圖規則和構造詳圖)和施工圖紙的具體讀圖和繪圖方法。采取講授并配以手工繪圖大作業的授課形式。手工繪圖作業必須嚴格按照國家制圖標準繪制,掌握正確的繪圖方法,熟悉繪圖儀器和工具的使用,達到加深理解工程圖樣的表達方法,了解制圖標準與規范的要求,掌握繪制和閱讀工程圖樣的能力[3]。教學時不僅要密切聯系畫法幾何中的投影方法,還要結合房屋建筑學、建筑結構等課程的內容,才能使學生徹底讀懂理解圖紙。
2.3計算機繪圖模塊
將計算機繪圖模塊(48課時)安排在第三學期。主要講授如何利用AutoCAD、天正建筑、探索者軟件繪制施工圖的方法與技巧。采取多媒體演示教學配以學生實訓練習的授課形式。為滿足行業要求,使構建的課程體系與現代工程技術緊密接軌,在學生具備AutoCAD的操作之后,以天正建筑和探索者軟件為例,講解如何利用二次開發的CAD繪圖軟件繪制施工圖紙。教學過程要理論聯系實際,重視實訓教學,使學生按照畫法幾何中的投影原理理解CAD圖像,按照土木工程制圖的制圖標準和房屋建筑學的知識繪制合理合格的圖樣,確保學生通過實訓課的練習掌握軟件的操作和繪圖步驟。
2.4實踐教學模塊
實踐教學模塊作為一個新教學環節,分為讀圖和繪圖實踐兩部分。此環節在部分主要專業課程完成后、生產實習之前開展,此時學生已有一定的專業知識和讀圖繪圖能力,而實際的工程圖通常比較復雜,絕大多數的學生仍缺乏實踐能力,這就需要增加接觸實際圖紙的機會。此環節分三階段:第一階段(6課時):將成套的施工圖紙分法給各小組學生閱讀,教師現場答疑,要求學生讀圖時完整閱讀,注意細節分析,全面掌握圖示內容。第二階段(4課時):學生深入施工現場,在現場查看實際使用中的施工圖,了解施工圖如何指導施工。第三階段(一周):要求學生用天正建筑、AUTOCAD軟件抄繪一套完整的施工圖紙,使學生全面掌握建筑構造、結構,尤其是細部節點,加深對圖紙的理解,同時進一步訓練學生繪圖能力,為相關課程設計與畢業設計打下扎實基礎。
3結論
新課程體系的這五大模塊涵蓋了有關土木工程制圖的所有知識和能力要求,緊密聯系又相互滲透,并與其他課程緊密銜接、交叉融合,使學生具有較強的專業制圖能力以滿足當今社會與行業的需求。
參考文獻:
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[2]王書文.土木工程制圖教學改革探討[J].蘇州城市建設環境保護學院學報,2001,3(1):10.
論文關鍵詞:工程制圖,三維,建模,教學
從眾多的文獻中可以看出,對于空間想象力的培養,很多人提出多種觀點和改革方案[2-6,8]。筆者在多年的《工程制圖》教學過程中,經常采用AutoCAD制作三維實體模型輔助多媒體教學,有許多經驗與體會。文章探討了在《工程制圖》的各個知識點如何利用AutoCAD三維建模功能制作三維模型,增強學生的空間想象力,提高空間思維能力,增強學生的學習積極性,為其他教育工作者提供交流與借鑒。
1 三維實體建模在《工程制圖》教學過程中的作用
1.1 在投影基礎教學過程中的作用
對于三維模型輔助教學,許多人都是在立體及以后的章節中采用,而在點線面的基礎投影里還沒有看到這方面的論述[7, 9]。而對于點線面的投影及它們之間的相互位置,許多學生理解起來非常困難,特別是線與線、線與面相交以后的投影,需要很強的空間思維能力和想象力,所以學生在這部分內容的學習一般不很扎實,這將影響以后的學習。通過反復摸索,結合教學特點,筆者首先建立3個坐標軸X、Y、Z,再根據這3個軸的關系建立3個相互垂直的平面作為投影面,這樣就建立了三維投影坐標系,如圖1(a)所示。以這個坐標系為基礎,在其間插入直線和平面,可以制作直線投影、平面投影及它們之間的相互關系,如圖1和圖2。通過動態觀察和視圖選擇,學生可以清楚它們的投影特點和相互關系。經課堂教學證明,這些三維立體模型對學生的空間思維有很大的幫助,大大提高了學生的理解。
1.2 在基本立體及表面交線的作用
