韓靜國

（山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長治 046011）

基于構(gòu)型設(shè)計(jì)的高職院校機(jī)械制圖課程體系實(shí)踐與研究

韓靜國

（山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長治 046011）

基于構(gòu)型設(shè)計(jì)的《機(jī)械制圖》課程教學(xué)體系是一種全新的教學(xué)體系。在制圖教學(xué)過程中對學(xué)生進(jìn)行有針對性的構(gòu)型設(shè)計(jì)訓(xùn)練，不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，同時(shí)在開發(fā)學(xué)生空間想象力、培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)方面具有重要意義。

高職；機(jī)械制圖；構(gòu)型設(shè)計(jì)；課程體系

《機(jī)械制圖》是高等職業(yè)工科類院校一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。其教學(xué)目的不僅在于使學(xué)生掌握投影理論和具有一定繪圖和讀圖能力，更要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。在《機(jī)械制圖》課程中，形體“構(gòu)型設(shè)計(jì)”能力是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是素質(zhì)教育的重點(diǎn)所在。構(gòu)型設(shè)計(jì)不僅包含有抽象思維、形象思維和創(chuàng)造性思維，同時(shí)又充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念。培養(yǎng)學(xué)生的形體創(chuàng)造性構(gòu)型設(shè)計(jì)能力也是制圖課程教學(xué)改革中一個(gè)倍受關(guān)注的熱點(diǎn)問題[1，2，3，4、5]，文章就如何基于構(gòu)型設(shè)計(jì)的工程圖學(xué)課程教學(xué)體系進(jìn)行了實(shí)踐與研究。

1 基于構(gòu)型設(shè)計(jì)的工程圖學(xué)課程教學(xué)體系

“構(gòu)型”是指對形體的結(jié)構(gòu)及形狀進(jìn)行構(gòu)造，或者說是形態(tài)的組合與分解?！霸O(shè)計(jì)”是指人們在從事某種有目的的活動(dòng)時(shí)所進(jìn)行的創(chuàng)作行為，如構(gòu)思或策劃等，然后將抽象的事物由具體圖形表達(dá)出來。圖1所示為“∪*、∩*、－*”集合進(jìn)行構(gòu)造組合體的三種路徑示意。

1.1 不同階段的構(gòu)型設(shè)計(jì)

在基于構(gòu)型設(shè)計(jì)的工程圖學(xué)課程教學(xué)體系中，在課程的不同階段有不同形式的形體構(gòu)型設(shè)計(jì)的訓(xùn)練方法。將形體的構(gòu)型設(shè)計(jì)作為教學(xué)體系中的一個(gè)重要部分，并作為一條主線貫穿于整門課程之中是該教學(xué)體系的一個(gè)特色。在構(gòu)型設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中，引入了一般制圖課程中較少提及的構(gòu)型設(shè)計(jì)的關(guān)系法則，如對稱與均衡、對比與調(diào)和、比例和尺度等。構(gòu)型設(shè)計(jì)常用的方法有切割、疊加、拉伸、旋轉(zhuǎn)、仿形等。

1.1.1 基本概念部分

在課程的基本概念部分，構(gòu)型設(shè)計(jì)體現(xiàn)在幾何作圖方法和草圖訓(xùn)練中。平面圖形構(gòu)型設(shè)計(jì)的原則包括：①構(gòu)型應(yīng)表達(dá)功能特征。應(yīng)積極思維、廣泛聯(lián)想、大膽創(chuàng)造、敢于突破、超越現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)出更加抽象、更富有聯(lián)想和寓意的平面圖形來。②造型應(yīng)注意工程化。工程化是指圖形的取材、描述和表達(dá)的對象主要是工程產(chǎn)品、設(shè)備與工具等，如運(yùn)輸設(shè)備（車、船、或飛行器類）、生產(chǎn)設(shè)備、儀器儀表、電器、機(jī)器人等。③便于繪圖與標(biāo)注尺寸。應(yīng)盡可能考慮用常用的平面圖形來構(gòu)型，以便使用常用的繪圖工具作圖和標(biāo)注尺寸。構(gòu)型設(shè)計(jì)要特別注意：徒手畫一條任意曲線是輕而易舉的事，但要標(biāo)注這條曲線的尺寸卻是非常困難的。

