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摘要:目前的教材中工程制图部分,一般都以机械零件为例,对设计类学生来说,由于缺少机械基础知识,教材内容显得理论性过强,构思表达产品工程图也无法做到得心应手。而单纯的AutoCAD软件学习与训练,比较单调枯燥。目前针对工程制图的教学改革研究较多,但是与软件结合后,两个内容简单地分前后教学,效率不高,识图和应用能力很难提高,本文正是研究如何整合两个教学内容,使效率更高,为后面的专业课打下良好基础。
关键词:工程制图 AutoCAD整合
引言
设计制图和AutoCAD是培养工业设计结构设计人才中必须要掌握的知识。而工业设计专业作为一个新兴的复合型学科,学科跨度大,必然无法像传统专业中具体深入研究每一门课程,要求尽量按照满足需要的前提下,整合、压缩课程,更高效地完成涉及多学科的教学内容。目前针对这方面的系统研究仍然不多。广东白云学院开力I工业设计专业开始的几年,制图课是由机电系教师负责授课,与专业的衔接一直不够融洽,在认真探讨了课程的内容和学生的特点之后,进行了课程的教学改革,逐渐摸索出一套适合本专业学生的教学体系。
一、问题的提出
工程制图是工业设计专业基础课程中的重要内容,其目的是培养学生的空间想象和创造能力,能正确读图、绘图。AutoCAD则为学生使用AutoCAD软件绘制产品设计工程图服务。
1.设计制图的教学现状
我国的工程图学在机械类专业发展的过程中,形成了一套非常完整地知识体系和教学体系,当年轻的工业设计专业综合多个学科的知识开始教学,必然会受到所涉及的学科发展中形成的理论和教学方法。例如,目前的制图教学普遍沿用机械类专业多年来的传统模式,连教材中的图例都是以机械零件为主,对设计类专业学生来说,缺乏机械基础知识,教材上的内容对他们来说理论性过强,尤其是制图标准很抽象,学习零件图困难大,识图能力很难提高,无法将所学在后面的专业课程学习中灵活应用,构思表达产品工程图也无法做到得心应手。而AutoCAD作为一门工具软件,理所当然地排在制图教学的后面。但是先学制图理论,再学习软件,学生会觉得单调、枯燥,理论难以掌握牢固,软件学习缺少针对性,学生往往只会照猫画虎,不会构思表达。要解决这些问题,整合是关键。
笔者研究了目前工程制图教学改革中常用的方法,如通过网络课程、三维展示,结合模型、零件测绘等加强学生对制图理论的理解,在吸收这些先进教学经验的基础上,针对两个教学内容的整合进行了一些探索。
我专业在课程设置中将工程制图与AutoCAD合二为一门《设计制图》课程,而且课程最后还要求学生通过AutoCAD的技能考核,结果两个教学内容—直很难均衡,或者制图学得很深,软件不够熟练,或者软件操作熟练,而制图学习太浅。
2.设计制图课程的教学要求
我校的《设计制图》总共64学时,主要研究图示方法、标注方法、制图标准、机械常识和制图技能、设计制图、AutoCAD等方面的内容,主要培养学生空间想象能力,要求熟悉国家有关的制图标准及设计制图的要求,并具有熟练的读图和绘图能力。
3.能力目标要求
根据分析,对课程的能力培养目标进行定位,学生通过学习应达到以下目标:
1)知识目标:学习正投影法,培养空间想象能力,掌握机械制图及其相关标准的规定,了解和掌握产品设计制图的基本知识和专业知识。
2)能力目标:经过理论课的系统学习和训练,具备一定的绘制和识读机械图样的能力、空间想象能力以及设计制图的能力。
3)技能目标:学生通过大量的作业练习,不断培养和提高的空间想象能力和表达能力,完成空间立体和平面图形之间的相互转换,通过大量的作业实践,掌握作图的技能与技巧,提高作图的质量与速度。
4)素质目标:在学习完制图有关的理论知识后,安排一段集中实践,对所学知识以及相关知识进行—次全面的练习和检验,然后通过课程开出项目训练学生绘制设计制图的能力。在后面连续的专业课的实训,进一步提高综合能力,从而最终达到走上工作后,能较快地适应并承担制图岗位的工作。
5)德育目标:进一步提高学生的德育修养,不仅要求学生有良好的学习习惯、学习态度,而且要注意培养学生的职业道德,包括认真的工作态度、严谨的作风等。
