徒手繪制工程圖樣能力培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐

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(大連海事大學(xué) 交通運(yùn)輸裝備與海洋工程學(xué)院，大連，遼寧 116026)

工程圖學(xué)課程的主要任務(wù)之一就是培養(yǎng)學(xué)生繪制工程圖樣的能力，包括徒手繪圖、尺規(guī)作圖與計(jì)算機(jī)繪圖。徒手繪圖是一種非常靈活的圖樣表現(xiàn)形式，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行，對(duì)于學(xué)生獨(dú)立思維、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)都起著非常重要的作用。同時(shí)由于不受繪圖工具約束，在工程實(shí)踐中也被廣泛使用，成為工程技術(shù)人員的必備技能。目前我國(guó)高校的工程制圖課程中主要進(jìn)行的是尺規(guī)作圖、計(jì)算機(jī)繪圖的訓(xùn)練，徒手繪圖的訓(xùn)練由于學(xué)時(shí)少或者重視不夠的原因，在大多數(shù)高校都處于教學(xué)的邊緣狀態(tài)。這也造成部分學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械制圖課程之后會(huì)讀圖，也具有了一定的空間想象能力，但是在進(jìn)行工程實(shí)踐時(shí)卻不知如何繪圖，不能完全表達(dá)自己的工程思想。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，就如何培養(yǎng)學(xué)生徒手繪制工程圖樣的能力進(jìn)行初步探討。

一、徒手繪圖能力培養(yǎng)的必要性

1.徒手繪圖與創(chuàng)新性思維

培養(yǎng)學(xué)生工程圖樣表達(dá)能力的根本點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生形象化的思維和分析的能力，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維的實(shí)踐過程。在徒手繪圖過程中，繪圖人員忽略繪圖工具的影響，將思維集中到零件的結(jié)構(gòu)分析、圖形的表達(dá)方法研究中。將觀察到的、或者是構(gòu)想的各種信息反饋到大腦，并激起更多、更深層次的思考，產(chǎn)生新的思維表達(dá)，然后再通過圖形使大腦中的思維活動(dòng)具體化、實(shí)際化。因此“徒手繪圖是一種發(fā)現(xiàn)行為，是對(duì)視覺思維能力、想象創(chuàng)造能力、圖形表達(dá)能力的有機(jī)結(jié)合”[1]。在徒手繪圖的過程中繪圖人員的發(fā)現(xiàn)、思考以及手、眼、腦的互動(dòng)被強(qiáng)調(diào)，這無疑是培養(yǎng)學(xué)生形象化思維、設(shè)計(jì)分析及開拓創(chuàng)新思維的有效方法和途徑。

2.徒手繪圖與工程實(shí)踐

設(shè)計(jì)人員在靈感突現(xiàn)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研或參觀學(xué)習(xí)時(shí)，都需要用徒手草圖來記錄思想；或者對(duì)于急需加工、生產(chǎn)的零件，沒有時(shí)間去繪制、整理完整的圖紙，技術(shù)人員往往用徒手圖來表達(dá)交流。熟練運(yùn)用徒手繪圖有助于提高工作效率，是訓(xùn)練有素的工程技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)展現(xiàn)。因此是否熟練進(jìn)行徒手繪圖成為工程技術(shù)人員的考核標(biāo)準(zhǔn)之一。

二、徒手繪圖培養(yǎng)在教學(xué)過程中的實(shí)施

學(xué)生徒手繪圖能力的培養(yǎng)與教師的專業(yè)素養(yǎng)、教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)課時(shí)的安排都有非常緊密的聯(lián)系。

1.結(jié)合課程內(nèi)容逐步進(jìn)行能力培養(yǎng)

在教學(xué)過程中可以通過由簡(jiǎn)入難、逐步滲透的方法加強(qiáng)徒手繪圖能力的訓(xùn)練，并最終掌握徒手繪圖的基本技巧(見圖1)。

圖1 逐漸深入學(xué)習(xí)徒手繪圖技能

(1)徒手繪圖方法的引入。目前大多數(shù)高校進(jìn)行“機(jī)械制圖”課程教學(xué)時(shí)，第一個(gè)教學(xué)內(nèi)容都是“制圖的基本知識(shí)”，這也正是引入徒手繪圖的最佳選擇。在這個(gè)內(nèi)容中通過直線、圓、橢圓的徒手畫法的練習(xí)，使學(xué)生對(duì)徒手繪圖有基本了解，并掌握基本繪圖技巧。在練習(xí)過程中可以首先提供學(xué)生帶有柵格的方格紙，并鼓勵(lì)學(xué)生在練習(xí)基礎(chǔ)上逐漸脫離方格紙，達(dá)到完全徒手的效果，并從握筆方式、運(yùn)筆速度、繪圖方向與次序這幾方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行繪圖技巧的訓(xùn)練。

徒手繪圖的技巧包括[1]：①握筆時(shí)手指到筆尖的距離約為30mm～40mm；一般以手腕運(yùn)筆，畫長(zhǎng)線時(shí)手臂也要隨動(dòng)；眼睛要注意終點(diǎn)或其他參考點(diǎn)線。② 繪線時(shí)先確定特征點(diǎn)的位置，再將特征點(diǎn)連成直線、圓(圓弧)或曲線。直線上的特征點(diǎn)包括：起點(diǎn)和終點(diǎn)；圓上的特征點(diǎn)有：圓心、圓與中心線相交的四個(gè)交點(diǎn)；圓弧上的特征點(diǎn)有：圓心、弧起點(diǎn)、弧終點(diǎn)、與中心線的交點(diǎn)；其他曲線上的特征點(diǎn)：采用描點(diǎn)法，描點(diǎn)個(gè)數(shù)視情況而定。③點(diǎn)與點(diǎn)之間一筆連成，不要用短線相接。④盡量參照平行直線或平行弧運(yùn)筆畫線。

