機械制圖標準的基本規定范文
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【摘 要】文章主要講述了在機械繪圖中如何運用AutoCAD進行繪圖、設計,對于機械工程師來說,一定要明白機械制圖在機械工程中的絕對地位,為此,我們對機械制圖進行分析了解其在機械工程中的重要地位,AutoCAD主要有幾種繪圖設置,進而對此進行研究。
關鍵詞 機械制圖;AutoCAD;繪圖設置;研究
AutoCAD(Auto Computer Aided Design)是Autodesk(歐特克)公司首次于1982年開發的自動計算機輔助設計軟件,用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計?,F已經成為國際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD具有良好的用戶界面,通過交互菜單或命令行方式便可以進行各種操作。它的多文檔設計環境,讓非計算機專業人員也能很快地學會使用。在不斷實踐的過程中更好地掌握它的各種應用和開發技巧,從而不斷提高工作效率。AutoCAD具有廣泛的適應性,它可以在各種操作系統支持的微型計算機和工作站上運行。
一、機械制圖在機械工程中的重要地位
在工程界里,圖樣就是工程師們交流的技術語言,作為載體無時無刻的傳遞著設計思想,同時,它又是生產過程中加工、檢驗的主要依據,依據多年經驗,強調機械制圖在機械工程里的重要地位。
在機械工程中機械制圖作為技術語言運用在機械設計、生產以及使用等各個環節。設計者可以通過圖樣來體現他的意圖,制造者也可以通過它知道設計的要求,使用和可以通過它了解設備結構、性能進行操作,所有的一切都是依據圖樣進行的。因此,所有的工程人員都需要掌握機械制圖這門技術語言。
只有掌握了機械制圖才可以從事機械工程行業。一般來說,在機器、零部件的設計中,首先依照設計的要求來畫裝配圖用以體現其工作原理、傳動路線以及零件之間的關系、結構形狀,之后根據裝配圖來設計零件進行繪制零件圖。在生產過程中,裝配圖是制定機器、部件的裝配工藝規程、指導裝配、檢驗以及安裝和維修的主要憑據。只有正確的進行機械制圖才能做到機械工程崗位上的無障礙交流、溝通,這也是進行技術交流的一種重要方法。無論是誰都要嚴格遵守機械制圖的原理、標準和相關規定,這也體現出國家標準的統一性。隨著新時代的到來,我國各個領域都在進行國際接軌,機械工程的國家標準也會逐漸取向于國際化標準。因此,我們必須熟練掌握機械制圖這門技術語言,更好的與個國際性技術的交流、探討。熟悉機械制圖的相關法規,一邊確立更嚴謹、權威的制圖標準。
二、機械制圖中AutoCAD繪圖設置方法
運用AutoCAD繪圖設置進行機械制圖時,默認設置已經不能完全符合制圖的標準要求了,我們必須配合一些繪圖設置用以符合現今的制圖標準。其中主要有以下幾種設置方法
1.圖層設置
在整個Auto CAD機械制圖中最主要的問題就是圖層設置的合理性和規范化。這對于繪圖效率的提高以及整體管理的方便性都起著非常重要的作用。
首先,就是圖層設置的基本要求,在設置時做到簡潔,夠用就好。因為,從機械制圖來說,通常情況都是按照圖中的各種線型(粗實線、細點畫線以及虛線等)進行分層,此外,像是尺寸標注、文字標注等圖元、注釋也能分成不同圖層。
其次,圖層的顏色必須依據國家標準、企業標準來進行設置,如按照線型分類的圖層,其圖層顏色就參照線型顏色進行設置。在《機械工程CAD制圖規則》中,圖層顏色與圖線顏色相結合,進行設置,如粗實線圖層用綠色,細實線、波浪線和雙折線的圖層用白色,虛線圖層用黃色,細點畫線的用紅色,雙點畫線得用粉色等。
