時間:2023-02-24 05:41:46
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇現代工程制圖范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
前 言
20世紀中后期以來,世界各國的教育改革都把學習方式的轉變作為重要內容,以歐洲的勞動教育思想為雛形的項目教學法在這個時期也逐漸趨于完善。項目教學法是一種以學生為本的活動教學法,是學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式,它將教學過程和具體的工作項目充分地融為一體,圍繞具體的項目構建教學內容體系,組織實施教學,“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”,從而提高教學的針對性和實效性。
1. 項目教學法原理
項目教學法是由教師提出與課程相關的總項目,對總項目進行分解,并作適當的示范,然后由學生分組對總項目或某一子項目進行討論、協作學習,完成信息收集、方案設計、項目實施一系列工作,最后由教師總結評價各組完成項目情況及各組互評。在整個項目中,學生作為主體,自主完成要求項目,教師則在其中扮演了項目的組織者和引導者的角色,項目教學完全顛覆了以往“教師講、學生聽”的被動教學模式,挖掘了學生的創造潛能,提高了學生綜合運用知識的能力和解決實際問題的能力。
2. 在《現代工程制圖》課程中的實施
《現代工程制圖》課程作為工科學生必修的基礎課,擔負著培養學生利用圖學理論和方法思考工程問題、表達設計思想、解決空間幾何問題的能力,閱讀和繪制機械工程圖樣能力的重要任務。但教學內容通常缺乏針對性和實用性,學生處于被動學習狀態,導致在后續工作實踐中,缺乏用以解決工程實際問題的圖樣表達能力和看圖能力,因此將項目教學法引入到《現代工程制圖》課程中勢在必行。
《現代工程制圖》課程一般為單班或兩班合班進行教學,現以單班教學為例,一般單班有40名學生,將其分為8組,每組5名學生,每次項目各組選出一名組長,負責組織和發言工作。這種分組方式可以使每名學生動手參與到項目中,避免出現組多人少的教師不易管理局面和組少人多的學生懶散現象。首先教師將本節課的知識點和教學內容組合成項目形式,下達項目任務書;學生閱讀項目任務書后,教師講解此項目中的難點和重點;然后各組學生共同討論、思考或想象、繪制,完成項目任務;最后由組長總結本組項目成果,教師進行綜合評估,對其中存在的問題提出解決的方案或進一步講解項目中的難點。
2.1 投影體系建立的項目教學
《現代工程制圖》以投影體系的建立為基礎,以組合體的三視圖和機件表達方法為重點,以閱讀零件圖和裝配圖為目的,因此首先要打好“投影體系的建立”這座基石。教師可以在這節內容中布置一個項目:由學生分組制作三面投影紙卡,實現圖1和圖2之間的轉換。此項目可使學生深刻體會投影體系的建立過程,此外在講解點、線、面投影時還可利用三面投影體系紙卡,使學生直觀地理解點線面在三個投影面的投影,及其繪制方法。
圖1 三面投影體系紙卡 圖2 三面投影體系紙卡展開圖
2.2 組合體視圖的項目教學
“組合體視圖”一章中,畫三視圖的題型主要分為三類:由軸測圖畫三視圖、補畫三視圖中的缺線、由兩視圖補畫第三視圖,這三類題型難度依次增大。在講解這部分內容時,可將某個組合體設置為這三類題型,作為一個總項目。首先教師講解這三類題型的解題方法和關鍵技巧,如主視圖的選擇方法、分析各基本體間的組合方式、二維圖和三維立體圖間轉換技巧等,之后讓學生分組完成這個項目中的三個題目,并進行比較,提煉出其共同點——即想象出組合體的立體形狀及各基本體之間的組合方式。項目完成后教師選出幾組代表作品,由組長演示自己的思路和繪圖過程,然后教師評估各組繪圖情況和結果的正確度,最后學生提出項目中出現的問題及仍未解決的難點,并由教師解惑。
2.3 零件圖和裝配圖的項目教學
讀懂零件圖和裝配圖是該門課程的最終目的,亦是近機類專業學生的基本技能,這部分內容中包含了三視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖等各種機件表達方法,拆卸畫法、假想畫法和簡化畫法等視圖表達方法,還有尺寸、公差和配合、螺紋標記、合理工藝結構等知識點,學生還需對零件和裝配體的材料、性能、功用等方面做全方位的了解。因此教師可在規定的教學課時內盡可能多地設置讀圖項目,涉及盡可能多的知識點。如讀球閥裝配圖,在此項目中,學生需完成以下任務:了解球閥裝配體及其主要零件的作用、零件的材料、各零件間的連接關系,裝配體的主要尺寸,使用的視圖表達方法,主視圖的選擇原則等。教師還可將其難度升級,繪制球閥裝配圖,在讀圖項目的基礎上學生可結合已掌握的繪圖技巧順利完成此項目。讀圖和繪圖項目不僅使學生提升了閱讀和繪制零件圖和裝配圖的能力,更培養了學生多方位獲取信息的能力,和工作協調能力。
