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1工程圖學(xué)教學(xué)

工程圖學(xué)被稱為工程技術(shù)人員的技術(shù)語言，是理工科各專業(yè)必不可少的技術(shù)基礎(chǔ)課。它對于技術(shù)創(chuàng)造性思維的開發(fā)必不可少，學(xué)生通過這門課的學(xué)習(xí)不僅為后續(xù)課程打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而且由于課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，對學(xué)生綜合能力的提高、創(chuàng)造性思維的開發(fā)以及嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)作風(fēng)培養(yǎng)非常有益。隨著現(xiàn)代制造工業(yè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，工程制圖在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展中越來越重要。工程圖學(xué)已成為產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工和優(yōu)化的必要的前提條件，而且將成為全人類間交流的工具。面對新時(shí)代的要求和希望，我們在工程圖學(xué)教學(xué)內(nèi)容、方法和考核等方面都有待改革，以適應(yīng)時(shí)代的要求。從查閱到的美國的一些院校近年來的工程圖學(xué)教學(xué)大綱可以看出，他們的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方法與我們有些相同，有些則不同，其課程的調(diào)整和變化都為了適應(yīng)當(dāng)代技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展。在教學(xué)中，采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為主流。在工程制圖教學(xué)中廣泛采用的多媒體計(jì)算機(jī)教學(xué)方法，不僅縮短了學(xué)時(shí)，也加深了學(xué)生的理解。在教學(xué)內(nèi)容上，加重了徒手草圖和三維建模設(shè)計(jì)軟件的份量，以產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造為主線，注重學(xué)生創(chuàng)造性思維和實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)。對于學(xué)生成績的評定較全面多樣。更能真實(shí)地反映學(xué)生的實(shí)際水平。下面分別介紹美國一些大學(xué)的工程圖學(xué)的課程內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方法以及教學(xué)制度。盡管我國的國情與美國不盡相同，但這些方面對于我們的工程圖學(xué)的教學(xué)還是有一定借鑒和啟迪作用，值得注意。

2課程的主要內(nèi)容

在種類多樣的美國高校中，工科專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃不盡相同，工程圖學(xué)課的教學(xué)大綱也是各有特點(diǎn)。但講授的內(nèi)容大同小異。與我們類似，包括書寫規(guī)范、繪圖儀器的使用、徒手草圖、投影理論、視圖的布局、剖視及輔助視圖、軸測圖、尺寸標(biāo)注及公差、計(jì)算機(jī)二維繪圖及三維建模、零件圖和裝配圖等。課程開始就從工程設(shè)計(jì)和制造的環(huán)節(jié)出發(fā)，強(qiáng)調(diào)課程的重要性和實(shí)際意義。雖然有些院校還講繪圖儀器使用等內(nèi)容，但手工繪圖主要采用草圖形式，由于計(jì)算機(jī)繪圖在繪圖質(zhì)量、效率、圖樣管理等方面具有的絕對優(yōu)勢，已成為工程技術(shù)人員所必須具備的基本技能，所以課堂上大量應(yīng)用計(jì)算機(jī)二維繪圖及三維建模。草圖主要用于表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)形，根據(jù)草圖轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)圖形或模型。再由模型生成工程圖。畫法幾何內(nèi)容通常作為一章出現(xiàn)，主要講投影變換和表面展開等。課程一般一學(xué)期完成川，課堂講課一般不到30學(xué)時(shí)，重點(diǎn)是圖學(xué)理論，其他時(shí)間主要在機(jī)房進(jìn)行C人D訓(xùn)練和完成作業(yè)，機(jī)械專業(yè)的工程圖學(xué)課總課時(shí)一般不超過70學(xué)時(shí)。講授的圖學(xué)內(nèi)容簡明實(shí)用，教學(xué)中常用的計(jì)算機(jī)軟件有:AutoCAD、IntelliCAD、Autosketch、cADKEY、sol記work，、solidEdge。和pmE等。前4個(gè)側(cè)重二維繪圖，后3個(gè)用于三維建模。