2.線型、線寬的設置
為了保證制圖的清晰化、規范化,機械制圖中對于線型的運用十分重視。除了其中一些特定的要求,規定不同對象的不同線型,對其具體畫法也有一定要求。在《機械工程CAD制圖規則》中已經作出明確規定,點畫線寬度默認為0.25毫米,通常取本身線寬的24倍兩點的空隙與點的比例通常是7。但是,在Auto CAD自帶線型庫中卻有不同要求,其中二者比例是2完全不符合標準規定。根據這樣的情況,在繪圖中我們可以通過選擇相近線型或是自定義符合標準兩個辦法解決AutoCAD自帶線型與我國機械制圖標準不符的問題。
3.字體的設置
在機械制圖中,AutoCAD軟件通??梢岳肅AD的專有字體,后綴名為shx或是 windows系統的通用字體。一般在機械制圖中的要求,中文字體一般應用仿宋體,寬度比例設置成0.71,字母及數字應用斜體或正體,通常選擇gbeitc.shx(斜體)或gbenor.shx(正體)。在設置文字高度時要在標時設置而不是在文字樣式中,高度通常根據圖幅設定,A1的是5毫米,A2、A3、和A4的是3.5毫米。
4.尺寸標注樣式的設置
AutoCAD默認的標注樣式是ISO-25,但是,其中的許多設置都不符合我國機械制圖的標準,通常在機械繪圖中,我們參考機械制圖尺寸注法(GB/T4458·4—2003)所規定的尺寸標注,通過新建、修改標注樣式以達到要求。
結束語
綜上所述,在機械工程中,機械制圖的地位誰也無法取代,然而,運用 Auto CAD軟件進行機械制圖與設計時,機械工程人員們必須參照我國機械制圖的標準,在本文中提到了AutoCAD在機械制圖的幾種方法,通過其對繪圖環境的設置,進而構建一些常用的圖塊以及模板,使得在工作實踐中不斷提高機械制圖設計的效率、質量,同時,能夠更好的適應行業標準的變動更新,適應現今高速發展的技術要求。
參考文獻
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【關鍵詞】機械制圖 AutoCAD 工學結合
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)09-0238-01
對于《機械制圖與AutoCAD》這門課在教學過程中普遍存在兩種情況:一種情況是制圖的主要目的是會看圖、識圖,那還需要《AutoCAD》干什么,或者用幾個課時簡單介紹下;另外一種情況是機械制圖一學期CAD一學期,學生一學年下來什么都懂一點,但是具體來用都不精通,導致教學效果總是提不上去。
一、機械制圖教學的現狀
我們首先要肯定的是《機械制圖與AutoCAD》這門課的重要性,作為機械類專業的必修課,機械圖樣是設計者表達設計構思,同行相互交流的工具;也是生產者了解加工對象,控制加工生產的依據??梢哉f圖樣是工程界中最普及的“工程語言”。AutoCAD是由美國Autodesk公司開發的大型計算機輔助繪圖軟件,其中一項重要功能是繪制機械圖樣,為各工種設計人員提供強大的兩維和三維設計與繪圖功能。要想把這門課學好,還得分別對機械制圖和AutoCAD的教學內容作進一步的了解。機械制圖重在研究繪制和閱讀機械圖樣的基本原理和規則。重要內容有:正投影法的應用;繪制機械圖樣的基本規律、基本方法和技能;培養學生的空間想象能力。特點是:枯燥,難懂,在整個教學過程中學生空間想象能力匱乏,學習興趣不高,尤其到后期的零件圖裝配圖,繪制和識讀都很繁瑣,導致很多學生都直接放棄。