二、教学实践
在笔者的教学中首先尝试的是以软件进行制图理论的教学,如通过软件绘图促进对制图国标的理解记忆和教学生使用软件绘制物体正等轴侧图。通过反复绘制不同大小的图纸,设置有或无装订边等的练习,学生很快掌握了图纸、标题栏、文字、线型等的国标规定。而从三视图开始绘制正等轴侧图,给了学生一个自我检验三视图的方法,也给了学生满足感,将抽象的三视图,通过软件绘制,逐渐分析并看到立体的形状。在兴趣的支撑下,学生的学习积极性和主动性很高,常自己绘制产品立体图,补画第三视图掌握很快。能调动是教学成功的关键,笔者在后面的教学中尝试让学生主动寻找知识和答案。
空间想象能力的训练通常包含了从立体到平面图形(绘图)和从平面图形到想象出实物(读图)两个部分,在具体的设计应用中需要从外部形态具体到内部结构,即构思立体开始,到绘制图纸结束。笔者结合实际,在教学中引入合理的项目,引入模型制作和网络知识搜索,安排了“画图一一识(画)图一一构思表达”三个阶段的实践训练:
第一阶段,画图。本阶段安排28学时,完成制图规范、三视图、立体切割和AutoCAD软件基本操作(不含标注)的知识讲解,主要训练学生“画图”。这是课程的基础,学生在基本了解制图规范和软件操作的基础上,实践才变得有意义。本阶段的画图从AutoCAD绘制不同规格的图纸开始,反复强化,学生通过软件操作,先记住了国标中关于线型设置,文字大小,图副边距等基本设置,并熟练运用软件抄画立体切割的三视图。在学会基本操作的基础上,通过设置正交捕捉模式教学生绘制立体的轴侧图,反过来检查三视图的正确性。对于复杂结构的立体切割,通过学生自制模型,使学生深刻三视图对应的实体图,在看得见、摸得着的情境中理解理论制图知识。并安排课堂讨论:如针对图形的缺线、漏线,让学生展开讨论,增强学生的印象。该阶段要安排学生随堂练习、画图,时常检查学生进度。 第二阶段,识(画)图。本阶段安排24学时,本阶段实际上是以培养学生读图能力为主,但是方法多样,其中也包括大量的绘图训练。
首先在教学中讲解零件图基本知识,补充加工工艺,结构与用途等内容,并布置课外学习内容要求学生上网检索收集常见泵体、箱体、叉架等典型零件和零件图对照,引导学生主动获取知识,帮助学生理解传统教材中零件图结构及用途,培养空间想象能力。
然后安排专门的图纸识图训练,教学生掌握读图、绘图的正确顺序,并对照零件图纸制作模型,通过制作模型对于不常见的向视图、后视图与其他视图的关系进行强化。接下来的抄图训练,在识图训练的基础上,便变得更容易,而抄图对于促进对制图规范的理解作用也很大。在抄图过程中,结合图纸中的表面粗糙度、公差等符号,讲授加工工艺和精度等知识,学生听讲更认真。
第三阶段,构思表达。本阶段安排课时8学时。补充必要的专业制图规范,并结合项目的开出,引导学生从抽象的投影过渡到产品设计制图。布置课外上网查阅资料任务:查找各种家具图纸和机械零件,培养读图的能力,结合教师示范,掌握设计制图的绘图顺序。再安排“根据功能要求,进行产品设计,并绘制工程图”的教学,作为培养创新能力的一个应用环节,促使学生将课堂所学灵活应用于实际设计。因课时有限,项目要求课下完成。学生在打好了前面识图、画图的基础上,很容易完成该项目,并延续到其它后续课程的学习中。
最后值得一提的是,好教学也要有好的考核方案推动学生配合整个教改方案的开展。在以前的考核中,按平时和期末3:7比例,期末采用闭卷形式,但是期末考试受时间限制,题型不可能太多,区分度不够高,难以测出学生知识迁移的真实情况。经课题组讨论,通过预先设计改革评价方案,将学生的学习态度计入考核,培养学生严谨的作风,加大了平时作业的考核比例,实行制图、模型制作、上网找类似结构的零件、软件设计制图与期末考试结合的形式,促进学生主动深入地学习课程内容。事实上,通过深化改革,学生的技能考核无论从过级率还是考试成绩来看,均有大幅度提高,假期实习的学生已经能用AutoCAD软件绘制大量工程图。
三、结语