用的最多的是AutoCAD和Solidworks。比如弗吉尼亞州立大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院20()4年春季學(xué)期的教學(xué)大綱要求學(xué)生掌握的內(nèi)容包括:•能畫物體的軸測草圖;•會(huì)生成機(jī)械零部件的工作圖;•使用CADD軟件繪制二維圖;•使用三維建模軟件Solidwork。生成簡單機(jī)械零件的實(shí)體模型•能從零件的實(shí)體模型生成二維圖。應(yīng)具備的能力包括:•講出工程圖學(xué)的重要性;•從零件的二維圖形得出三維模型;•講出工程圖學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和公差要求;•進(jìn)行實(shí)體造型;•會(huì)使用快速成型機(jī)作出實(shí)際模型來評價(jià)設(shè)計(jì)水平。他們在課程學(xué)習(xí)中一直使用Autosketch和Solidwork。進(jìn)行二維草圖和三維建模的教學(xué)活動(dòng)。有些學(xué)?！病痌在近年來直接使用solidwork，，從三維角度進(jìn)行工程圖學(xué)教學(xué)。他們認(rèn)為使用這樣的軟件和設(shè)計(jì)理念，會(huì)使傳統(tǒng)的圖學(xué)內(nèi)容縮減一半，諸如繪圖儀器的使用、幾何作圖、畫法幾何、斜投影、文字書寫及畫線、甚至正多面視圖的作圖都不必講授了。其課程目標(biāo)集中在使學(xué)生學(xué)會(huì)如何用視覺方式進(jìn)行工程設(shè)計(jì)交流和使用高級建模設(shè)計(jì)軟件。根據(jù)1997年美國制造工程協(xié)會(huì)(SME)對許多行業(yè)的公司雇員的教育需求表明:大多數(shù)人都認(rèn)識到由于cAD/cAM、尺寸標(biāo)注和閱讀工程圖等工程圖學(xué)方面的因素而影響了其竟?fàn)幠芰ΑＣ绹鴩蚁冗M(jìn)制造協(xié)會(huì)(NACFAM)最近也推出了作為先進(jìn)高效制造國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工程一部分的第四個(gè)CADD技能標(biāo)準(zhǔn)。他們認(rèn)為學(xué)生應(yīng)該具有良好的閱讀工程圖和CADD的能力。強(qiáng)烈建議圖學(xué)教育界要努力提高學(xué)生在閱讀工程圖的方面、把讀圖能力與CAD相結(jié)合方面以及實(shí)體造型和形體表達(dá)等方面的能力。不容置疑，CAD有助于提高了學(xué)生讀圖能力和概念的理解。

但還是有一些CAD技能很好而缺乏讀圖能力的學(xué)生，對于這樣的學(xué)生，可以通過實(shí)體模型和草圖的訓(xùn)練來提高學(xué)生的讀圖能力。目前我國大多數(shù)院校還是以傳統(tǒng)畫法幾何和工程制圖為主，再加上少量的計(jì)算機(jī)繪圖，上機(jī)條件也往往跟不上要求。無論是機(jī)類畫法幾何及機(jī)械制圖還是非機(jī)類的工程圖學(xué)課，都由于課時(shí)的減少而顯緊張。由于舊的內(nèi)容減不下去.又加人了不少新內(nèi)容，而且內(nèi)容偏多、偏細(xì)。教師為應(yīng)付這些內(nèi)容只能講得多，而與學(xué)生一起練習(xí)的時(shí)間很少。這樣學(xué)生雖然聽了很多課，卻不能完全轉(zhuǎn)化成自己的技能。只有改革現(xiàn)有課程體系，去掉現(xiàn)在用處不大的內(nèi)容，加人新知識，改灌輸為引導(dǎo)，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，才能改善教學(xué)效果。

3多樣的教學(xué)培養(yǎng)方式

為了使學(xué)生掌握基本的圖學(xué)規(guī)范、徒手草圖、計(jì)算機(jī)二維作圖和三維建模的方法以及讀圖能力，在教學(xué)中，老師要利用多媒體及教具模型進(jìn)行課堂講解、引導(dǎo)學(xué)生自己去探索、去發(fā)現(xiàn)新知識，組織學(xué)生課堂討論、布置作業(yè)和上機(jī)輔導(dǎo)。一些院校要求學(xué)生把作業(yè)以及對課程的問題和建議都存放在特定的文件夾中，老師可以訪問每一個(gè)學(xué)生的文件夾及時(shí)了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和要求，有針對性地調(diào)整教學(xué)。為了在一學(xué)期內(nèi)完成圖學(xué)理論和CAD內(nèi)容，課堂講授的內(nèi)容和上機(jī)內(nèi)容往往是并行的，也就是說，學(xué)生在機(jī)房學(xué)習(xí)三維建模軟件，在教室學(xué)習(xí)圖學(xué)知識。除了課堂學(xué)習(xí)，閱讀相關(guān)的參考書，學(xué)生還可以通過教學(xué)光盤、以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。不少大學(xué)網(wǎng)站都有自己的工程圖學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)〔’〕。上面既有課件、授課視頻、作業(yè)及答案，還有學(xué)習(xí)游戲和問答題。由于工程圖學(xué)課程的特點(diǎn)之一就是實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)生必須通過實(shí)踐才能獲得真正的知識和能力。為了培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)造能力，除了完成每次課后作業(yè)，很多學(xué)校從課程中期開始就要求學(xué)生分組準(zhǔn)備一個(gè)綜合性的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，內(nèi)容包括相關(guān)零件的造型、裝配結(jié)構(gòu)的造型、每一部分的工作圖、集體作業(yè)、說明該設(shè)計(jì)項(xiàng)目的報(bào)告、裝配結(jié)構(gòu)動(dòng)畫、宜傳海報(bào)等，被選定的學(xué)生要在全班用幻燈片講解約3一5分鐘的項(xiàng)目內(nèi)容。有條件的還可以利用快速成型機(jī)做出實(shí)物展示，評價(jià)設(shè)計(jì)水平。組內(nèi)的每一個(gè)成員都要對整個(gè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)。在整學(xué)期內(nèi)會(huì)對該項(xiàng)目的進(jìn)展進(jìn)行檢查。在期末考試前后要提交上去。如果組內(nèi)有人不積極或落后了，其他成員要保證整個(gè)項(xiàng)目的完成。在準(zhǔn)備過程中，學(xué)生們交流了學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，也培養(yǎng)了學(xué)生們的團(tuán)隊(duì)合作精神。我國的很多院校目前都引人了多媒體及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，但要研究如何更有效地利用多媒體系統(tǒng)提高教學(xué)效果。由于很少進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目這樣實(shí)踐活動(dòng)，不但學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的興趣，而且也體會(huì)不到本課程的實(shí)際意義。因此應(yīng)向?qū)W生提供這樣的綜合實(shí)踐的機(jī)會(huì)，為后續(xù)課的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