而AutoCAD恰好相反,作為當前流行的計算機輔助設計軟件之一,AutoCAD繪圖則可以用一只鼠標簡單的實現你想做的任何圖。它有統一的線型庫、字體庫,圖面整潔統一。AutoCAD軟件中的“撤銷鍵入”“刪除”功能可以輕松的把你不滿意或錯誤的地方抹掉,不留痕跡且不影響其他的地方。學生學習的積極性較高,但是分離教學中只強調軟件的操作,卻淡化了對讀圖和空間想象力的訓練,同時忽略了國家標準的應用。
為解決這一情況,應將AutoCAD和機械制圖整合起來,綜合利用教學資源,把兩者融合在一起進行教學,取長補短,以AutoCAD軟件為載體,機械制圖為指導,實現課程的整體優化。但僅這樣做還不夠,這主要鍛煉和檢測了學生繪圖能力和空間想象力,到底會不會看,能不能加工出來還是另一碼事,因此還應該與實訓車間中實訓項目結合起來,提高學生的綜合運用能力。
二、提高機械制圖教學的質量
以我校鉗工實訓項目“簸箕”為例,先把教學場地設在機房,做到人手一臺機器,教學過程按照“模型講解示范與模仿熟悉鞏固車間加工最后考評”這五步進行。先給學生一張圖和一個成品簸箕,看學生能不能看懂圖,并把兩者聯系起來,大多數同學是暫時做不到的。通過測量講解兩者關系,對圖有個認識;進入示范與模仿階段,示范簸箕的主體圖形繪制,主要是在利用AutoCAD作圖時熟悉常用指令,并注意在講解過程中穿插機械制圖有關國家標準的規定,如線型的選用與含義、投影方法規律、標注的樣式、常用的基本繪圖方法、標題欄、技術說明等,初期接觸,老師操作一步學生緊跟一步,在模仿過程中學生既實現了對AutoCAD軟件指令的熟悉與運用,又能達到熟悉并正確運用機械制圖的有關國家標準的目的,掌握了正投影理論和畫法幾何知識,培養了一定的繪圖能力、分析識圖能力和空間想象力。
在熟悉鞏固階段,自己獨立畫一遍簸箕的主體圖,然后自己繪制出把手的圖紙,這個過程是對上一過程的記憶和運用,這要求學生不僅要知道基本繪圖規律和方法,還更應該會靈活運用,這個需要學生加強分析能力。這個簸箕圖較簡單要求學生也徒手繪制一遍,深刻認識徒手繪制和CAD繪制的優缺點。圖紙已經印在學生的腦海中,來到鉗工車間時材料用具等都已備好,采用工廠模式教法,給學生分組設置生產組長,采用流水作業方式,按工種每個人有不同的任務劃線,下料,卷邊,鉚接,檢驗等,這些工作每個人都輪流做一遍,讓學生對工廠工作流程有個認識,對什么是生產管理有個比較直觀的認識。同時學生也會深刻認識到圖紙的作用,從劃線到檢驗一步都離不開,但注意劃線(在鐵皮上畫圖)這個過程不是簡單的把圖照搬上,在做的過程中注意結合材料實際情況,在演示制作過程中,要加上鉗工的內容,但在講解中注意分清主要尺寸次要尺寸的作用,同時注意技術說明,使學生對尺寸標注的意義與作用有更深入的理解。
最后考評,做完之后,大家把自己做好的簸箕放到一起,評比誰做得好,做得差的原因在哪里?在整個教學過程中體現了制圖在實際生產中的重要作用,即是生產加工的依據,更是檢驗的標準。這樣既解決了教學中學科獨立,沒有關聯性的問題,又能激發學生的學習興趣,這對提高學生計算機能力、增強學生的職業適應性、提高教學質量,有巨大的作用。還有一個額外收獲就是學校打掃衛生用的工具也自己解決了,可以說是一舉數得,達到了充分利用教學資源。
三、總結
機械制圖和AutoCAD的內容與生產實踐緊密結合,學生在生產實習的教學環節中,充分認識到圖紙是技術工作的重要語言工具,學習圖樣的繪制和表達方法,培養學生日后在工作中能夠熟練識讀和繪制運用機械圖樣的綜合能力,并養成自覺遵守國家制圖標準的習慣。利用“工學結合”的培養模式,突出學生職業能力的培養,讓學生到工廠后能很好的完成角色轉化,快速成長為有知識有技能有素養的高技能人才。
參考文獻:
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一、教學內容整合的指導思想
進行制圖教學內容整合的指導思想為強化能力培養的知識,弱化學術性、工程性理論分析的知識;注重學生空間思維能力和實體構形能力的培養,提高學生識讀圖樣的能力水平;在繪圖技能上重點培養計算機繪圖技能和徒手草圖技能;注重使學生養成遵守國家制圖標準的習慣。
二、從教學內容方面進行整合分析
1.制圖課程體系分析
機械制圖課程體系主要包括圖樣的基本知識、投影基礎(包括畫法幾何和投影作圖)和工程制圖。
圖樣的基本知識主要介紹制圖國家標準關于圖幅、字體、線型等的基本要求。在投影基礎中,畫法幾何是基礎部分,教師要按點、線、面、體的投影逐步培養學生的空間思維能力,建立起投影與空間物體的聯系。軸側圖的繪制、組合體的識讀在培養和提高學生的空間想象力和構型創造力有重要作用。這部分主要使用尺規作圖,培養學生科學、嚴謹的工作作風。其中涉及一些表達幾何元素空間關系的圖解內容,理論分析性較強,但在實際圖樣繪制應用較少。因此,教師可以根據職業教育培養目標的需求進行刪減與合并。
投影作圖部分,主要介紹機件的表達方法,視圖、剖視圖、斷面圖和其它表達方法。這部分在課程順序上起著承上啟下的紐帶作用,既是對前面畫法幾何、投影基礎知識的綜合應用,又是為后面零件圖、裝配圖表達方法選擇的有效知識預備,在課程體系中地位比較重要。
工程制圖部分是在圖樣基本知識和投影作圖基礎上,主要學習零件圖、裝配圖的構成和表達方法,是教材中的重點,也是與生產實際緊密聯系的部分。在這部分內容中標準件、常用件的表達遵循國標的規定畫法,一些繪圖軟件以圖庫方式提供有現成的圖形,教師可以采用與零件的圖、裝配圖交叉的方式學習,以達到在實際應用中加深學生對這些零件理解和認識的目的。在零件圖的學習中,教師除了要涉及零件的表達方法和尺寸標注外,還要包括尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等技術要求的標注。所以在課程內容整合時,教師可以將“公差與配合”的內容合并到其中,這樣一方面可以加深學生對這些知識的理解,另一方面還可以避免學科內容重復,學時資源浪費。
2.計算機繪圖與傳統機械制圖的關系分析
各種計算機繪圖軟件的廣泛使用,尤其是AutoCAD廣泛應用于各個領域,極大地提高了繪圖的速度,增強了圖紙的美觀性和準確性,并在圖紙的重復利用、保存和管理等方面顯示出手工繪圖所不能比擬的優越性,實現在工程制圖中“甩圖板”、“無紙化”。
整合式是最好的一種教學模式。這種模式可以避免添加式的計算機繪圖知識學習不深入,技能應用不全面的缺點,也可以克服分離式制圖與計算機繪圖時間分割、內容脫節的弊端。所以,在將計算機繪圖加入傳統工程制圖時,教師應選用整合式教學。但是,目前還沒有比較好的能實現制圖與計算機繪圖教學結合的教材。在進行教學內容整合中,教師可采用的處理方法是,根據選用的計算機繪圖教材AutoCAD 2000的內容體系,選擇其中操作技能實用性強的內容,結合制圖教學需要整合為若干個功能塊,在教學時適時融合進去。
3.內容整合中制圖能力的培養重點分析
在教學內容整合中,學生制圖能力的培養要以計算機繪圖為培養重點,但教師不能完全舍棄手工尺規作圖,需要安排少量的手工尺規作圖培養學生的標準意識和嚴謹工作態度,同時還要注重徒手草圖能力的培養。徒手繪圖是一種專業技能,在實際工作中具有快速、靈活、高速的優點,在捕捉現場設計靈感、現場記錄、設計思想的快速交流和表達等方面具有獨特的作用,對于培養學生的創意思維能力很有用,教師應予以重視。所以,教師在進行計算機繪圖練習的同時應安排必要的徒手草圖練習和適量的手工尺規練習。