(2) 徒手繪圖能力的加強(qiáng)。軸測(cè)圖的繪制是加強(qiáng)徒手繪圖練習(xí)的最好時(shí)機(jī)。軸測(cè)圖的立體感強(qiáng)，可以幫助學(xué)生理解零件模型。通過視圖與軸測(cè)圖的比較，學(xué)生可以迅速提高空間想象能力，但是如果使用尺規(guī)作圖，思想集中于圖形的準(zhǔn)確性，則會(huì)破壞學(xué)生的空間想象過程，降低其空間理解力，因此軸測(cè)圖最適合采用徒手繪圖形式進(jìn)行。[3]這種方法簡(jiǎn)單易行，可隨時(shí)隨地運(yùn)用，在學(xué)生空間立體想象能力的建立過程中，可以收到事半功倍的教學(xué)效果。

(3) 徒手繪圖的應(yīng)用。零件測(cè)繪是徒手繪圖學(xué)習(xí)的深入。零件測(cè)繪首先必須以徒手繪圖的方式進(jìn)行，因?yàn)樵谥圃鞓I(yè)信息化的今天，大部分圖紙最后都會(huì)被整理為計(jì)算機(jī)圖紙，因此該內(nèi)容應(yīng)該主要培養(yǎng)學(xué)生徒手繪制出零件草圖，目測(cè)零件結(jié)構(gòu)形狀、大小及相對(duì)位置的能力。而學(xué)生通過該內(nèi)容的學(xué)習(xí)其徒手繪圖的能力也必將得到顯著提高。由裝配圖拆畫零件圖時(shí)，徒手繪出零件圖樣，確認(rèn)無誤時(shí)，再整理為正規(guī)的零件圖。

2.教師的準(zhǔn)備

教師的示范作用對(duì)于學(xué)生掌握徒手繪圖方法是至關(guān)重要的。在進(jìn)行徒手繪圖訓(xùn)練時(shí)，教師要做到：

(1)教師本人首先要加強(qiáng)徒手繪圖能力的訓(xùn)練。

(2)教師在課堂上應(yīng)該經(jīng)常使用徒手繪圖圖形。這樣做不僅可以潛移默化地教會(huì)學(xué)生正確的徒手繪圖技巧，同時(shí)還可以培養(yǎng)學(xué)生使用草圖思維的習(xí)慣。徒手繪圖速度快，單個(gè)圖形占用時(shí)間少，因此還可以增加課堂的信息量。

(3)教師要保證徒手繪圖作業(yè)的批改。徒手繪圖學(xué)習(xí)如果沒有教師的參與，學(xué)生必然會(huì)降低要求，不能夠起到相應(yīng)的作用。

(4)要用正確的方法進(jìn)行嚴(yán)格的訓(xùn)練。徒手圖并不是潦草的圖，仍然要求依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正確使用線型、線寬；在徒手圖中仍然要求圖形的準(zhǔn)確性，要盡量準(zhǔn)確地估計(jì)特征點(diǎn)的位置，然后再進(jìn)行繪圖。

3.教學(xué)課時(shí)的安排

雖然對(duì)于徒手繪圖的重要性的認(rèn)識(shí)越來越深入，但是由于目前圖學(xué)課程的課時(shí)大幅削減，徒手繪圖學(xué)時(shí)還不很充分，有的學(xué)校甚至不安排這部分的學(xué)習(xí)時(shí)間，教師粗略講解之后，就交給學(xué)生自己練習(xí)，這樣做的結(jié)果可能是事倍功半。筆者建議關(guān)于徒手繪圖的課時(shí)安排應(yīng)至少保證表1中的要求。

表1 徒手繪圖學(xué)習(xí)課時(shí)安排

4.教材選擇及習(xí)題設(shè)置

目前國(guó)內(nèi)有很多非常不錯(cuò)的制圖教材，但是一些比較老的教材中徒手繪圖的內(nèi)容就比較缺乏，因此我們選用了機(jī)械工業(yè)出版社出版的《現(xiàn)代工程制圖及計(jì)算機(jī)輔助繪圖(第2版)》，該教材中對(duì)于徒手繪圖的介紹與學(xué)校目前設(shè)置的學(xué)時(shí)數(shù)比較相符。同時(shí)也選擇了配套的習(xí)題集，通過課后的習(xí)題對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行加強(qiáng)、鞏固。

三、結(jié) 語

在計(jì)算機(jī)日益普及的今天，徒手繪圖和計(jì)算機(jī)繪圖將成為兩種主要的繪圖方式。圖學(xué)教育應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ汤L圖規(guī)范的同時(shí)，加強(qiáng)徒手繪圖的教育和學(xué)習(xí)。通過徒手繪圖的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生的三維想象能力，提高學(xué)生對(duì)于方向、空間的認(rèn)知能力，以及學(xué)生讀圖和畫圖的能力；同時(shí)將圖學(xué)教育的核心放在讓學(xué)生了解什么是圖樣，圖樣在制造業(yè)、工業(yè)中的應(yīng)用，這將大大提高培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能能力，對(duì)于學(xué)生今后的學(xué)習(xí)有著非常重要的意義。

[1] 彭 霞.機(jī)械部件測(cè)繪中加強(qiáng)徒手草圖的探索與實(shí)踐[J].職業(yè)圈, 2007, 73(21): 189-190.

[2] 焦永和.工程圖學(xué)：第8版[M].北京：高等教育出版社， 2002.

[3] 鄺 明.關(guān)于工程圖學(xué)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào), 2004, 25(4): 136-141.