4全面的成績考評機(jī)制

考察學(xué)生是否通過學(xué)習(xí)掌握了應(yīng)有的知識和技能，單憑期末考試是不夠的，因此學(xué)生的成績要從多方面評價(jià)，使考核成績充分體現(xiàn)學(xué)生的綜合能力。在各院校的教學(xué)大綱中都有明確的考核規(guī)定?？己诵问桨看蔚恼n后作業(yè)、3一5次針對內(nèi)容模塊的隨堂測驗(yàn)、課堂討論表現(xiàn)、設(shè)置題目、課堂筆記、讀書報(bào)告、上機(jī)操作情況、期末考試以及綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目等等。不同的院?？赡苡兴顒e閑[ll[8J(如表1)，但基本上都是從平時(shí)作業(yè)、考試測驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目三方面衡量，所有作業(yè)和側(cè)驗(yàn)的評分還考慮文字和語法的規(guī)范性。而且平時(shí)作業(yè)和設(shè)計(jì)項(xiàng)目所占的分?jǐn)?shù)通常較大;考試和測驗(yàn)占分較少。只有各項(xiàng)成績都超過滿分的50%才算總成績通過。國內(nèi)目前還是以傳統(tǒng)的期中和期末考試的方式占多數(shù)，這種方式捆住了教師的手腳，也使學(xué)生為應(yīng)付考試而注重片面的東西，從而束縛了學(xué)生能力的發(fā)展。因此必須從考試改革開始，促進(jìn)整個(gè)課程的改革提高。類似美國院校的考試形式已出現(xiàn)在國內(nèi)部分院校[9]的工程圖學(xué)課上，考試的改革已經(jīng)取得了顯著的效果，考試不僅能反映學(xué)生知識的掌握程度及技能的高低，也培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和感情，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的能力。

5相關(guān)的學(xué)習(xí)管理制度

為了從制度上保證課程教學(xué)的順利進(jìn)行，各學(xué)校都規(guī)定了嚴(yán)格的學(xué)習(xí)和考評制度，通常要求學(xué)生除非有殘疾，否則都要按時(shí)上課，不能缺席，必須按規(guī)定時(shí)間參加測驗(yàn)或考試，過后一般不允許補(bǔ)考，事先通知的特殊情況，即使允許參加補(bǔ)考，但其最高分?jǐn)?shù)也要降低一兩檔?？荚囍械膯柎痤}只給予課堂不缺席的學(xué)生。作業(yè)要求按時(shí)正確完成，如有錯(cuò)誤要求一定更正。要求上機(jī)操作的任務(wù)要在下次課之前完成。而且教室及機(jī)房內(nèi)禁止帶食品和飲料等等。此外，為提倡學(xué)術(shù)誠信以保證自由、公平的學(xué)術(shù)研究氣氛，諸如剿竊、欺騙等破壞學(xué)術(shù)誠信的行為就意味著破壞學(xué)校的聲譽(yù)，而要受到紀(jì)律處分。輕則喪失作業(yè)分、課程學(xué)分，重則被開除學(xué)校。這些制度有效地保證了工程圖學(xué)課的教學(xué)過程正常進(jìn)行和培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

6結(jié)束語

從以上幾方面可以了解到當(dāng)前美國的工程圖學(xué)教育的主要現(xiàn)狀，即面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造，精簡傳統(tǒng)內(nèi)容、在引人CAI、CAD/CAM的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化徒手草圖、計(jì)算機(jī)三維建模和讀圖能力的培養(yǎng)。利用健全的管理制度和考核方法，使工程圖學(xué)教育隨著新形勢要求不斷發(fā)展。這對于我國目前的工程圖學(xué)的教學(xué)有著很好的借鑒憊義，面對我國快速蓬勃的經(jīng)濟(jì)發(fā)展而對我們提出的要求，必須改革我國工程圖學(xué)課程的教育現(xiàn)狀，通過多方面的不斷努力，一定會(huì)取得滿意的教學(xué)成果。