3 結論
在專業人才培養方案修訂中,結合工科專業特點完成從二維平面繪圖到三維設計的制圖類課程體系的構建,并且圍繞這些制圖類課程結合我校08版方案制定或修訂課程的教學大綱,進行各門制圖類課程的教學體系與內容的實質性改革。結合我校08版修訂的機械類專業人才培養方案,以二維為基礎,二維與三維造型設計并重,構建制圖類課程體系。在新的課程體系中,我校機械設計及其自動化專業設置了工程制圖、計算機繪圖和三維工程應用軟件Pro/E三門課程。農業機械化、機電工程和其他近機類以及非機類專業設置完成了工程制圖和計算機繪圖,三維工程應用軟件課選修(Catia、KMCAD、CAXA等)三門制圖類課程的設置。木材工程、包裝工程和工業設計專業設置完成了工程制圖和計算機繪圖,三維造型應用軟件3DMax三門制圖類課程的設置。在完成制圖類課程設置后,基于三維設計為主線修訂制圖類課程的教學大綱,在各學期開出的制圖類課程中逐漸滲透三維設計的思想,通過課堂講授和加強實踐環節,實現三維設計思想的整體貫穿。同時,面對現代工程實際中二維與三維設計并存的問題,通過制圖類課程在突出、強化三維設計的同時,根據不同制圖課程的特點,實現二維繪圖與三維設計的有機結合。
以二維為基礎,以三維設計為重點,開展制圖類課程的改革
以二維為基礎,以三維設計為重點,全面開展基于三維設計的制圖類課程建設工作,以突出三維設計為特色,使二維到三維具有系統性和連續性。工程制圖課程主要是研究繪制和閱讀圖樣的原理和方法,基于正投影理論將空間的物體首先轉化成二維的正投影圖,即做出物體二維工程圖樣,用以表達物體的結構特征、零件的結構形狀、部件與機器的工作原理和技術要求等。傳統的工程制圖的教學內容,主要講解點、線、面、體、組合體的二維投影圖與各種二維的表達方法。然而,設計者在腦海的設計構思都是三維的,制造的結果也是三維的實物,在“設計構思”和“產品實物”兩者之間傳遞的信息卻是二維圖形,這種形式在傳統手工繪制圖樣的年代是很有用的,避免了繪制復雜的立體效果圖。隨著計算機的普及應用,以及現代的設計方法和加工方法的普及,開展從二維到三維設計的工程制圖類課程的改革,是制圖類教學亟待解決的一個問題?;谏鲜霈F狀,我校對工程制圖的教學內容進行了初步的改革,從教材的體系到教學內容都體現了三維的設計思想,在講授點、線、面等基礎內容時,主要是二維的投影理論。在講授基本體,簡單體等相關內容時,增加了拉伸體和旋轉體兩種重要的三維造型方法。從三維實體出發,利用三維軟件的特征造型功能講授基本體各基本要素的組成與投影。這部分內容只要求學生理解正投影的概念,建立二維投影圖是對三維實體的一種正投影表達方式,為學生將來閱讀和繪制二維投影圖做好知識的準備。截交線與相貫線的內容在講課時結合三維實體的布爾運算進行講解,這樣不但符合三維切割體或者是相貫體的實際成型過程,也向學生傳授了布爾運算的三維造型方法。組合體部分的內容結合立體的拉伸、旋轉、放樣、布爾運算等三維成型方法為進行講解,講授二維投影圖的同時灌輸三維思想。機件的表達方法章節重點以三維的零件、部件為研究對象,研究如何合理應用各種表達方法零件、部件的結構和尺寸,這一章著重培養學生的分析和應用力,在講授清楚各種表達方法的特點和應用場合后,演示三維軟件自動生成機件的各種視圖和剖視圖等二維圖紙的功能,向學生灌輸三維設計的設計思想。綜上所述,從現代制造業的發展方向出發,面對現代工程實際中二維與三維設計并存的現實,開展二維計算機繪圖教育,為學生學習三維設計和繪圖奠定基礎?;谌S設計的工程制圖的課程的改革要突出三維設計的思想,所有內容的講解盡可能從三維實體出發,充分利用三維繪圖軟件開展教學,改革和拓寬了工程制圖的教學內容,為學生提供了更多的思維方法,灌輸三維設計思想,根據制圖課程的不同階段引入相應的CAD三維建模內容,貫穿于制圖課程教學活動的全過程,增強了學生的空間思維能力、三維形體與二維圖形之間的相互關系的理解,強化了零部件在形狀結構上、配合連結上的直觀理解,從而激發學生的創新思維能力。
結語
關鍵詞:教學改革 多媒體教學 改革效果
引言
工程制圖是工科院校學生必修的一門技術基礎課,其目的是培養學生的空間思維能力、構形能力以及閱讀和繪制工程圖樣的能力。近年來,由于受各學科方向課程規劃總體學時壓縮的影響,工程制圖(非機類)課內計劃學時也一再壓縮,其學時已減到32~64學時左右,并且增加了計算機繪圖的內容。為了適應這一變化的形勢,保證教學目標的順利實現,必須更新原有課程的體系和教學內容,改革傳統的教學模式和教學方法。在這方面,我校進行了初步的研究與探索。
1 課程體系的改革