三、教學內容的整合方法
1.根據培養目標需要進行內容調整
在實現兩門課程的教學融合教改時,教師要在保持原內容體系結構的基礎上對具體教學內容進行優化整合。第一,內容整合打破“多而全”的思想,貫徹“少而精”的原則。第二,講授從整體出發,變抽象為具體,注重空間思維能力的培養。第三,將“公差與配合”內容納入機械制圖中。
2.計算機繪圖功能“塊”化
計算機繪圖軟件AutoCAD具有強大的繪圖功能,在教學實踐中要根據學生的需要和實際接受能力進行功能整合,形成幾個功能塊講授給學生。在教學融合的改革實踐中,教師要配合機械制圖的教學內容需要和學生繪圖的一般方法步驟,把AutoCAD的繪圖功能化分為:繪圖命令功能塊、編輯命令功能塊、標注(尺寸、文本)命令功能塊、圖層屬塊、圖塊與引用功能塊等,按照由簡單到夏雜、由基礎到綜合應用的順序講授給學生。這樣可基本保障和滿足學生學維繪圖的需要。
3.計算機繪圖功能與機械制圖教學融合
在實現制圖與計算機繪圖的教學融合實踐中,教師要以制圖課程體系為主線,在學習制圖的有關章節內容時適時融合進計算機繪圖的技能。教師要以“機械制圖為理論,計算機繪圖為工具”,使學生在學習機械制圖原理的過程中掌握計算機繪圖技能。教師要改變以往學完制圖再學計算機繪圖的方法,使學生能夠將這兩門課程有機聯系在一起。
4.在教學中強化學生計算機繪圖和徒手草圖能力的培養
在制圖能力訓練的培養方式上,教師應以計算機繪圖為主,安排較多的課時讓學生上機練習,使學生通過上機作圖,掌握對制圖投影原理的分析應用和計算機繪圖各種技能的靈活使用。同時,教師還要重視和強化學生的徒手草圖能力的培養。這個環節主要在課堂學習中進行,讓學生采用手工草圖的方式補畫圖線、視圖,勾畫軸測圖。
參考文獻:
[1]胡宜民.機械制圖課程內容、改革的研究與實踐.工程圖學學報,2003,1.
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關鍵詞:高職教學 好課 探索 “學”得好
區別于普通高等教育和中等職業教育,高等職業教育培養的是具有“系統的應用知識和持續發展的能力”、“綜合應用理論知識解決實際問題的能力”的技術應用型高技能人才。從多元智力理論的角度來看,高職院校的學生,其智力的優勢不在于語言智力和邏輯智力方面,而在于形象思維智力比較突出,一般動手能力較強,而且興趣廣泛,具有較強的參與意識和風險意識。所以,作為類型教育的高等職業教育,教學的特點應表現為促進學生擅長的智力成長。那么,在挖掘學生擅長的智力潛能、培養學生應用知識解決實際問題能力的教學設計中,什么樣的課堂教學才是符合當前職業教育理念的“好課”呢?
我們以機械類專業基礎《機械制圖》課程為例,對繪圖基本技能訓練的“繪制平面圖形”內容部分,對照以下幾種頗有代表性的教學設計過程,看哪一種能讓學生“學”得更好、更有實效。
教學內容:繪制某零件的平面圖形。
一、學科式教學設計
就“繪制圖形”的基本技能訓練來說,傳統的學科教學是先系統地講解國家標準中機械制圖的基本知識:圖紙幅面的格式、繪圖的比例選取、繪圖的圖線選用規定、尺寸的標注要求等;還有常用繪圖工具的使用方法、常用幾何圖像的畫法、平面圖形的畫法等。然后讓學生繪制如圖1所示的零件平面圖形。結果是,對大多數學生來說繪圖難以順利進行:圖紙的選取與繪圖的比例不匹配的現象有,尺寸標注不符合標準要求的有,加粗描深不符合線型標準的有…
圖1、手柄零件的平面圖
這些現象,教這門課的教師深有體會。在“這些學生真難教”的無奈中,要么趕教學進度匆匆而過,要么心存疑慮卻苦于不得法。總之,學生應該具備的“繪制平面圖形”的繪圖基本技能沒有得到有效的訓練,即教學沒有產生實效。