圖1 構(gòu)造組合形體的三種路徑

一般地，便于繪制和標(biāo)注尺寸的圖形也便于加工制造，且具有良好的工藝性。

1.1.2 投影基礎(chǔ)部分

課程的投影基礎(chǔ)部分突出形體的構(gòu)型設(shè)計(jì)，能有效地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和工程意識，也是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、使機(jī)械制圖課程成為學(xué)生素質(zhì)教育的一個(gè)組成部分。構(gòu)型設(shè)計(jì)的教學(xué)特點(diǎn)體現(xiàn)在帶有特殊點(diǎn)的形體造型、帶有特殊線的形體造型、帶有特殊面的形體造型以及與它們互為補(bǔ)型的基本體造型等訓(xùn)練中。

1.1.3 組合體部分

在課程的構(gòu)型設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分，構(gòu)型設(shè)計(jì)體現(xiàn)在引入構(gòu)型設(shè)計(jì)的美學(xué)原則、構(gòu)型設(shè)計(jì)的關(guān)系法則。這一部分以組合體的構(gòu)型設(shè)計(jì)及訓(xùn)練為重點(diǎn)展開。在組合體的構(gòu)型設(shè)計(jì)時(shí)要把空間想象和型體表達(dá)有機(jī)結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展空間想象力、開拓思維，提高畫圖、讀圖能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和和開發(fā)創(chuàng)造能力。①以基本幾何體構(gòu)型為主。組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)的目的，主要是培養(yǎng)學(xué)生利用基本幾何體構(gòu)造組合體的能力及掌握組合體視圖的畫法。所設(shè)計(jì)的組合體應(yīng)盡可能體現(xiàn)工程產(chǎn)品或零部件的結(jié)構(gòu)形狀并滿足其功能特點(diǎn)，以培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、綜合能力。②構(gòu)型應(yīng)多樣化，具有創(chuàng)新性。在給定的條件下，構(gòu)成一個(gè)組合體所使用的基本體的種類、組合方式、相對位置、表面連接關(guān)系盡可能多式樣、有變化。不強(qiáng)調(diào)必須工程化，所設(shè)計(jì)的組合體也可以是憑自己想象，以更利于開拓思路，培養(yǎng)創(chuàng)造力和想象力。構(gòu)型過程要積極思維，大膽創(chuàng)造，敢于突破常規(guī)。③構(gòu)型應(yīng)體現(xiàn)穩(wěn)定、平衡等造型藝術(shù)規(guī)則。構(gòu)型設(shè)計(jì)時(shí)，對稱的結(jié)構(gòu)能使型體具有平衡、穩(wěn)定的效果。而對于非對稱的組合體，要采用適當(dāng)?shù)男腕w分布，以獲得力學(xué)與視覺上的平衡感與穩(wěn)定感。

1.1.4 表達(dá)基礎(chǔ)部分

在課程的表達(dá)基礎(chǔ)部分，構(gòu)型設(shè)計(jì)體現(xiàn)形體關(guān)于各種基本形體的補(bǔ)型構(gòu)型設(shè)計(jì)，從而給出這種構(gòu)型設(shè)計(jì)相應(yīng)的視圖表達(dá)、剖視圖表達(dá)等，使這部分的內(nèi)容與傳統(tǒng)的圖樣表達(dá)內(nèi)容相比在學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)上更具特色。教師可引導(dǎo)學(xué)生作改型設(shè)計(jì)，對現(xiàn)有一些零、部件進(jìn)行模仿、改造，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