本课程按照CDIOI程教育模式的教学理念,引导学生掌握制图的规范和软件的建模思想,通过难度逐渐增高的项目,训练学生循序渐进提高理论与实践能力,锻炼学生的专业技能,为以后课程教学奠定了好的基础。当然,教学改革是一项系统工程,涉及到教学内容、教学方法和教学对象等多个方面,要强调实践对学习主动性地促进,和以能力培养为主线的整合相关课程的优势,这也是未来教学的趋势和走向。
关键词:工程制图 AutoCAD整合
引言
设计制图和AutoCAD是培养工业设计结构设计人才中必须要掌握的知识。而工业设计专业作为一个新兴的复合型学科,学科跨度大,必然无法像传统专业中具体深入研究每一门课程,要求尽量按照满足需要的前提下,整合、压缩课程,更高效地完成涉及多学科的教学内容。目前针对这方面的系统研究仍然不多。广东白云学院开力I工业设计专业开始的几年,制图课是由机电系教师负责授课,与专业的衔接一直不够融洽,在认真探讨了课程的内容和学生的特点之后,进行了课程的教学改革,逐渐摸索出一套适合本专业学生的教学体系。
一、问题的提出
工程制图是工业设计专业基础课程中的重要内容,其目的是培养学生的空间想象和创造能力,能正确读图、绘图。AutoCAD则为学生使用AutoCAD软件绘制产品设计工程图服务。
1.设计制图的教学现状
我国的工程图学在机械类专业发展的过程中,形成了一套非常完整地知识体系和教学体系,当年轻的工业设计专业综合多个学科的知识开始教学,必然会受到所涉及的学科发展中形成的理论和教学方法。例如,目前的制图教学普遍沿用机械类专业多年来的传统模式,连教材中的图例都是以机械零件为主,对设计类专业学生来说,缺乏机械基础知识,教材上的内容对他们来说理论性过强,尤其是制图标准很抽象,学习零件图困难大,识图能力很难提高,无法将所学在后面的专业课程学习中灵活应用,构思表达产品工程图也无法做到得心应手。而AutoCAD作为一门工具软件,理所当然地排在制图教学的后面。但是先学制图理论,再学习软件,学生会觉得单调、枯燥,理论难以掌握牢固,软件学习缺少针对性,学生往往只会照猫画虎,不会构思表达。要解决这些问题,整合是关键。
笔者研究了目前工程制图教学改革中常用的方法,如通过网络课程、三维展示,结合模型、零件测绘等加强学生对制图理论的理解,在吸收这些先进教学经验的基础上,针对两个教学内容的整合进行了一些探索。
我专业在课程设置中将工程制图与AutoCAD合二为一门《设计制图》课程,而且课程最后还要求学生通过AutoCAD的技能考核,结果两个教学内容—直很难均衡,或者制图学得很深,软件不够熟练,或者软件操作熟练,而制图学习太浅。
2.设计制图课程的教学要求
我校的《设计制图》总共64学时,主要研究图示方法、标注方法、制图标准、机械常识和制图技能、设计制图、AutoCAD等方面的内容,主要培养学生空间想象能力,要求熟悉国家有关的制图标准及设计制图的要求,并具有熟练的读图和绘图能力。
3.能力目标要求
根据分析,对课程的能力培养目标进行定位,学生通过学习应达到以下目标:
1)知识目标:学习正投影法,培养空间想象能力,掌握机械制图及其相关标准的规定,了解和掌握产品设计制图的基本知识和专业知识。
2)能力目标:经过理论课的系统学习和训练,具备一定的绘制和识读机械图样的能力、空间想象能力以及设计制图的能力。
3)技能目标:学生通过大量的作业练习,不断培养和提高的空间想象能力和表达能力,完成空间立体和平面图形之间的相互转换,通过大量的作业实践,掌握作图的技能与技巧,提高作图的质量与速度。
4)素质目标:在学习完制图有关的理论知识后,安排一段集中实践,对所学知识以及相关知识进行—次全面的练习和检验,然后通过课程开出项目训练学生绘制设计制图的能力。在后面连续的专业课的实训,进一步提高综合能力,从而最终达到走上工作后,能较快地适应并承担制图岗位的工作。
5)德育目标:进一步提高学生的德育修养,不仅要求学生有良好的学习习惯、学习态度,而且要注意培养学生的职业道德,包括认真的工作态度、严谨的作风等。
二、教学实践