工程制圖的改革應立足于工科的培養目標和培養模式,結合各學科系列課程的整體優化,以培養學生空間構思能力、繪圖和讀圖能力為目標,構建新的課程體系。基于國內外的發展狀況,在工程制圖課程體系的改革方面,我校確定圍繞以下中心進行:密切結合工程制圖和計算機繪圖的應用;調整和削減畫法幾何內容;計算機繪圖和手工繪圖并重;三維CAD作為可視化設計工具加以應用。
2 教學內容的改革
在教學內容的處理上,應削枝強干、注重實用,精選和更新有利于學生能力培養的內容和知識,刪減不必要的、重復的和繁瑣的部分,增加反映當代科技發展的內容。目前,我校工程制圖的教學內容主要包括投影基礎、工程圖和計算機繪圖三個部分。
2.1投影基礎部分
非機械類學生的培養目標是:能夠繪制和閱讀簡單的工程圖樣,并能掌握產品設計的基本知識,因此,對原有畫法幾何部分的內容應大大簡化。例如:點、線、面的投影分析與截交線、相貫線兩部分內容,雖然講解學時少、深度淺,但面面俱到,不論是老師講授還是學生學習都有困難;更重要的是這兩部分對組合體的畫圖與讀圖的幫助并不明顯,抽象的幾何描述對學生在空間思維能力方面并沒有直接的幫助。針對這些問題,在畫法幾何部分的教學過程中,筆者采取了以下改革措施:在講授點、線、面的投影時,以“體”為綱,從立體入手,分析立體的投影,簡單介紹點、線、面的圖示特點,在體上抽象出點、線、面等基本幾何元素,并對此進行分析,研究其投影原理及方法,并用分析點、線、面的方法來分析幾何形體的投影,這樣就把形體與點、線、面結合起來;對平面與曲面立體的投影應加強徒手繪圖能力的訓練;立體的截交線與相貫線的作圖是該部分的教學難點,但在投影圖中只要知道它們的形狀、大小、相對位置,近似地畫出截交線與相貫線的形狀即可,因而在教學過程中對這部分內容可以降低其教學要求。
2.2工程圖部分
對工程圖部分,要熟悉機械制圖的國家標準,講清組合體三視圖、視圖表達方法、常用零件圖和裝配圖的畫法,提高學生的讀圖能力。由于計算機繪圖的介入,尺規繪圖將逐漸被摒棄,而徒手繪圖則是不可取代的繪圖方式。徒手繪圖可以訓練學生對投影關系、投影規律的掌握,培養空間想象能力和分析能力,表達設計思想、記錄創意成果。因此,在教學中應減少尺規作圖,加強草圖繪制能力和計算機繪圖能力的培養。組合體是工程制圖的主要內容,應重點加強,特別是木模的徒手繪制,它不但可以提高學生的動手能力,而且還可以提高學生的空間分析能力與想象能力;尺寸標注應掌握尺寸標注的基本方法,盡可能正確、清晰地標注尺寸。同時增加技術圖樣的知識,使學生明白技術圖樣是制造、施工的重要技術文件。
2.3工程制圖與計算機繪圖相結合
為了順應計算機科學的迅猛發展,特別是在機械行業實施“甩圖板”工程后,計算機繪圖已在科研院所、工廠企業廣泛地普及應用,計算機繪圖已成為制圖的主要形式和手段。
目前計算機繪圖教學分為兩種情況,一種是單獨設課,即在制圖教學中單獨分出16學時用來介紹計算機繪圖的內容。這種方法便于集中講授計算機繪圖課程,集中使用教學設備,避免現行教材與計算機繪圖教學的矛盾;但這是一個獨立的知識點,這種拼盤似的教學方式會使學生對計算機繪圖掌握不徹底,應用能力差,且不能將計算機繪圖與工程制圖有機地緊密結合。另一種是將計算機繪圖與工程制圖相結合,將計算機繪圖逐步地加入到工程制圖中。這種教學時間較長,學生有比較充足的時間上機實踐,可以將徒手草圖、尺規繪圖、計算機繪圖技術融會貫通在一起,同步進行,使學生對計算機繪圖與傳統工程制圖掌握得更牢固,應用得更靈活,便于學生在此基礎上自學、掌握其他更先進的軟件,使其畢業后很快就可上手工作,真正達到學有所長、學有所用的教學目的。
3 教學方法的改革
工程制圖的教學改革對教學方法提出了更高的要求,必須改革傳統的教學方法。教學方法的改革是課程改革成功與否的重要因素。在傳統的工程制圖教學中,教師主要借助掛圖、模型等教具加上黑板板書及口頭表述的模式,進行灌輸式的教學。這種講授模式不利于學生形象思維能力培養,學生理解困難,也限制了課堂時間利用率的提高。盡管制圖教師在教學中也積極采用啟發式、討論式、電化教學等方法和手段,但均不能實現突破性的、根本的變革。計算機科學技術的發展不斷地帶來新的機遇和挑戰,利用多媒體技術手段改善傳統的教學模式已成為必然趨勢。
3.1利用CAI課件與傳統授課方法相結合