零件都是由若干基本幾何體組成,因此基本幾何體的空間形狀及投影規律是復雜零件圖形繪制的基礎。學生從點、線、面過渡到基本立體,還是存在一些困難,特別是曲面立體的投影。如果這部分掌握不牢固,對后面的組合體及復雜形體將產生很大的影響。大部分學校是采用實物模型來增強學生的理解,但實物模型數量畢竟有限,而且實物模型全部拿到課堂上也是非常麻煩。而采用AutoCAD三維模型功能可以靈活方便地繪制所有幾何體,而且可以激發學生的求知欲和增強學習興趣,如圖3(a)所示。
截交線和相貫線這部分是《工程制圖》教學過程中的典型難點,立體被截切或相貫以后會變得非常復雜,學生一般要反復觀看、不斷摸索,才能掌握它們的特點,才能得出正確的平面投影。如果看不到立體形狀,學生理解起來非常困難,平面投影更是無從下手,非常容易出錯。一般情況下,學校會給出一定的實體模型供學生觀察,但是《工程制圖》教材會經常更新和變化,實體模型很難適應所有教材。采用AutoCAD可以繪制多樣化的立體截切體和相貫體,項目管理論文如圖3(b,c,d)所示。這些三維模型給學生一種很直觀的感覺,而且學生可以像實體模型一樣翻轉,可以觀看不同視圖的投影,大大增強了學生的理解,增強了學生的自信心,起到了很好的教學輔助作用。
1.3 在組合體視圖中的作用
組合體的投影較簡單幾何體復雜很多,其繪制過程也具有一定難度。采用AutoCAD可以出繪制出典型零件的組合體,而且可以演示組合體的組合關系,如圖4(a)所示。一些通過切割得到的組合體也可以繪制出來,如圖4(b)所示。如果《工程制圖》理論課的學習和CAD軟件的學習同時進行,可以讓學生嘗試自己繪制三維圖,可以大大提高學習興趣,增強理解和掌握。
1.4 在機件常用表示方法中的作用
當零件具有特別復雜的形體,而且內部具有較多孔洞等結構時,一般要采用剖切的方法。合理的剖切能夠完整地表達零件的內外部形狀結構。AutoCAD具有專門的剖切工具,能夠對各種形體進行不同形式的剖切,例如全剖、階梯剖等,如圖4(c、 d)所示。
2 結語
使用AutoCAD軟件繪制三維模型,彌補了實物模型不全的缺陷,而且繪制模型簡單方便,可以根據不同教材內容修改三維模型,方便靈活,省去購買實體模型的資金和時間;另一方面,使用軟件繪制的三維模型給學生一種新鮮感和興味性,激發學生的好奇心和求知欲,學生積極性會有很大提高。AutoCAD是一種應用極為廣泛的繪圖軟件,工科學生一般都要學習這種軟件,而且AutoCAD的三維繪圖功能簡單易學,所以學生邊學習軟件邊自己繪制三維圖,既提高了軟件的知識又提高了自己的空間想象力,學習興趣和學習效果大幅度提高。
參考文獻
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【關鍵詞】中職學校 建筑制圖與識圖 教學方法
《建筑制圖與識圖》是一門實踐性較強的專業課,是中等職業學校建筑類專業的一門技術基礎課,工程圖樣是工程建設中不可缺少的重要技術文件資料。在教學計劃安排上開課較早,同時也是學生學習難度較大的一門課,教師講授專業圖的識讀和繪制困難很大。幾年來的教學實踐使我深刻感受到:在課程教學中,教師只有采用合適的教學方法,才能達成有效的教學效果。
一、強化職業素質,養成良好習慣
客觀上講,中等職業學校學生的知識相對薄弱,思維能力相對較差,尤其是對最初接觸的專業課程更是感到無所適從。這就需要教師充分利用校內外的教學資源,開展到施工現場、相關設計院參觀,學習視頻宣傳片,組織比賽等,增強學生的感性認識。讓學生充分認識到建筑制圖課程的學習在今后職業生涯中的重要作用,了解作為建筑專業人才必須具備的工程素質,幫助學生樹立良好的職業道德和正確的價值觀。激發學生的學習積極性和主動性,培養學生嚴肅認真、耐心細致、一絲不茍的學習態度。
二、激發學習興趣,提高學習效率