在笔者的教学中首先尝试的是以软件进行制图理论的教学,如通过软件绘图促进对制图国标的理解记忆和教学生使用软件绘制物体正等轴侧图。通过反复绘制不同大小的图纸,设置有或无装订边等的练习,学生很快掌握了图纸、标题栏、文字、线型等的国标规定。而从三视图开始绘制正等轴侧图,给了学生一个自我检验三视图的方法,也给了学生满足感,将抽象的三视图,通过软件绘制,逐渐分析并看到立体的形状。在兴趣的支撑下,学生的学习积极性和主动性很高,常自己绘制产品立体图,补画第三视图掌握很快。能调动是教学成功的关键,笔者在后面的教学中尝试让学生主动寻找知识和答案。
空间想象能力的训练通常包含了从立体到平面图形(绘图)和从平面图形到想象出实物(读图)两个部分,在具体的设计应用中需要从外部形态具体到内部结构,即构思立体开始,到绘制图纸结束。笔者结合实际,在教学中引入合理的项目,引入模型制作和网络知识搜索,安排了“画图一一识(画)图一一构思表达”三个阶段的实践训练:
第一阶段,画图。本阶段安排28学时,完成制图规范、三视图、立体切割和AutoCAD软件基本操作(不含标注)的知识讲解,主要训练学生“画图”。这是课程的基础,学生在基本了解制图规范和软件操作的基础上,实践才变得有意义。本阶段的画图从AutoCAD绘制不同规格的图纸开始,反复强化,学生通过软件操作,先记住了国标中关于线型设置,文字大小,图副边距等基本设置,并熟练运用软件抄画立体切割的三视图。在学会基本操作的基础上,通过设置正交捕捉模式教学生绘制立体的轴侧图,反过来检查三视图的正确性。对于复杂结构的立体切割,通过学生自制模型,使学生深刻三视图对应的实体图,在看得见、摸得着的情境中理解理论制图知识。并安排课堂讨论:如针对图形的缺线、漏线,让学生展开讨论,增强学生的印象。该阶段要安排学生随堂练习、画图,时常检查学生进度。 第二阶段,识(画)图。本阶段安排24学时,本阶段实际上是以培养学生读图能力为主,但是方法多样,其中也包括大量的绘图训练。
首先在教学中讲解零件图基本知识,补充加工工艺,结构与用途等内容,并布置课外学习内容要求学生上网检索收集常见泵体、箱体、叉架等典型零件和零件图对照,引导学生主动获取知识,帮助学生理解传统教材中零件图结构及用途,培养空间想象能力。
然后安排专门的图纸识图训练,教学生掌握读图、绘图的正确顺序,并对照零件图纸制作模型,通过制作模型对于不常见的向视图、后视图与其他视图的关系进行强化。接下来的抄图训练,在识图训练的基础上,便变得更容易,而抄图对于促进对制图规范的理解作用也很大。在抄图过程中,结合图纸中的表面粗糙度、公差等符号,讲授加工工艺和精度等知识,学生听讲更认真。
第三阶段,构思表达。本阶段安排课时8学时。补充必要的专业制图规范,并结合项目的开出,引导学生从抽象的投影过渡到产品设计制图。布置课外上网查阅资料任务:查找各种家具图纸和机械零件,培养读图的能力,结合教师示范,掌握设计制图的绘图顺序。再安排“根据功能要求,进行产品设计,并绘制工程图”的教学,作为培养创新能力的一个应用环节,促使学生将课堂所学灵活应用于实际设计。因课时有限,项目要求课下完成。学生在打好了前面识图、画图的基础上,很容易完成该项目,并延续到其它后续课程的学习中。
最后值得一提的是,好教学也要有好的考核方案推动学生配合整个教改方案的开展。在以前的考核中,按平时和期末3:7比例,期末采用闭卷形式,但是期末考试受时间限制,题型不可能太多,区分度不够高,难以测出学生知识迁移的真实情况。经课题组讨论,通过预先设计改革评价方案,将学生的学习态度计入考核,培养学生严谨的作风,加大了平时作业的考核比例,实行制图、模型制作、上网找类似结构的零件、软件设计制图与期末考试结合的形式,促进学生主动深入地学习课程内容。事实上,通过深化改革,学生的技能考核无论从过级率还是考试成绩来看,均有大幅度提高,假期实习的学生已经能用AutoCAD软件绘制大量工程图。
三、结语
本课程按照CDIOI程教育模式的教学理念,引导学生掌握制图的规范和软件的建模思想,通过难度逐渐增高的项目,训练学生循序渐进提高理论与实践能力,锻炼学生的专业技能,为以后课程教学奠定了好的基础。当然,教学改革是一项系统工程,涉及到教学内容、教学方法和教学对象等多个方面,要强调实践对学习主动性地促进,和以能力培养为主线的整合相关课程的优势,这也是未来教学的趋势和走向。