采用多媒體技術開發的CAI課件教學,可將原本抽象、靜止的教學內容,以圖文并茂、形象逼真的動畫形式表現出來,使學生既能看到三維形體的立體形狀,又能看到動態的二維圖形的作圖過程,從而能夠更深刻地理解三維立體與二維圖形的對應關系,增強學生學習的興趣。如我們開發的“相貫線”課件,采用動畫的形式,生動地表現了相貫線空間形狀隨相交兩立體的幾何性質、相互位置以及大小不同而發生變化的過程。但多媒體課件一般是按教學內容要求,編排固定的封閉的教學軟件,利用這樣的課件進行課堂教學會形成“教學方法千人一面”,束縛教師創造性和個性的發展,不能體現教師的教學特色,削弱了課堂教學中教師的主導作用。因此,CAI教學并不能完全代替傳統教學方法,尤其是不能替代教師多年錘煉而成的、行之有效的教學方法和經驗。對于制圖課程而言,有些重要授課內容和典型例題的講解,仍然需要教師使用黑板和模型進行傳授,設置直觀環境,如:講螺紋時,讓學生先參觀螺紋的生產加工和觀察螺栓和螺母零件,然后再講清看圖的基本規律,并畫出其投影圖,幫助學生掌握繪圖思路與要領。若將現代化教學手段與傳統教學方式相結合,根據教學內容的特點和教學的實際情況選取不同的教學手段,則可彌補雙方的不足,能夠收到更好的教學效果。
3.2改進輔導和測評方法
工程制圖是實踐性很強的課程,每次課后學生需完成一定的作業,以培養學生的空間思維能力。多年來為輔導和批改制圖作業,教師們花費了大量精力,但結果卻不盡人意。許多學生并不關心作業批改效果,甚至互相抄襲作業。目前校園網已深入到學校的各個方面,逐漸發展成為行之有效的教學載體,成為校園內輔助教學的重要資源。在校園網上建立“工程圖學教學網站”,實現學生網上訪問電子教案,可重現教學過程,學生可以按個人需要靈活選學教學內容,實現網上答疑和獲取教學信息。利用計算機教室和校園網進行答疑和測評是一種新手段,可以發揮計算機教室和校園網的優勢,拓寬課堂空間,提高學生自學能力,調動學生積極性?,F已研制出用于制圖輔導和測試的CAI課件,改善了輔導、測評方法和手段。利用網絡化教學,開辟“工程圖學教學網站”,可構建立體化的教學平臺,拓展學生學習的維度和空間,將極大地提高學生學習的效率和效果。
4 課程教學改革的成效
經過近幾年工程制圖(非機類)教學改革實踐,采用新的課程體系,使得在較少的教學課時下,保證了工程制圖課程教學內容的緊湊性、銜接性;各種先進教學手段、教學方法的應用,使得課堂教學容量得以增加,課堂教學氣氛濃厚,學生學習興趣提高。教學過程中的重點和難點突出,學生的繪圖和讀圖能力及計算機繪圖能力較以前大大提高,學生的補考率大大降低,取得了較好的教學效果。
結束語
日新月異的科學技術將教育推向了一個嶄新的時代。如果說傳統的工程制圖為現代工業技術的發展做出了巨大的貢獻,那么現代工業技術又將傳統的工程制圖遠遠地拋在后面。因此,必須深化工程制圖課程的教學改革,使工程制圖這門古老的課程在培養目標、課程體系、教學內容、教學方法和手段等諸方面發生根本性的變革,努力把它建設成為一門內容合理、手段新穎、與科學技術發展不斷適應的技術基礎課。
參考文獻:
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關鍵詞: 我國工程圖學 歷史演變 未來發展
1.我國工程圖學的歷史演變
語言、文字和圖形是人們進行交流的主要方式,在工程界,為準確表達一個物體的形狀,主要工具就是圖形。在工程技術中為了正確表示出機器、設備的形狀、大小、規格和材料等內容,通常將物體按一定的投影方法和技術規定表達在圖紙上,這種根據正投影原理、標準或有關規定,表示工程對象并有必要的技術說明的圖就稱圖樣。工程圖樣是人們表達設計的對象,生產者依據圖樣了解設計要求并組織、制造產品。因此,工程圖樣常被稱為工程界的技術語言。
1.1我國古代工程圖學的演變
圖形的歷史由來已久,原始人在洞穴的石壁上刻畫的就是最早的圖形??脊虐l現早在4600多年前就出現了可以稱為工程圖樣的圖形,即刻在古爾迪亞泥板上的一張神廟地圖。我國春秋時代的技術著作《周禮·考工記》中記載了規矩、繩墨、懸垂等繪圖測量工具的運用情況。古代數學名著《周髀算經》對直角三角形三條邊的內在性質已經有較深刻的認識。湖南長沙馬王堆出土的一份地圖顯示,在當時(約公元前168年)測量工具比較簡陋的情況下,中國的地圖就已經繪制得十分精美。
1977年冬,在河北省平山縣發掘戰國中山王墓時,出土了大批青銅器,其中有一塊長94cm、寬48cm、厚約1cm的銅板。板上鑲嵌金銀線,表示國王、兩位王后、兩位夫人的墳墓和相應享堂的位置和尺寸。經修整可以看出,這是一幅酷似現代用正投影法畫出的建筑規劃平面圖。該圖上南下北,圖中兩粗線長方形表示圍墻,靠內圍墻筑有四間儲存禮器的“宮”,兩圍墻的南墻各開一門;用細線圍成的扁凸字形,表示堆土而成的高臺的坡腳線;五座正方形享堂(三大兩?。ΨQ地排列于高臺上。從鑲嵌的439個文字可知建筑物的名稱、大小,并知該圖是按1∶500繪制成圖后,經國王核準,復制在銅板上的。專家考證,這塊銅板制成于公元前四世紀,并曾據以施工,在世界范圍內實屬罕見的古代圖樣遺物。它有力地證明,早在兩千多年前我國就已經能在施工之前進行設計和繪制圖樣。