1.1.5 專業(yè)圖表達(dá)部分

在課程的專業(yè)圖表達(dá)部分，構(gòu)型設(shè)計(jì)體現(xiàn)一般零件的構(gòu)型設(shè)計(jì)，如日常用品的構(gòu)型設(shè)計(jì)，部件工藝結(jié)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計(jì)等，在訓(xùn)練時(shí)可以讓學(xué)生以二維圖樣的形式或三維圖樣的形式進(jìn)行構(gòu)型設(shè)計(jì)的表達(dá)。這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)可以不受力學(xué)、材料、機(jī)械原理等條件限制，讓學(xué)生大膽地、充分地發(fā)揮想象力，以培養(yǎng)他們的圖學(xué)綜合素質(zhì)和構(gòu)型創(chuàng)新能力。

1.2 強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力

在《機(jī)械制圖》課程中，學(xué)生圍繞課程內(nèi)容動(dòng)手實(shí)踐是學(xué)好課程的重要一環(huán)。動(dòng)手操作是思維訓(xùn)練的基礎(chǔ)，動(dòng)手過程也是知識運(yùn)用的過程，知識只有經(jīng)常運(yùn)用才能使得智力的發(fā)展成為可能。手工繪圖包括尺規(guī)繪圖和徒手畫圖。在傳統(tǒng)教學(xué)中，主要強(qiáng)調(diào)尺規(guī)繪圖的訓(xùn)練，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，尺規(guī)繪圖將逐步被計(jì)算機(jī)所代替?，F(xiàn)在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)或工程設(shè)計(jì)中，由于受時(shí)間、空間等條件的限制，也常常采用徒手繪圖。徒手繪圖的能力對方案設(shè)計(jì)和構(gòu)思是十分重要的，是構(gòu)思、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)的必備的素質(zhì)。因此我們加強(qiáng)了徒手繪圖的訓(xùn)練，減少了尺規(guī)繪圖的數(shù)量。徒手繪圖訓(xùn)練貫穿教學(xué)的整個(gè)過程，從繪制平面圖形，到組合體的繪制，到最后零件圖的繪制；同時(shí)加強(qiáng)手工繪圖與計(jì)算機(jī)繪圖的緊密結(jié)合。通過反復(fù)訓(xùn)練，不但提高了同學(xué)們畫草圖的技能，而且培養(yǎng)了他們的圖樣表達(dá)能力。

1.3 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力

工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是工程中最重要的創(chuàng)新活動(dòng)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程涉及到諸多方面的因素，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。單從工程角度講，設(shè)計(jì)過程主要分三個(gè)階段：①構(gòu)型設(shè)計(jì)階段；②結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段；③成品設(shè)計(jì)階段。構(gòu)型設(shè)計(jì)是產(chǎn)品構(gòu)思過程，這一過程需要資料的收集和素材積累，還要求發(fā)散的形象思維，最后達(dá)到概念的綜合成型。在我們的機(jī)類專業(yè)課程安排上，有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和專業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，對構(gòu)型設(shè)計(jì)的訓(xùn)練沒有給予足夠的重視。致使學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)模仿多于創(chuàng)新。構(gòu)型設(shè)計(jì)是概念性的設(shè)計(jì)，結(jié)合制圖課本身的特點(diǎn)，在大學(xué)一年級制圖課的教學(xué)過程中適時(shí)進(jìn)行構(gòu)型設(shè)計(jì)的訓(xùn)練對培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力是非常必要的。

2 在教學(xué)中的作法與效果

以實(shí)驗(yàn)班和普通班作為研究對象，從教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的理論知識成績、綜合素質(zhì)能力等方面進(jìn)行了比對分析。

2.1 試卷成績分析

試卷考試成績在所有的考試班中處于中等，從卷面上的分?jǐn)?shù)分布中可以看到，得失分的分布與普通班大體一致，但差異體現(xiàn)在組合體和截交線的相關(guān)考試內(nèi)容上，學(xué)生失分相對較少，相貫線、表達(dá)方法的考試內(nèi)容與普通班相似，實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生最高分達(dá)到98分，最低分只有20多分，從試卷題目內(nèi)容上可以看到，實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生空間思維能力、圖解空間幾何問題和讀圖能力都強(qiáng)于普通班，繪圖能力也較強(qiáng)，圖面質(zhì)量普遍比較好。但也存在有的學(xué)生成績不理想，主要原因是缺乏學(xué)習(xí)的自覺性，需要在后續(xù)的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步加強(qiáng)自律。