二、常規式項目教學設計
先來看看“繪制平面圖形”項目教學設計的幾個主要部分。
第一,明確教學目標,能夠手工抄繪零件的平面圖形。具體說,就是合理選用繪圖比例、圖紙幅面,熟練使用繪圖工具繪制圖形,能夠準確繪制圖形、標注圖形尺寸等。
第二,項目任務給出:繪制某零件平面圖形。
第三,教師案例示范手柄的平面圖形繪制。在繪制的過程中,明示繪制平面圖形的步驟:
1、準備繪圖。識讀圖形,對圖形的尺寸進行分析,確定各線段性質(已知線段、中間線段、鏈接線段);確定繪圖比例,選取圖幅;畫出圖框和標題欄。
2、繪制底稿圖。勻稱布置圖形,先畫出作圖基準線——橫向尺寸基準線和豎向尺寸基準線;依次畫出已知線段、中間線段,以及鏈接線段。校對無誤后,擦去多余的作圖輔助線。
3、描深加粗各種線型。對照于線條選用標準,遵照先曲后直、先上后下、先左后右等規則加粗圖線。
4、標注尺寸。依據尺寸要素及尺寸標注要求,正確標注圖形尺寸。
第四,講解項目任務相關制圖標準的知識點。包括制圖標準對圖紙、圖框、標題欄、比例、圖線的規定,尺寸標注方法,常用圖形的畫法。
第五,學生完成項目任務。
筆者也嘗試過這樣的項目教學設計,結果是少部分學生能完全符合制圖標準規定,把平面圖形畫好。這說明,學生對運用制圖標準基礎知識畫圖,只憑觀察教師的示范畫平面圖與“聽講”畫平面圖所需的知識,并沒有更多更仔細地查詢核對制圖標準知識,力求準確畫出圖形(事實上,畫得好的學生,是自覺地依照教師的思路探索了相關的知識點),那么,教師即使再怎么努力教學——教的不少、引導學生學的不多,學生依然從“手上”出不來,即沒有產生教學實效。
三、知識探索型項目教學設計
就這個手柄的平面圖形繪制,筆者曾經嘗試采用另外一種方式的項目教學法進行教學設計,取得了較前面提到的項目教學設計更好的教學效果。以下是教學設計的主要組成部分:
第一,明確教學目標:能抄畫出零件的平面圖形。
第二,給出項目任務:繪制某零件平面圖。
第三,教師案例示范手柄零件的平面圖形繪制。在繪制的過程中,明示繪制平面圖形的步驟:
1、準備繪圖。分析圖形的輪廓尺寸φ32mm、90mm(75mm+15mm),確定繪圖比例2:1,選取圖幅a4;畫出圖框(不要裝訂邊的)和標題欄。
這里主要說出為什么這么確定繪圖比例、圖幅,簡要描述總共有哪些可供選擇的標準中規定的“比例”類型、“圖幅”類型。同時,引導學生去相應地參考教材探索如何確定繪圖比例、選取圖幅的知識點:制圖標準中繪圖比例、圖幅的規定,以備自己繪圖時能合理、準確地選擇。
2、繪制底稿圖。分析圖形的具體尺寸,確定φ20mm、15mm,φ5mm、8mm,r15mm,r10mm、75mm為已知線段,要首先畫出。再接著要畫出中間線段r50mm、φ32mm。最后該畫出r12mm的鏈接線段。此處,對照手柄圖形分析線段中什么是“已知線段、中間線段、連接線段”,并邊畫手柄的圓弧連接便說明圓弧連接的畫法知識點。同時,引導學生探索、參照教材中線段分析、圓弧連接的知識點,在自己畫圖時針對不同圖形線段的實際情況,分析確定線段性質以找到畫圖的切入點,進而準確地抄繪原平面圖形。校對無誤后,擦去多余的作圖輔助線。
3、描深加粗各種線型。對照于線條選用標準,遵照先曲后直、先上后下、先左后右等規則加粗圖線。此處,先說明適合于手柄的線條類型作為描深加粗的依據,再引導學生探索“常用圖線的名稱、線型、應用”制圖標準規定的基礎知識點。而且在引導中要強調,對不同圖形的線型一定要在繪圖過程中反復探索、總結制圖標準線型規定的知識點,達到熟練準確地運用。