北宋李誡編著的《營造法式》于崇寧二年(公元1103年)刊行全國并流傳至今?!稜I造法式》主要分為5個主要部分,即釋名、制度、功限、料例和圖樣共34卷,前面還有“看樣”和“目錄”各1卷,一共是36卷。其中圖樣6卷,計圖1000余幅。圖樣這一名稱從此確定下來。該書中的圖形有彩畫作的房屋的平面圖、立面圖、斷面圖、構件詳圖,各種雕飾與彩畫圖案和當時的測量工具、石作、大木作、小木作、雕木作等。其中有的圖是用正投影法畫出的。如斗拱(彩圖)是用正面投影和水平投影來表示的,投影圖的配置相當于第一角投影;單色圖所示的斗拱使用斜軸測圖來表示的。所有這些,充分反映了近千年前中國工程制圖技術的先進和高超。
1.2我國近代工程圖學的演變
18世紀末,法國人加斯帕爾·蒙日創立了畫法幾何學。我國系統地介紹蒙日《畫法幾何學》體系理論和方法的是時任廈門大學校長的薩本棟先生編譯的《畫法幾何學》(1923年6月商務印書館初版)。著名教育家、清末翰林先生為薩本棟編譯的《畫法幾何學》寫序如下:薩君本棟,勤敏好學。課余譯安頓利氏及亞斯利氏之《畫法幾何學》一書,文筆條達,義理顯豁,雖未照原文全譯,然刪繁避晦,頗便初學。學者由是熟加研究,將見科學上、工程上之各種物體,表現于縱面、橫面、側面或截面等,已能纖悉無遺,而泰西之學術工藝,或藉以廣傳于中土,是亦吾剤之所樂為介紹者也。中華人民國九年十一月一日。(注:安頓利時為美國Tufts學院圖學教授,亞斯利時為美國東北大學制圖教授)。
1959我國頒布首部國標《技術制圖與機械制圖》,以后不斷進行修訂。
1.3我國現代工程圖學的發展現狀
傳統的工程圖學學科以蒙日畫法幾何的投影理論為基礎,以直尺、圓規、圖板為工具,以黑板、掛圖、模型為媒介,至今已有兩百多年的歷史,在培養學生形象思維能力和促進工業化進程等諸多方面發揮了重要作用。
近代隨著計算機技術的發展,計算機繪圖(Computer Graphics)和CAD計算機輔助設計(Computer Aided Design)技術在世界工業的發展中影響越來越深遠,尤其是近十年來基于計算機的三維設計迅猛發展,設計從三維入手,直接產生三維實體,然后賦予各種屬性(如材料、力學特性等),再賦予加工信息,直接到數控的車間加工,改變了二維圖形的使用。同時計算機虛擬現實(Virtual Reality)技術集成計算機網絡技術,帶來了工程圖學學科的內容和理論體系的變革?,F代的工程圖學的理論基礎包括傳統的幾何理論和計算機理論,應用領域主要有:專業制圖及其標準、圖學理論與方法、工業設計、產品信息建模(特征建模、參數化設計、圖形輸入識別)、科學計算可視化、計算機仿真、虛擬現實、圖形和圖像識別,等等?,F代工程圖學使用的計算機軟件主要有Autodesk CAD、3dmax、Sketch up、Photoshop、AutodeskRevit等?,F代的工程圖學與工業設計和計算機技術的結合越來越密切,應用領域更寬更廣。
2.我國工程圖學未來發展研究
隨著各種計算機制圖軟件的發展和更新,現代的設計、制圖工作越來越方便,大大節省了人力、物力和腦力。在享受計算機成圖技術帶來諸多方便的同時,Autodesk Revit等三維模型軟件的出現也沖擊了我們的工作和生活,我們不得不為工程圖學的未來發展和現有的社會職業、分工做出思考。
Autodesk Revit軟件專為http://baike.省略/view/1788980.htm建筑信息模型而構建(BIM)。BIM是以從設計、施工到運營的協調、可靠的項目信息為基礎而構建的集成流程。通過采用BIM,建筑公司可以在整個流程中使用一致的信息來設計和繪制創新項目,并且還可以通過精確實現建筑外觀的可視化來支持更好地溝通,模擬真實性能以便讓項目各方了解成本、工期與環境影響。BIM支持建筑師在施工前更好地預測竣工后的建筑,使他們在如今日益復雜的商業環境中保持競爭優勢。BIM能夠幫助建筑師減少錯誤和浪費,以此提高利潤和客戶滿意度,進而創建可持續性更高的精確設計。BIM能夠優化團隊協作,其支持建筑師與工程師、承包商、建造人員與業主更加清晰、可靠地溝通設計意圖。
Autodesk Revit軟件把建設者、設計師、施工方、管理者聯系起來,大大簡化了各個環節的工作,也對某些社會職業提出了強烈的挑戰。比如效果圖制作公司,現在有不少公司以制作三維效果圖為生,使用Autodesk Revit軟件可以輕松地制作出效果圖,以后效果圖公司和員工將何去何從?另外,工程造價人員的工作也受到很大的沖擊,這些都是需要我們好好考慮的問題。
3.結語
我國工程圖學經歷了幾千年的發展留下了大量寶貴的資料和財富,現代計算機成圖技術的出現與發展大大推動了工程圖學的發展與進步,同時也對某些社會職業提出了嚴峻的挑戰,我們要冷靜分析,提前預測,使計算機成圖技術為我們的生活服務,使工程圖學發展得越來越完備。
參考文獻:
[1]蒙日[法],廖先庚譯.蒙日畫法幾何學湖南:湖南科技出版社,1984.8:3-8.
