應用型本科水利工程制圖教學內(nèi)容和課程體系的改革

潘延力

(長春工程學院機電學院，長春130012)

應用型本科水利工程制圖教學內(nèi)容和課程體系的改革

潘延力

(長春工程學院機電學院，長春130012)

闡述了在工程圖學課程中分階段引入計算機二維繪圖及三維造型的必要性，探討了傳統(tǒng)工程制圖應強化和弱化的內(nèi)容，進一步闡述專業(yè)制圖結(jié)合課程設計講授的好處以及工程圖學實踐教學環(huán)節(jié)的組織方式。

工程圖學;課程內(nèi)容;課程體系;教學改革

工程制圖課程教學量大涉及面廣，是工科院校的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課。近些年由于計算機繪圖(二維和三維)的融入和教學手段(CAI課件和網(wǎng)絡教學等)的改進，使傳統(tǒng)的工程制圖課程教學內(nèi)容和課程體系在不斷地變化和更新。如何對其進行梳理，使工程制圖課程適合普通工科院校的辦學定位，突出工程應用，提高教學質(zhì)量，是筆者要研究的主要內(nèi)容。

一、工程制圖課程內(nèi)容的調(diào)整

1.將計算機繪圖(二維和三維)引入到制圖課程中

作為“甩圖板”工程的二維CAD技術(shù)，2000年以前就已全面普及與推廣。問題是引入到制圖課程中是采用混合式還是分離式?傳統(tǒng)的工程制圖(含手工繪圖及儀器繪圖)是工程圖學的基礎(chǔ)，而計算機繪圖只是一種手段，將二者混在一起教學極易沖淡傳統(tǒng)內(nèi)容的掌握。

其二，CAD繪圖需要工程制圖和微機操作基礎(chǔ)，工程制圖課程結(jié)束后，開設CAD二維繪圖為好。我們的混合式教學實驗也證明，單獨開設計算機繪圖課程效果好。

三維CAD作為設計數(shù)字化工程，已于2001年率先在制造業(yè)信息化工程中啟動。社會上不少企業(yè)普遍使用三維造型軟件從事產(chǎn)品的設計開發(fā)工作。在水利工程中，其工程項目的審批、模擬建筑物的運行狀態(tài)及竣工的效果圖等，率先在大工程中使用計算機三維場景仿真模擬。而其三維幾何模型(三維地形建模和三維建筑物建模等)的建立是基礎(chǔ)。作為水利工程專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃，在工程圖學課程中積極引入CAD三維建模內(nèi)容，以適應CAD技術(shù)的發(fā)展和工程單位的需求，是非常必要的。

2.制圖教學應引入設計的概念

圖樣是設計思想的一種表達手段，要真正掌握工程制圖，必須引入設計概念。制圖課程中引入的設計，主要是指構(gòu)型設計(平面構(gòu)型、立體構(gòu)型)。通過構(gòu)型設計，培養(yǎng)審美素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和工程化意識。教學實踐中屢屢發(fā)現(xiàn):工科專業(yè)的學生尤其缺乏審美素養(yǎng);工程藝術(shù)類學生尤其缺乏工程意識。其二，在專業(yè)制圖部分，結(jié)合工程建設各階段所需的工程圖樣，有意識地引入設計概念，強化建筑形體的結(jié)構(gòu)功能分析、尺寸處理等，以培養(yǎng)工程素質(zhì)。

3.深化工程制圖的內(nèi)涵和外延

工程制圖課程的基本任務是解決工程圖形的表達、繪制與閱讀。由于計算機繪圖的融入，尺規(guī)繪圖可適當弱化，相應地強化徒手草圖的繪制。由于三維CAD設計建模的發(fā)展趨勢，應適當強化軸測投影圖的繪制與表達，適當弱化截交線與相貫線的求解難度。畫法幾何中一般位置的定位、度量問題，用換面法轉(zhuǎn)化為特殊位置求解。強化工程形體的結(jié)構(gòu)功能分析、表達方法、尺寸注法等圖樣表達能力。