4、標注尺寸。依據尺寸要素及尺寸標注要求,正確地標注圖形尺寸。此處,邊標注手柄尺寸邊插入“尺寸標注的要素、標注法”知識點;同時引導學生在繪制其他的圖形時注意探索“尺寸注法”的細則,做到標注尺寸的準確明了。
到學生完成項目任務階段,教師巡回指導,引導學生疏通遇到的問題,比如比例的選擇更合理、尺寸的標注更準確等。
在該項目完成的評價中,根據學生繪圖的情況,除常規的評價外,尤其要注意肯定他們已有的積極思考、探索知識解決繪制平面圖中遇到的學習障礙的可貴之處。同時,對平面圖形繪制方法、知識點進行回顧總結,繪圖中不容易做好的地方(如圓弧連接、尺寸標注等)所涉及到的知識點,在此時視學生的繪圖情況做補充式講解(或者諸如“尺寸標注”知識點先不講解,等到學生出現自行探索中解決不了的學習障礙時再詳細講解),不僅能疏通學生的學習障礙,而且能教會學生如何去更有效地探索知識。
項目基本任務完成后,再適當增加難度更大些的項目拓展訓練,讓學生在繪圖技能進一步鞏固好的情況下,體驗不斷地、更多地探索知識、解決所遇學習問題的成就感,以及知識增長、技能嫻熟的自信感。
正如戴士宏在《職業教育課程改革》一書語錄里談到的:教師可以少講甚至不講知識,但要帶領學生做事。在做事的過程中,學生自己探索到了知識,這是真正的“好課”。高級的好課,不是教師“講”得如何好,而是學生“學”得如何好。
高職教學的“好課”,順應職業教育理念的導向,應該是在教師的引導下,學生在做事中探索、構建自己的知識體系去解決所遇實際問題。以學生如何能“學”得好為教學設計宗旨,以教師少講解、學生多探索為教學實施指引方向,這樣的“好課”,可以讓我們的教學更為實效,讓我們的學生更好地積淀以后職業生涯可持續發展所需的知識、技能。
參考文獻
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關鍵詞:非機械工科類;工程圖學;三維制圖
“工程圖學”是一門用圖形研究工程與產品圖形信息表達、圖形理解和圖樣繪制的技術基礎課程,[1]其主要目的是培養學生繪圖、讀圖和圖解幾何問題的能力。該課程根據授課學生的專業與機械工程相關的程度分為三類:機械類、近機械類和非機械類,教學上的區別在于授課的學時數及對授課內容的安排上,不同的高等院校會根據自己學校的具體情況安排學時數和授課內容。[2-4]在三類工程圖學課程中,非機械工科類工程圖學課程授課學時最少,但同樣要求學生掌握繪制和閱讀工程圖樣的基本能力和一絲不茍的工程人員素質。要保證該教學目標的實現,就需要在教學方法和教學內容安排上進行積極探討。
一、“工程圖學”課程教學方法
1.要選擇好的教材和與教材相配套的教學課件
目前工程圖學類的教材很多,都各有其特點,有的是面向機械專業的,有的是面向近機械類專業(如材料科學與工程專業、測試計量技術與儀器專業等),還有的教材是面向非機械類專業的。所以首先要根據教學對象所屬專業來進行選擇教材。另外,對教材內容的編排也要特別注意,所選教材的內容應符合由淺入深,邏輯性強,例圖適當,講解清楚等特點,這樣,便于學生的課前預習和課后復習。
隨著計算機應用的普及,利用多媒體課件輔助教學已經成為一種非常有效的現代化教學手段,借助多媒體課件圖文并茂、生動活潑、表現力強等特點,可以渲染教學氣氛、激發學生的學習興趣、有效突破教學的重點和難點,從而收到事半功倍的教學效果。但并不是說只要使用多媒體課件就能起到積極的教學效果,即多媒體教學課件的選擇也是非常重要的。首先,所選多媒體課件應具有簡潔友好的界面,背景、文字及圖形的色彩搭配要協調,布局要合理;其次,課件內容,特別是例題,應與教材緊密結合,課件中的模型應立體直觀,最好具有動畫效果,投影作圖步驟及過程應清楚易懂等等。