關鍵詞:測繪工程;計算機制圖;問題
在當前的社會發展背景下,為了滿足社會發展與人們生活需要,工程建設得到了空前的發展,作為工程建設中的重要組成部分之一,測繪工程主要是基于空間信息進行測量,進而繪制出地形圖,為工程建設提供重要的指導性作用。工程建設發展初期,社會發展促進了測繪工程相關工作的發展,與此同時也為測繪工程提出了新的要求與挑戰,面對這種情況,我們有必要將一些先進技術應用于測繪工程之中,切實提升我國測繪工程的整體水平,不斷順應時展的潮流、滿足現實發展的需求。
1計算機制圖的優勢
測繪工程中傳統手工制圖方式需要借助于很多制圖工具,不僅制圖工序非常繁瑣,工作效率也非常低,需要浪費大量的人力、物力及財力資源,并且整體制圖效果也不是很好,不能充分發揮出對工程建設的作用。而與傳統手工制圖相比,計算機制圖的應用不僅大大提升了工作效率,同時工程測繪成本也顯著降低,充分滿足了現代工程建設的需求。隨著科學技術快速發展,計算機制圖早已取代了原來的手工制圖,測繪工作效率明顯提高,記得的順應了當前時代的發展要求,為測繪行業以后的發展提供了重要保障。
1.1程序簡單效率高
傳統手工制圖在實際工作中需要使用很多制圖工作,整個工作工程非常復雜,需要進行繁瑣的準備之后才能開始測繪,但是借助計算機輔助制圖技術,就可以利用計算機系統設定相關數據,在此基礎上展開制圖工作,這樣一來不僅可以有效節省制圖操作的時間,同時測繪工作效率也可以明顯提高。
1.2彌補手工制圖缺陷
計算機輔助制圖需要以圖形數據庫的建立為基礎,在實際工作中設計人員為了可以為后續測繪工作提供便利,往往需要在現有圖形基礎上進行適當修改,因此對設計變更也極為便利。在滿足測量需求的前提下,可以適當修改數據庫,借助于計算機輔助制圖可以對任意圖形進行復制,同時還能展開其他相關操作,測繪工作得到了很大程度的簡化,同時測繪工作難度也得到了降低。
1.3圖文數據保存更方便
傳統測繪需要保存和整理各種圖紙和圖文數據,其工作難度較大,整體效果也不理想,但是利用計算機輔助制圖,可以利用數字形式存盤,存儲的難度大大降低,同時管理工作也非常方便,工作人員的勞動強度得到了極大的降低,還節省了測繪成本。雖然借助于計算機輔助制圖技術可以有效保存圖文數據,但是應用計算機過程中難免會出現誤刪、損壞數據等問題,所以應用計算機制圖的過程中必須注意及時備份,以避免出現誤刪或數據損壞等一系列問題。
2計算機制圖在測繪工程中的應用
2.1市政工程測繪中對計算機制圖的應用
從上文的論述與分析中我們可以了解到,與傳統制圖方式相比計算機制圖的優勢有很多,測繪工程中計算機制圖的應用具有非常重要的意義,下面主要以某市政工程為例,具體分析計算機制圖的實際應用。為了充分適應當前城市化進程的發展需求,某市中心城市、東部衛星城之間需要建設一條高速公路,旨在通過建設該公路緩解城市交通壓力,該高速公路O計時速是80Km/h,公路長度為12km,該市正工程計算機制圖流程為:首先,由測繪單位開展各項工作,涉及到了測量計算設計、組織測量工作人員、準備及檢驗測量儀器設備等;其次,組織測繪工作人員到工程現場進行勘察,展開平面與高程的控制測量工作;第三,按照相關測量圖片及數據信息,利用計算機制圖工具初步繪制圖形,經過修改以后最終定型。為了便于管理工程測繪數據,我們還專門對地籍圖、地形圖等進行了數字化的處理,將制圖成果保存為文件,以便后續使用管理。從中可以發現,利用計算機制圖的整個過程都非常方便、快捷,同時對制圖成果管理也非常有利。
2.2計算機制圖應用要求與發展方向
2.2.1計算機制圖應用要求
測繪工程中應用計算機制圖大大提升了工程測繪的整體水平,為工程建設提供了很大的指導性作用,但是與此同時,也對測繪人員提出了更高要求:首先,要求測繪人員要具有非常強的計算機操作能力,計算機制圖過程中需要利用計算機技術,因此測繪過程中要求測繪人員具備基本的操作計算機的能力,為計算機制圖工作的順利開展提供基礎;其次,測繪人員必須具備最基本的制圖能力,這里所說的基本制圖能力是對測繪人員提出的基本要求,所以在工作中測繪人員必須布點夯實自己的基本制圖能力,例如繪制幾何圖形的能力、繪制剖視圖的能力、繪制實物的能力等;第三,測繪人員還要具有專業的制圖能力,在實際工作中不僅要求測繪人員具備基本的制圖能力,同時還要講究制圖的專業性,例如在上文中提到的市政工程中,測繪人員必須了解道路結構圖、交通圖及地籍圖等,這樣才能為專業繪圖做好準備。
2.2.2計算機制圖的發展方向
從整體上來看,計算機制圖具有工作效率高、操作簡單、準確度高等特點,測繪工程中對計算機制圖的應用不僅大大提升了工程測繪工作的效率,同時還減少了人力資源的投入,有效降低了工程測繪上成本的投入,此外,還從很大程度上提升了工程測繪的質量,因此當前這項技術已經在各種工程測繪中得到了廣泛的應用,不久的將來它的發展空間將會更加廣闊。在以后的計算機制圖系統中,占據主導性地位的將會是窗口操作,同時圖片及數據信息等工作將逐漸走向整合,圖文數據庫建立以后將會為信息共享創造有利條件。總之,以后經過不斷發展及完善,計算機制圖不僅會在工程測繪中得到越來越廣泛的應用,同時還會被推廣到更多領域中。
結語:
綜上,從本文的論述中可以發現,信息技術的發展極大的推動了計算機的廣泛應用,同時對整個社會經濟的發展也起到了重要的推動性作用,因此,實際計算機制圖中必須正確認識其基本內涵及本質特征,并在測繪工程項目中將其優勢充分發揮出來,以不斷適應新時期工程建設的發展需要。隨著科學技術的快速發展,計算機制圖技術在實際應用中有效彌補了傳統制圖方式的缺陷,極大的促進了測繪工程的發展,并在現代工程建設中發揮了非常重要的作用。鑒于計算機制圖對于測繪工程如此重要,今后我們應加大這方面的研究力度,從而使其更好的為我國社會經濟發展服務。
參考文獻:
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關鍵詞 圖學教育 改革 現代制造技術
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.10.064
Practice and Research of Teaching Reform on Mechanical
Drawing of Digital Manufacturing Technology
SUN Baofu, ZHONG Zhixian
(College of Mechanical and Control Engineering, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541004)
Abstract Graph is engineering language. With the rapid development of modern manufacturing technology, graphics education in teaching content, teaching method and teaching means also faces the reform, to adapt to the development needs. In this paper, the present situation, reform ideas and reform measures are studied, and the detailed reform steps are formulated.