另外，工程上常用的非投影圖形表達方法(如:常用曲線圖表、統(tǒng)計圖表等)也可作必要的介紹。

二、工程制圖課程體系的調(diào)整

1.本科工程圖學課程教學基本要求

教育部工程圖學教學指導委員會，根據(jù)近10年來工程制圖課程教學內(nèi)容和課程體系的發(fā)展變化，于2004年重新修訂了“本科工程圖學課程教學基本要求”，將課程分為基礎(chǔ)和專業(yè)兩部分:

工程圖學基礎(chǔ)部分要求了解和掌握的內(nèi)容是: (1)投影法基本原理和方法(投影法的基本概念和分類，點、線、面投影，立體的投影，軸測投影，透視投影等);(2)計算機造型技術(shù)基本原理和方法(計算機造型技術(shù)的基本原理，基本立體、簡單組合形體的造型過程和方法;(3)繪圖的基本操作技能(徒手繪圖、尺規(guī)繪圖、計算機繪圖的方法);(4)相關(guān)制圖標準(技術(shù)制圖、機械制圖、建筑制圖等國家標準及水電水利工程制圖行業(yè)標準的基本規(guī)定)。

水利類專業(yè)要求掌握的內(nèi)容是:標高投影;水利工程圖;相關(guān)專業(yè)圖的繪制與閱讀等。

2.水利專業(yè)工程圖學課程體系

依據(jù)“本科工程圖學課程教學基本要求”，和普通工科院校應用型人才培養(yǎng)目標的定位，調(diào)整編制水利、水電工程專業(yè)工程圖學課程體系如下(見圖1):

圖1 水利工程圖學課程體系

(1)將水利專業(yè)工程圖學課程體系分為基礎(chǔ)知識平臺與專業(yè)制圖應用模塊，其好處是:1)基礎(chǔ)部分工科通用，口徑可適當寬厚，大一講授，以適應大一、大二按專業(yè)大類培養(yǎng)人才的要求;2)專業(yè)制圖部分大三講授，有利于專業(yè)設計課與制圖基礎(chǔ)課的銜接，也利于大三按專業(yè)方向分流的要求;3)在教學方法上:圖學基礎(chǔ)部分教學以教師為主導、學生為主體，注重原理、方法和應用教學，強調(diào)基礎(chǔ)扎實;專業(yè)制圖部分教學以教師引導、學生自主學習為主，強調(diào)培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。

(2)工程圖學課程是技能性很強的專業(yè)基礎(chǔ)學科，對培養(yǎng)應用型人才尤為重要。為使工程圖學學習應用不斷線，可這樣安排:大一學習圖學基礎(chǔ)部分，為后續(xù)課程提供圖學知識平臺;待微機操作課程后，大二(或大一下學期)學習CAD二維繪圖;大三學習專業(yè)制圖內(nèi)容，結(jié)合專業(yè)課程設計進行(取消原來的一周制圖大作業(yè))。這樣安排既容易理解專業(yè)制圖內(nèi)容，又縮短了教學時數(shù)。實踐證明此種方式教學效果好，教學效率高;大四學習CAD三維造型(選修)，在AutoCAD基礎(chǔ)上，學習3DMAX和Photoshop軟件，繪制三維效果圖。

(3)幾何構(gòu)型是撇開工程約束的造型設計，是工程造型設計的基礎(chǔ)。其內(nèi)容分散在平面構(gòu)型、立體構(gòu)思和CAD三維建模中，意在增強美學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。教學中屢屢發(fā)現(xiàn)純工科學生工程構(gòu)型能力和美學素養(yǎng)很欠缺，如可在紙上構(gòu)型，但實際實現(xiàn)不了。又如在繪制圖樣時構(gòu)圖的均衡性、圖樣中各要素的主次對比等把握不好。無論是從圖學課本身還是從培養(yǎng)綜合素質(zhì)角度，應用型的本科學生應該有意識地培養(yǎng)構(gòu)型能力和美學素養(yǎng)。

