構(gòu)型設(shè)計(jì)在工程圖學(xué)中的應(yīng)用初探

王崇　王蓓

【摘要】構(gòu)型設(shè)計(jì)是為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，論文提出構(gòu)型設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容體系，引入了常用的構(gòu)型設(shè)計(jì)訓(xùn)練方式，并在此基礎(chǔ)上就工程圖學(xué)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的設(shè)置、實(shí)施和總結(jié)進(jìn)行了探索，指出了設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)工程圖學(xué)課程的教學(xué)改革有一定的指導(dǎo)意義；

【關(guān)鍵詞】工程圖學(xué)；構(gòu)型設(shè)計(jì)；創(chuàng)新能力；教學(xué)改革

設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造行為，要把創(chuàng)造作為構(gòu)型設(shè)計(jì)教育的核心命題：設(shè)計(jì)教育在傳道，授業(yè)，解惑予人的同時(shí)，也在培養(yǎng)人的創(chuàng)道能力。目前國內(nèi)很多高校都對(duì)這一課題進(jìn)行探索和研究，但如何在加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)造性構(gòu)型設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)、進(jìn)行有效的構(gòu)型設(shè)計(jì)訓(xùn)練的前提下，在工程圖學(xué)課程中引入設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生劍新能力的培養(yǎng)是工圖學(xué)課程中需探討的問題：本文就基于構(gòu)型設(shè)計(jì)，在工程圈學(xué)課程中入設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)運(yùn)行探討和實(shí)踐。

1工程圖學(xué)課程引入設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的前提

基于構(gòu)型設(shè)計(jì)工程圖學(xué)課程中設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的實(shí)施是以教學(xué)內(nèi)容體系制定為研究對(duì)象和前提的。首先要制訂出合理的教學(xué)計(jì)劃，包括工程圖學(xué)課程中突出“構(gòu)型設(shè)計(jì)”的教學(xué)、突出“構(gòu)型設(shè)計(jì)”的訓(xùn)練、給出相關(guān)軟件使用的指引等。在講授了基本立體、三視圖、組合體等基本知識(shí)后，可以引導(dǎo)學(xué)生思考3個(gè)視圖都不能將形體表達(dá)清楚的例子，給出這樣形體的二維表達(dá)和三維表達(dá)。

1.1突出“構(gòu)型設(shè)計(jì)”的教學(xué)

工程圖學(xué)課程在講授草圖后，可以要求學(xué)生徒手進(jìn)行形體構(gòu)型設(shè)計(jì)：在講授了應(yīng)用軟件進(jìn)行圖形表達(dá)后，可以要求學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行形體構(gòu)型設(shè)計(jì)；在講授了零件圖和裝配圖后，可以要求學(xué)生就萊些零件結(jié)構(gòu)、裝配體的裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行零件及裝配體的構(gòu)梨設(shè)計(jì)將構(gòu)型設(shè)計(jì)的內(nèi)容貫穿在課程的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，使學(xué)生得到了構(gòu)型設(shè)計(jì)的很好訓(xùn)練，為課程的小設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)打好了基礎(chǔ)。

1.2突出“構(gòu)型設(shè)計(jì)”的訓(xùn)練

創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)過程，是以學(xué)生為主體、通過上述環(huán)節(jié)培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力和設(shè)計(jì)能力的過程。教師要堅(jiān)信每個(gè)學(xué)生都有創(chuàng)新的潛能，并告訴學(xué)生創(chuàng)造力并不是神秘的，或只有少數(shù)天才才具有的能力，創(chuàng)造力是每個(gè)正常人都具有的一種潛在能力。我們?cè)诠こ虉D學(xué)課程的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)均有相應(yīng)的突出“構(gòu)型設(shè)計(jì)”的訓(xùn)練主要的“構(gòu)型設(shè)計(jì)”訓(xùn)練的形式有下下述5種。

1.2.1通過給定的視圖進(jìn)行構(gòu)型設(shè)計(jì)

通過給定的一個(gè)或兩個(gè)視圖構(gòu)建幾何形體，在國外大學(xué)的工程圖學(xué)教學(xué)中已流克行多年，近年國內(nèi)的圖學(xué)訓(xùn)練也引入了這一方法，這種訓(xùn)練方法對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性構(gòu)型能力無疑是有效的。要求學(xué)生以徒手的投影圖和立體圖的形式表達(dá)以達(dá)到構(gòu)型設(shè)計(jì)訓(xùn)練和徒手訓(xùn)練的目的。

1.2.2通過給定形體的外形輪廓線進(jìn)行構(gòu)型設(shè)計(jì)