激發學生的學習興趣,是調動學生學習積極性的前奏。“興趣是最好的教師”,于是我嘗試快樂教學法,讓每個學生在制圖課上都有所收獲。教師通過合適的教學思路和教學方法激活課堂教學,激發學生的學習興趣,讓學生在輕松、愉悅的氛圍中學到知識。比如講解圓周的等分時開展“誰的五星最閃亮”評比,通過同心圓弧的繪制開展“最美大眼睛”評比,也可以結合工程實踐、利用教學模型進行演示、例舉學習生活中的實體、自制教學模型等激發學生的學習興趣。使學生在積極的思維活動下,變被動接受為主動探究,體驗學習的快樂,獲得成功的體驗,提高教學效率。
三、利用實體模型,培養空間想象力
培養學生的空間想象能力和構思能力是這門課的主要任務之一。針對制圖課教學的抽象性、復雜性特點,在教學中利用構建的實體模型,使學生在學習投影知識時,對于點、線、面、體以及相互關系更清晰明白,更能準確地表達出各個投影面中的圖形以及各自的關系情況,拓展了學生的思維能力。
1.以環境中的實物為模型來培養空間想象力
如在學習三面投影體系時,我們可以例舉教室的墻角作為三面投影體系;學生的橡皮、三角板、文具盒等等都可以作為學習形體時的模型。這些模型方便又具體。
2.利用現有教學模型或掛圖培養空間想象力
在教學過程中充分利用已有的實體模型或是掛圖,能夠準確的反映物體各方向上的投影情況,既形象生動又科學準確,有助開拓學生的思維能力。
3.動手自制模型來培養空間想象力
自制的模型有助于學生從抽象分析變為形象分析,逐步培養學生的空間概念,形成空間想象能力。制作模型比較簡單的方法是用橡皮泥,也可用木制的大模型或是通過折紙的方法。如在學習組合體的投影時,先讓學生根據直觀圖做模型,運用正投影原理來分析形體的三面投影。求水平面投影時從上向下觀看模型,求正立投影面時從前向后看,求側立投影面時從左向右看。也可以通過模型的組合或分解,學習組合體投影的知識。學生在不知不覺中豐富了自己的空間想象能力,提高了對形體的分析能力。同時學生通過自制模型,提高了動手能力,增加制圖課程的生動性、趣味性。
4.構建三維實體造型技術,培養空間想象力
培養空間想象力,采用三維計算機輔助設計可以取得事半功倍的效果。三維計算機輔助設計可以構建出各種物體的三維圖形;可以用虛擬工具將物體中的各個部分拆卸下來,讓學生從頭到尾,從里到外,詳細觀察各部分;可以將各部分重新組合還原,還可以對物體或各部分進行任意的旋轉、放大或縮小。學生根據投影原理可從不同的方向觀察它的形狀結構,增強了空間的想象力。計算機輔助設計實現三維實體造型相比其它模型要快得多。
四、加強作業指導,提高繪圖識圖技能
《建筑制圖與識圖》的特點決定了學生在學習過程中必須提高繪圖和識圖能力。而要確保繪圖的規范和準確,伴隨著理論學習的逐步深入,教師只有不斷地加強對學生繪圖作業的指導。從執筆的方法,繪圖工具的正確使用到線型粗細、字體和字母語、數字的規范注寫、圖形尺寸的正確標注、投影圖的符號書寫、規定符號的繪制、圖例的正確畫法以及圖紙的布局是否合理等,都按照國家現行規范的要求進行指導,及時糾正學生繪圖作業中的錯誤。畫圖是手段,識圖是目的,學生只有多畫圖、多識圖、多上機、多練習、多實踐,才能不斷地加深印象,熟悉內容,提高繪圖與識圖能力。
五、利用校企合作,實現素質提升
在《建筑制圖與識圖》的教學過程中,結合職業學校辦學特點,利用校企合作關系,教師應提供機會讓學生適時地到實踐中去,在理論與實踐結合中提升學生的綜合素質。讓學生到當地設計院、住建局等單位的設計部門實踐,了解施工圖紙的產生過程;帶領學生到建筑工地實踐,了解由施工圖紙到生產施工再到實現工程完工的各個環節。理論和實踐的有機結合,提高學生的繪圖與識圖能力,綜合提高學生素質,真正實現中等職業學校對學生培養的目標。
綜上所述,教師在教學中,做到結合建筑行業特色,培養學生的良好習慣,激發學生的興趣,培養學生的空間想象力,讓學生在實踐中學,就可以提高教學質量,有效達成教學效果,為學生今后的學習與走上工作崗位打下堅實的基礎。
【參考文獻】
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