如何在《工程圖學(xué)》教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

周秋淑　臧艷紅

【摘 要】“創(chuàng)新能力是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力”。通過創(chuàng)新教育，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，為學(xué)生成為21世紀(jì)的創(chuàng)新型人才打好基礎(chǔ)。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，重要的一點(diǎn)是讓學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過程，積極思維，給他們提供自由開放的空間，創(chuàng)造愉悅寬松的學(xué)習(xí)氛圍[1]。

【關(guān)鍵詞】工程圖形；創(chuàng)新教學(xué)；創(chuàng)新能力

0 引言

《工程圖學(xué)》是一門以圖形為研究對象，用圖形來表達(dá)設(shè)計(jì)思維的學(xué)科。本課程的教學(xué)目的就是培養(yǎng)既有繪制和閱讀工程圖樣的能力，又具有較強(qiáng)空間想象思維能力，并熟練掌握三維設(shè)計(jì)的創(chuàng)新型人才[2]。

1 實(shí)施

隨著教學(xué)的深入，受條件的局限以及學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、個(gè)體差異等因素的影響，傳統(tǒng)教學(xué)模式越發(fā)顯得力不從心，而先進(jìn)的多媒體功能的應(yīng)用及三維軟件技術(shù)的發(fā)展不僅能反映學(xué)科的一些發(fā)展方向，而且能有效的提高課堂教學(xué)效果[3]。

1.1 基本立體

充分利用三維形象生動(dòng)的特點(diǎn)，從基本立體開始，包括基本立體的三視圖及表面取點(diǎn)、取線等，讓學(xué)生盡早了解三維立體，了解三維軟件，在該部分引入三維模型非常必要，改變了以往上課時(shí)還需要帶木質(zhì)模型的狀況。三維軟件的優(yōu)勢是利用參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法，方便地改變參數(shù)，從而改變立體形狀，特別是相貫線的變化趨勢，利用軟件編輯方便、直觀，如圖1所示。

1.2 組合體

利用三維軟件創(chuàng)建的組合體，可以通過抑制特征的方式讓學(xué)生清楚地了解組合體的組合形式及表面鏈接關(guān)系，包括截切式的立體是怎樣從一個(gè)整體截切成不完整立體，學(xué)生可以很清楚地知道組合體的各種組合方式，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

1.3 典型零件的表達(dá)方法

利用三維軟件中的動(dòng)態(tài)剖切命令可以很方便的將零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)展示出來，生動(dòng)形象，特別是有內(nèi)部相關(guān)線的立體顯示得更清楚，這些都是學(xué)生在學(xué)習(xí)剖視圖中的難點(diǎn)，通過使用三維軟件變得迎刃而解，同時(shí)將提前準(zhǔn)備好的各種典型零件的模型在課堂上用軟件打開，并將其特點(diǎn)及建模方法講解清楚，讓學(xué)生對各種零件有深刻的認(rèn)識，如圖2所示。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)件、常用件

標(biāo)準(zhǔn)件和常用件都有系列參數(shù)，先介紹三維軟件創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)件的方法，通過三維軟件中的參數(shù)化建模的概念和標(biāo)準(zhǔn)件相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容相聯(lián)系，使學(xué)生對國標(biāo)規(guī)定重要參數(shù)印象深刻，畫圖時(shí)就不會想當(dāng)然的畫了，而是養(yǎng)成嚴(yán)格遵守國標(biāo)的習(xí)慣。

1.5 裝配圖

在裝配體教學(xué)中，即使是現(xiàn)場教學(xué)，也不可能有那么多種裝配件，可以同時(shí)隨意進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、拆卸、剖切，使學(xué)生觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系。有了動(dòng)畫仿真庫，可以利用裝配干涉檢查、裝配動(dòng)畫設(shè)置，讓學(xué)生對各種零件的裝配關(guān)系及相互連接、運(yùn)動(dòng)情況有直觀的感受，對裝配圖的結(jié)構(gòu)、作用有深刻的理解。

1.6 課后自學(xué)部分

各種典型零件的建模即三維設(shè)計(jì)過程以及典型部件的裝配都制作成視頻，供學(xué)生課下學(xué)習(xí)作為輔助，也起到了很好的作用。

2 總結(jié)

《工程圖學(xué)》是高等工科院校中一門既有系統(tǒng)理論，又有較強(qiáng)實(shí)踐的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程[3]。傳統(tǒng)教學(xué)中，授課教師以課堂教學(xué)為主，借助于掛圖、教學(xué)模具等輔助工具，以尺規(guī)手繪形式進(jìn)行演示性教學(xué)。學(xué)生借助于圖板、尺規(guī)、鉛筆等進(jìn)行手工繪圖練習(xí)，以建立空間概念，培養(yǎng)圖示能力和圖解能力。這種教學(xué)模式效率低，傳遞的信息量小。在課堂上使用三維軟件設(shè)計(jì)可以創(chuàng)建虛擬模型庫，并且創(chuàng)建的模型具有精度高、質(zhì)感好、形象逼真、色彩豐富。加上動(dòng)畫效果， 使教學(xué)中的知識難點(diǎn)更加清晰、生動(dòng)、形象。

3 成果

學(xué)生在《工程圖學(xué)》課程的學(xué)習(xí)過程中，比較早地認(rèn)識三維軟件，不但提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知感，還激發(fā)了學(xué)生對三維設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)興趣。之后會積極學(xué)習(xí)三維設(shè)計(jì)軟件，參加各種大賽，從而提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉申立，岳永勝.工程制圖與機(jī)械基礎(chǔ)系列課程教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革與實(shí)踐[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2002，23（5）：97-101.

[2]續(xù)丹.基于三維設(shè)計(jì)的工程制圖課程體系研究[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2002，23（5）：81-85.

[3]童秉樞.3D機(jī)械制圖序言[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[4]李澄，吳天生，闖百橋.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，1997：1.

[責(zé)任編輯：曹明明]