給定形體的外形輪廓線對(duì)形體的形狀有一定的限制，出題時(shí)應(yīng)注意不要使答案太多而使題解過于分散，而又不要約束過多而失去變化。根據(jù)給出的三視圖的外形輪廓線進(jìn)行構(gòu)型設(shè)計(jì)。

1.2.3通過組合幾個(gè)不同的基本體進(jìn)行構(gòu)型設(shè)計(jì)

采用幾個(gè)不同的基本體通過不同的組合方式及相對(duì)位置，設(shè)計(jì)出各種形狀的組合體，這樣的例子在工程應(yīng)用中比比皆是，可以讓學(xué)生進(jìn)行構(gòu)型設(shè)計(jì)練習(xí)。

1.2.4通過求某基本幾何體的補(bǔ)形進(jìn)行構(gòu)型設(shè)計(jì)

在模具設(shè)計(jì)中，常常需要根據(jù)零件的形狀住出模具，通過這種形式的構(gòu)型設(shè)計(jì)，可使學(xué)生得到凹凸模具設(shè)計(jì)的初步概念：此類訓(xùn)練可采用棱柱、圓柱、圓錐、圓球等基本幾何體：根據(jù)給出的基本形體，設(shè)計(jì)出另一形體（用三視圖表達(dá)），使其與給出的基本形體組成完整的圓柱體。

1.2.5根據(jù)語言描述的要求進(jìn)行構(gòu)型設(shè)計(jì)

這種訓(xùn)練方式可貫穿在點(diǎn)、線、面和體的教學(xué)過程中。

1.3給出相關(guān)軟件的使用指引

給學(xué)生介紹以二維表達(dá)為主的Autocad軟件和三維表達(dá)為主的Solidworks軟件。

2工程圖學(xué)課程中引入設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的實(shí)踐

現(xiàn)代設(shè)計(jì)教育常常把“創(chuàng)造能力”作為培養(yǎng)優(yōu)秀設(shè)計(jì)師的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。而構(gòu)型設(shè)計(jì)是創(chuàng)造性設(shè)計(jì)的重要表達(dá)形式，在工程圖學(xué)課程中引入設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)主要有3步：設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的設(shè)置、實(shí)施和總結(jié)。

2.1設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的設(shè)置

在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的設(shè)置時(shí)，我們首先使用案例教學(xué)方法，如以茶壺的設(shè)計(jì)為例，指導(dǎo)學(xué)生如何根據(jù)茶壺的功能進(jìn)行茶壺的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。同時(shí)也給出一些簡單的日用品如衣柜、桌子等為構(gòu)型設(shè)計(jì)的素材和案例。

2.2設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的實(shí)施

在課程設(shè)計(jì)中，當(dāng)設(shè)計(jì)小組確定了設(shè)計(jì)題目后，設(shè)計(jì)小組進(jìn)行的主要工作有以下2個(gè)方面：（1）資料收集，通過書籍、雜志和互聯(lián)網(wǎng)等途徑收集到與設(shè)計(jì)題目有關(guān)的資料，同時(shí)進(jìn)行分析與整理，得到設(shè)計(jì)形體的優(yōu)點(diǎn)和不足，找到進(jìn)一步設(shè)計(jì)完善的目標(biāo)和方向。（2）進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)小組在組長的分工下，對(duì)設(shè)計(jì)形體進(jìn)行分解和設(shè)計(jì)，確定改進(jìn)的初步設(shè)計(jì)方案。

2.3設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的總結(jié)

課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)既要關(guān)注學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和技能的運(yùn)用，又要關(guān)注學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)過程的體驗(yàn)和練合知識(shí)的掌握與應(yīng)用，還要關(guān)注學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣和態(tài)度的培養(yǎng)。在課程設(shè)計(jì)完成后，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的總結(jié)檢查主要由各設(shè)計(jì)小組進(jìn)行設(shè)計(jì)的答辯。

3小結(jié)

工程圖學(xué)課程是工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)課和啟蒙課，是一門與學(xué)生后續(xù)的專業(yè)課、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等關(guān)系密切的技術(shù)基礎(chǔ)課程。

通過在工程學(xué)課程中培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)型設(shè)計(jì)能力的探討和實(shí)踐，可以看到其能夠有效地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和設(shè)計(jì)能力，對(duì)提高課程的教學(xué)效果有很大幫助：在基于構(gòu)型設(shè)計(jì)的工程圖學(xué)課程教學(xué)過程中，要訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的構(gòu)型設(shè)計(jì)能力，實(shí)際上對(duì)教師也提出了更高的要求。