Key words graphics education; reform; modern manufacturing technology
0 引言
隨著現代工業的飛速發展,產品更新速度的加快,新型的制造技術在我國的應用越來越廣泛,其中,數字化的制造技術已成為其典型代表。所謂數字化制造技術是指:在數字化技術和制造技術融合的背景下,并在虛擬現實、計算機網絡、快速原型、數據庫和多媒體等支撐技術的支持下,根據用戶的需求,迅速收集資源信息,對產品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規劃和重組,實現對產品設計和功能的仿真以及原型制造,進而快速生產出達到用戶要求性能的產品整個制造全過程。發達國家以及我國大部分大中型企業已經實現了數字化的制造技術,它包括了計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助工程分析(CAE)、計算機輔助工藝規劃(CAPP)、產品數據管理(PDM)等內容。①而其中,產品的數字模型作為貫穿所有制造過程的一條主線,其表現形式、包含內容、建立方法、信息含量等尤為重要。在傳統制造中,二維的工程圖樣承擔了制造過程中的所有信息。然而,隨著計算機技術和信息技術的飛速發展,以及如UG、PROE、Solidworks等新型綜合軟件層出不窮,傳統的信息載體已越來越不適應現代制造技術的發展水平,改革勢在必行。
1 改革思路
在傳統的機械制圖教學體系中,產品裝配圖和零件圖的閱讀與繪制是制圖教學的最終落腳點。產品的裝配工藝離不開裝配圖中的裝配與配合尺寸、明細欄、裝配要求等相關內容,而零件的制造的工藝信息則存在于零件圖中的尺寸標注、技術要求之中。然而,無論是哪一種圖樣,對零件的形狀、結構以及組成的表達都是讀圖與繪圖的基礎,所以,對工程圖樣表達方法的學習仍然是制圖教學的重中之重。而對圖樣表達方法的掌握是以畫法幾何內容的學習為基礎的,它是利用投影的基本知識,實現了三維實體與二維圖樣的相互轉換。然而,由于畫法幾何部分內容的抽象性,造成了學生學習制圖的枯燥與乏味,嚴重影響了學習的效果。
為適應現代制造技術的發展,機械制圖的教學則需從以下幾個方面進行相應的改革:(1)機械制圖建模方式的轉化。基于數字化制造技術之上的工程信息的載體已經從傳統的二維模型向三維模型轉化,依照三維建模設計的思想,根據實體的構成原理與構成方法,進行三維實體建模。這一建模理念忽略了點、線、面在制圖中的基礎作用,減少了教學內容,同時也培養了學生現代設計思想和設計方法。所以,從工程圖學的教學內容來看,三維建模應貫穿教學全過程;(2)機械制圖與計算機技術的融合。計算機技術在現代制造技術的地位和作用是無以替代的,作為基礎課程的機械制圖,自然也是無法割舍的。許多年來,眾多的專家學者在二者的結合內容、形式、方法、途徑等方面進行研究與實踐,但大部分都歸結于二者內容比例問題、時間前后問題。因為是傳統的二維工程圖樣的教學,所以所用的教學軟件基本都是AutoCAD,從而不能適應三維建模的需求?,F代制造技術下的機械制圖,其三維建模軟件得到了根本性的改變,往往是運用一些大型的、集成的軟件,例如UG、Pro/e、Solidworks等。選擇什么樣的軟、硬件,如何實現與理論教學進行合理有效融合將是我們面臨的另一選擇;(3)機械制圖與相關專業知識的整合。利用集成軟件進行建模的過程實際上就是一個對零件設計、分析、檢驗的工程,所以這門課程的名稱也應該稱之計算機輔助設計與繪圖(CADD),它不僅需要計算機技術的支持,同時也要求建模者具備充分的專業知識和專業技能。②怎樣實現這一教學內容的整合,又如何恰當把握教學時機的安排是教學改革的重要課題。
上述的三項內容是相互關聯、彼此依存的,而建模方式的轉變是一條主線貫穿其中,對此,大連理工大學、清華大學以及北京航空航天大學均有研究,然而對與專業課程的整合雖有專家提出,卻沒有實際的研究成果,更沒有符合這一教改思想的教材或教學內容大綱,這在全國尚屬首創。
2 改革實踐
在獲得廣西教育廳教改工程項目立項支持之后,我們在實際的教學中專門拿出了一個實驗班,自己編制教材,進行了相關的課程改革試驗。在教學過程中,取消了點、線、面的投影,截交線、相貫線的投影等原來較為繁瑣且較抽象的內容,但保留了投影的基本知識,使得學生清楚二維工程圖樣的由來。三維建模則采用Solidworks軟件,從棱柱、棱錐、圓柱、圓錐等基本形體的建模開始,完成基本形體的切割、基本形體的疊加等組合體的建模過程,然后將三維實體模型進行二維轉換,直接形成二維工程圖,從而加深對工程圖的理解。
在完全掌握復雜形體的三維建模之后,對工程圖樣的表達方法、標準件常用件的表達方式、零件圖、裝配圖等章節的學習依然不能缺少。他們是機械制圖學習的落腳點,也應該是學習的重點。這便又從三維回到了二維,所以,投影知識的學習是必不可少的。