(4)在“本科工程圖學課程教學基本要求”中，對三維造型設計提出了明確的要求，它體現(xiàn)了時代的特色和發(fā)展的要求。在我校欲修訂的“水利、水電本科專業(yè)培養(yǎng)計劃”中應予以貫徹(暫列為選修課)。

另外，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)還應注意在平時圖學教學中有機融入科學的思維方法:如比較思維方法、矛盾轉(zhuǎn)化分析法、圖形表格思維法、黃金分割法等，訓練對事物進行條理、歸納、分析與綜合、評價等思維能力，培養(yǎng)獨立見解、研發(fā)和創(chuàng)新能力。

三、工程圖學課程的實踐教學

1.實踐環(huán)節(jié)與訓練方法

工程圖學課程是一門實踐性很強的課程，其實踐教學環(huán)節(jié)包括:繪圖能力(徒手繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖)、讀圖能力(空間想象能力、閱讀工程圖樣能力)、圖形表達能力和三維造型能力。

實踐能力培養(yǎng)主要通過投影練習、制圖作業(yè)、模型測繪、上機繪圖和工程參觀等來實現(xiàn)。其訓練方法是:

(1)作業(yè)前，明確每次作業(yè)的要求;

(2)作業(yè)中，加強巡視、檢查、指導及適時地示范;

(3)作業(yè)后，作業(yè)講評，不合制圖標準者，指出問題返回重做;

(4)制圖技能訓練不斷線(見課程體系示意圖安排)，且每一階段實踐教學內(nèi)容，要合理分布、強化訓練。

2.實訓周的組織形式與指導方法

教師先編寫制圖綜合實訓與計算機繪圖實訓指導書，提早發(fā)給學生學習。

指導教師在課堂上布置實訓任務，進行少量講授，提供實物縮小模型或計算機三維虛擬模型。

結(jié)合作業(yè)題目引導學生參觀水利館，介紹常見水工建筑物結(jié)構(gòu)，并進行圖—物對照現(xiàn)場教學。讓學生清楚地了解水利樞紐所在地形、地理方位、河流情況以及組成樞紐的各建筑物名稱、作用和相對位置，較詳細地了解各建筑物的作用、形狀、大小、詳細結(jié)構(gòu)、使用材料、施工要求和施工方法。

3.開展技能比賽、組織CAD興趣小組、技能培訓鑒定

為活躍第二課堂，制圖教師可配合學校組織CAD繪圖競賽。在CAD集中周及課余時間組織輔導CAD興趣小組成員。參加由勞動和社會保障部組織實施的計算機輔助設計(AutoCAD)高級繪圖員級考試及Autodesk專業(yè)技術(shù)水平考試。這對提高和擴展CAD知識，更好地學習CAD知識，都是非常有益的。

筆者以我校應用型本科定位，以水利工程制圖教學內(nèi)容、課程體系及實踐教學環(huán)節(jié)的改革作試點，意在提高應用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

［1］ 陳錦昌.論本科工程圖學課程教學基本要求的修訂［J］.工程圖學學報，2004(3):101－105.

Reform on the contents and curriculum system of bachelor level hydraulics engineering drafting course

PAN Yan－li
(School of Mechanical and Electrical Engineering of Changchun Institute of Technology，Changchun 130012，China)

This paper analyzes the need for using computer 2D graphics and 3D modeling in different stages of a hydraulic engineering drafting course，highlights the contents in the traditional engineering graphics course that should be strengthened or deemphasized，and points out the benefits of combining engineering graphics with curriculum design and the way to organize the actual teaching of engineering drafting.

engineering drafting;course contents;curriculum system;teaching reform

book=38,ebook=1

文獻標識碼:A

1009-8976(2010)02-0126-03

2009－12－16

潘延力(1952—)，男(漢)，吉林松原，副教授主要研究工程圖學及CAD。