2.2 設(shè)計(jì)、實(shí)踐部分分析

學(xué)生在第二學(xué)期的學(xué)習(xí)中，完成了17張圖樣的手工繪制、進(jìn)行了測繪練習(xí)、零部件的初步設(shè)計(jì)。學(xué)生對設(shè)計(jì)、實(shí)踐的興趣和熱情高于理論學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容的考核成績遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了預(yù)期的設(shè)想。學(xué)生全部按照要求完成了零件圖和裝配圖的繪制，并按照要求進(jìn)行了尺寸、簡單的技術(shù)要求的標(biāo)注，可以根據(jù)實(shí)踐題目的需要自行查找資料和進(jìn)行一定的自學(xué)，設(shè)計(jì)的形狀也各有特點(diǎn)，充分發(fā)揮了自己的想象力和創(chuàng)新力。好的實(shí)踐題目的設(shè)計(jì)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并將理論知識與實(shí)踐設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行有效的融會,是培養(yǎng)、提高學(xué)生的工程意識、綜合能力、創(chuàng)新能力的有效的途徑。

3 結(jié)語

將構(gòu)型設(shè)計(jì)融匯在制圖課程的各個(gè)階段對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力能起到很有效的作用。因?yàn)槌Ｒ?guī)的教學(xué)內(nèi)容和課后作業(yè)只能起到掌握基本方法、鞏固已有概念、利用所學(xué)知識解決常規(guī)問題的作用，并且解題思路和答案一般都是固定的，缺少創(chuàng)造性。而構(gòu)型設(shè)計(jì)恰恰彌補(bǔ)了這一擔(dān)缺陷，因?yàn)樗菍W(xué)生自己設(shè)計(jì)和構(gòu)思滿足特定要求的三維物體，也就是說只給最終目標(biāo)，沒有限制路徑，這樣一來就可以充分發(fā)揮每個(gè)人的聯(lián)想和創(chuàng)造能力，得到多種方案，從而拓寬學(xué)生的視野，開闊思路，加強(qiáng)了形象思維的訓(xùn)練，也鍛煉了創(chuàng)造性思維。同時(shí)，構(gòu)型設(shè)計(jì)做為一種新型的實(shí)用技能，可以誘發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而提高教學(xué)效果。

［1］陳錦昌等.基于構(gòu)型設(shè)計(jì)的工程圖學(xué)教學(xué)體系的探討［J］.工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2006，（5）：130-132.

［2］陳熾坤.現(xiàn)代工程圖學(xué)中的十大問題［A］.圖學(xué)教育研究［C］.機(jī)械工業(yè)出版社，2004，19-23.

［3］毛聽，黃英.關(guān)于我國圖學(xué)教育發(fā)展的若干思考［J］.工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2004，25（3）：96-100.

［4］田凌，童秉樞，馮娟.機(jī)類機(jī)械制圖新課程體系的研究及實(shí)踐［J］.工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2005，26（5）：120-125.

［5］黃向裕.構(gòu)形設(shè)計(jì)的研究與實(shí)踐［J］.機(jī)械工程與自動(dòng)化，2005，（8）：121-122.

Abstract：The course systeMofmechanical drawing based on configuration design is different froMtraditional one.Contrapuntally training to students on configuration design can stimulate their interest and changed into active learning froMpassive learning.It has the importantmeaning to the students in developing the spatial imagination and raising innovation quality.

Keywords：higher professional colleges；mechanical drawing；configuration design；course system

（責(zé)任編輯 王建華）

Practice and Research on Course SysteMof Mechanical Draw ing Based on Configuration
Design for Higher Professional Colleges

HAN Jing-guo
（Shanxi Institute of Mechanical and Electrical Engineering，Changzhi，Shanxi046011）

TH126

A

1673-2014（2010）05-0071-03

2010-09-12

韓靜國（1966— ）男，山西晉城人，副教授，主要從事機(jī)械制圖方面研究。