在完全掌握復雜形體的三維建模之后,通過對相關課程內容的整合,它不僅是機械制圖這一門課程的任務,還關聯到相關的專業及專業基礎課程,涉及的面廣,改革的難度較大。通過與計算機技術的融合,從而實現建模方式的轉變,是我們研究的重點。符合這一教改思想的教材的編寫、教學方式方法的轉變、教學內容與范圍的確定是這一課題研究的關鍵問題。它需要集中一定的人力、物力,對相關院校及企業進行走訪與調研,并且還要申請相關軟件公司的支持與協助才能夠得以順利實施這一課題的研究。
3 實施方案(圖1)
4 結語
機械制圖是機械、機電專業或近機類專業必修的一門專業基礎課程,但因其對學生的空間思維能力以及空間想象能力要求較高,所以,學生的學習的困難程度較大。改革之后課程從其建模方式將以三維建模為主,從而降低了課程的抽象性,同時也提高了學生對相關軟件的熟悉程度及學習熱情。
教改項目:廣西高等教育教學改革工程項目,桂教高教【2013】28
注釋
【關鍵詞】工程過程 項目模塊 機械制圖 教學改革
【基金項目】中國民航大學教育教學改革研究課題(CAUC-ETRN-2013-21)。
【中圖分類號】TB126 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)02-0246-01
一、國內外研究的現狀
隨著制造業信息化技術的加速,帶來了設計方式的巨大變革,傳統的機械制圖教學遠遠不能適應先進制造業的飛速發展的需求,機械制圖的教學改革一直是工科院校課程體系改革的主要內容。
面對現代工程的需求,國內各高校都展開了該方面的研究。中南大學的教學模式也進行了模塊化的劃分,但是沒有和項目結合,沒有和項目結合那么也就沒有聯系到實際的生產和設計,那么學生對知識的認知度,只是局限于對內容進行了分塊,對于實踐中的實物認知度還是很欠缺,到了真正的工程實際中后還是難以對知識點有足夠的掌握。
國外高校在該課程的改革研究方面的做法是 :根據1995年12月由日本設計工程學會發起的“工業界對大學設計制圖的期望”的147個公司返回的問卷調查,日本武藏大學的平野重雄和東京大學的鈴木教授提出了他們對機械制圖在工程圖學中關系的看法。他們的結論是:(1)掌握圖形必須和實際實物結合才能更好的領悟;(2)實物的作用有助于幫助學生掌握圖形的技術特點;(3)有了實際的模型后學生更容易想象制圖的空間結構;(4)先看到機械設備的設計過程后,學生更加容易掌握設備裝配圖形。
二、《機械制圖》課程教學的現狀
1.傳統的《機械制圖》課程教學通常都是按章逐節講授,學生所獲知識堆砌在一起,不利于綜觀知識全貌,也不利于發揮其學習主動性。雖然也采用了模型、多媒體課件,但最終的方式基本不變,即上課聽講,下課做作業。學生如果上課聽不懂, 作業練習中就錯誤不斷,且作業抄襲現象非常普遍。
2.傳統的《機械制圖》課程教學,制圖原理及表達方法強調較多,而識圖能力的訓練較少,忽略了該課程的實踐性,教學中很少與實際產品相結合,從而導致課程教學內容不能滿足用人單位的需要。
三、以工程過程為導向、以項目模塊為載體的面向機務類機械制圖課程的教學體系
1.課程目標
構建新的面向未來的課程價值觀念,打破教材體系,重選內容,重構模式。通過劃分模塊,將原本空洞抽象的《機械制圖》課程分解為一一對應的具體模塊。在基礎模塊中充分利用三維造型模型庫,以三維動畫效果表達基本體、組合體,從而提高學生的空間想象能力;在專業模塊中以項目帶動課程。通過裝配體展現標準件、常用件、零件圖、裝配圖等內容進行討論和學習,使教師的教、學生的學都能達到事半功倍的效果。
2.課程內容
機械制圖課程雖然理論性較強,但完全可以賦予它實踐性內容。采用工程過程為導向設計開發項目式教學內容的方法理論聯系實踐。實踐結合理論,比較便于組織實施和開展。也便于學生掌握理論知識及實踐技能。工程過程導向的目的在于克服學科體系的結構化內容,而有利于與工作過程相關內容的學習。
以工程過程為導向的《機械制圖》課程是由典型的工程過程確定實際工作任務,歸并成教學工作任務,最終轉化為機務類民航特色專業學生的教育教學任務。這是一個從行動領域到學習領域,最終到學習情景的過程。也就是把教學模式和實際生產產品的工程設計過程相結合,以項目模塊化的方式展現給學生。
3.課程教學方法
1)知識的總量未變,知識排序的方式發生變化
2)課程的模塊化劃分,將基礎知識和專業知識與項目結合進行系統劃分,把傳統教材的內容按照項目和模塊重新定義和劃分。
3)以工程過程為導向讓學生在模塊技能的訓練中掌握各學習單元,即針對專業相近或不同的崗位群將機械制圖分為基礎模塊、專業模塊一、專業模塊二、提高模塊四大模塊。
4)制定工程過程開展項目式教學的基本步驟為:確定任務-制定工作計劃-實施計劃-進行質量控制與檢測-評估反饋。這樣開展教學工作.能為學生提供體驗完整工程過程的學習機會。增強學生適應企業的實際工程環境和解決綜合同題的能力。
4.教學實踐總結
以工程過程為導向的項目式教學,改變了僵化的、封閉的教學組織和教學管理制度,營造行業崗位的氛圍,引入工程項目實例,開展研究性學習,使學生在設計研究工程項目中學習知識,教學過程更靈活,更開放。學生自主學習的自覺性和積極性增強了,學生有自主選擇學習過程和學習方式的權利,同時注重將綜合素質教育貫穿于教育教學全過程。
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