習(xí)俊梅　王歡　陶珍　王芳

摘 要： 由于大學(xué)新生在中學(xué)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)三視圖內(nèi)容及3D打印技術(shù)的發(fā)展，高校工程圖學(xué)教學(xué)內(nèi)容迫切需要進(jìn)行一定的教學(xué)改革。本文闡述了在高校新生中分組實(shí)施教學(xué)內(nèi)容改革試驗(yàn)的過(guò)程，試驗(yàn)結(jié)果顯示了教學(xué)內(nèi)容改革的重要性。

關(guān)鍵詞： 工程圖學(xué) 三維造型 機(jī)械創(chuàng)新 教學(xué)改革

1.引言

《工程圖學(xué)》是工科類學(xué)生必須掌握的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。高校新生入學(xué)第一年就要進(jìn)入學(xué)習(xí)階段，《工程圖學(xué)》對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生閱讀和繪制零件圖和裝配圖的能力，提高學(xué)生空間想象能力和創(chuàng)新能力具有重要作用。

隨著中學(xué)新課標(biāo)的實(shí)施，江西省2011級(jí)高校新生已經(jīng)在中學(xué)階段學(xué)習(xí)過(guò)三視圖等內(nèi)容，學(xué)生識(shí)別基本三視圖的能力、空間想象能力和正確判斷直觀圖的能力都比以前有很大提高。

隨著科技的發(fā)展，特別是3D打印技術(shù)的使用，以后制造方向?qū)⑾驘o(wú)圖紙方向發(fā)展，設(shè)計(jì)人員通過(guò)3D造型軟件設(shè)計(jì)出自己的作品，然后輸入3D打印機(jī)，就可以打印出設(shè)計(jì)的作品，不需要把自己的思想通過(guò)零件圖和裝配圖表達(dá)出來(lái)。

隨著CAX技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在企業(yè)的設(shè)計(jì)人員更多的是以CAD/CAM軟件為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)三維造型、有限元分析、虛擬裝配、仿真和產(chǎn)生數(shù)控加工程序的設(shè)計(jì)過(guò)程。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造的全數(shù)字化流程。

傳統(tǒng)工程圖學(xué)的教學(xué)內(nèi)容以投影法和制圖的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，講述點(diǎn)、線、面、體的投影和組合體的閱讀和繪制，利用零件圖和裝配圖表達(dá)機(jī)器零部件的方法和技能。

基于此，迫切需要對(duì)傳統(tǒng)工程圖學(xué)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)改革。本文就工程圖學(xué)課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革進(jìn)行闡述。

2.教學(xué)內(nèi)容改革

江西省2012級(jí)高校新生由于在中學(xué)階段已經(jīng)使用新課標(biāo)，在中學(xué)階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)三視圖內(nèi)容，本次試驗(yàn)選用2012級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)二班的同學(xué)。為了不影響正常教學(xué)計(jì)劃，以輔導(dǎo)答疑形式進(jìn)行。

2012級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2班共有30名同學(xué)，分兩組，每組15人，分別輔導(dǎo)16課時(shí)。

一組同學(xué)輔導(dǎo)傳統(tǒng)的機(jī)械制圖內(nèi)容。包括點(diǎn)、線、面、基本體和組合體的投影，機(jī)件的常用表達(dá)方式，標(biāo)準(zhǔn)件與常用件，零件圖和裝配圖。

二組同學(xué)學(xué)習(xí)三維造型軟件，本次學(xué)習(xí)軟件以CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件為模板，此外還輔導(dǎo)形體構(gòu)型、零件圖和裝配圖。

3.教學(xué)內(nèi)容改革結(jié)果

通過(guò)期末考試檢查增加傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)量是否會(huì)影響學(xué)生的考試成績(jī)，以檢驗(yàn)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容是否可以減少。

通過(guò)學(xué)生參加各種大學(xué)生競(jìng)賽，如挑戰(zhàn)杯、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等，檢驗(yàn)三維造型的學(xué)習(xí)是否有助于提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。通過(guò)考試成績(jī)我們可以看出對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制圖內(nèi)容的學(xué)習(xí)并不能顯著提高學(xué)生的機(jī)械制圖能力。

表1 12級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)2班2組同學(xué)考試成績(jī)對(duì)比

學(xué)習(xí)過(guò)三維造型內(nèi)容的學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力得到顯著提高。在2013年12月份舉辦的南昌工程學(xué)院機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中，獲獎(jiǎng)的2012級(jí)學(xué)生幾乎全部來(lái)自2組。由此可以看出三維造型的學(xué)習(xí)可以顯著提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)能力。下面兩個(gè)圖就是2組同學(xué)設(shè)計(jì)的多功能繪圖儀和多功能教學(xué)輔助裝置。

圖1 多功能繪圖儀 圖2 多功能教學(xué)輔助裝置

多功能繪圖儀可以實(shí)現(xiàn)任意角度直線、平行線和圓的繪制。多功能教學(xué)輔助裝置可以通過(guò)遙控遠(yuǎn)程控制黑板和多媒體的快速切換。

4.結(jié)語(yǔ)

基于大學(xué)新生在中學(xué)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)三視圖內(nèi)容及3D打印技術(shù)的發(fā)展，本文提出了高校工程圖學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革的目標(biāo)。通過(guò)分組試驗(yàn)，可以看出傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的增減對(duì)學(xué)生工程圖學(xué)的學(xué)習(xí)影響不是很大，但是三維造型及形體構(gòu)型的學(xué)習(xí)可以顯著提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。

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基金項(xiàng)目：江西省高等學(xué)校教學(xué)改革研究課題（JXJG-12-18-10）。