2.一定要有與教材及配套習題集相對應的實物模型
從大學生智能發展的一般特征來看,他們已具備了一定的形象思維能力,但個體差異卻很大,有的形象思維能力很強,有的卻一般甚至較差。形象思維能力強的學生根據課堂內容及典型例題的講解就能掌握知識點,而立體思維能力差的同學在有限的教學學時內,即使有多媒體課件的輔助,也很難掌握知識點。為了使這部分學生立體思維能力得到提高,訂制并購買一批與教材和習題集中涉及的圖形相應的立體模型非常必要,這樣,立體思維能力差的同學可以在課間或課后及答疑時間通過揣摩訂做的實物模型來慢慢吸收知識點,逐步提高他們的形象思維能力。
3.根據學習目標組織教學活動
備好課是講好課的前提和保障,對于提高課堂教學效果有著直接的意義。備課,就是要在認真學習課程教學大綱、透徹理解與掌握教材的基礎上,確定每次課的教學重點和難點,并且要分析為使學生掌握重點和難點應采用的教學方法、應詳細講解哪些內容、應選擇哪些具有典型性和啟發性的圖例、應準備哪些實物模型以及應布置哪些習題等等。若在備課過程中為每次課確定學習目標,則不僅有利于教師正確選擇教學方法,妥善地組織教學過程,也有利于學生更好地制定自己的學習計劃,減少學習中的盲目性。例如,在準備“工程圖學”課程中的某章“機件常用的表達方法”的第一節“視圖”時,教學大綱對學生的要求是:熟悉各種基本視圖的名稱、配置;掌握各種視圖的畫法及規定。結合教材內容,可以將該節課的學習目標確定如下:能說出視圖的種類(名稱),并能正確敘述各種視圖的概念、繪制方法及標注方式;能根據各視圖的概念區別不同的視圖,會判斷視圖的繪制及標注方式是否正確;會對某一幾何形體根據要求繪制視圖并進行正確標注;能分析出表達某一幾何形體外形結構所需要的視圖;能用必要的視圖表達清楚復雜幾何形體的外形結構,并對視圖進行正確標注。在細化了學習目標,明確了教學重點和難點的前提下,就可以積極組織教學活動了。例如,可以采用啟發式的教學方式,選擇教材和課件中比較典型的圖例,再結合實物模型,讓學生明白什么樣的機件結構需采用斜視圖,什么情況下采用局部視圖或向視圖,它們各有什么特點,如何正確配置和標注等等。為使學生容易掌握教學難點,可以準備一些外形較復雜的實物模型,讓學生利用所學的幾種視圖分組討論出能將其外形表達清楚的各種方案,然后讓大家選出最優表達方案。最后,還要根據學習目標,從習題集中挑選出一些習題布置給學生,以使他們鞏固課堂所學內容,達到該次課對他們的教學要求??梢钥闯?,備好每一堂課,確定每堂課的學習目標,在教師組織教學活動過程中起著積極的指導作用。
4.答疑、質疑必不可少
非機械類“工程圖學”課程的課堂教學學時非常有限,而學生的理解能力各異,一部分同學在課堂內容講解結束后仍存有疑問是必然的,因此,答疑是提高教學效果必不可少的輔助環節。如果不及時將這部分學生的疑問解答清楚,必然影響他們繼續學習該課程的信心和興趣。答疑時可帶一些與課堂內容或作業有關的模型,以助于學生空間思維能力的培養。也有一些同學由于自尊心或其他原因不主動答疑,這時一定要鼓勵他們答疑,必要時可請來質疑,最終目的是要幫助學生及時解惑,達到教學大綱對他們的要求。
5.認真批改作業
作業批改量不要少于一半,有精力的話,建議全改。通過每次課后習題的批改,能及時了解學生對每節課知識點的掌握情況。每周可在教學學時中抽出10分鐘左右時間對多數同學出錯的習題進行講解,以便讓同學及時掌握所學知識點。作業要求盡量獨立完成,鑒于“工程圖學”課程的特殊性,允許同學之間討論,但這不意味著作業可以照抄,對照抄的作業一定要通過評語指明,或降低作業分數以給予同學警告。
二、“工程圖學”課程教學內容
非機械類“工程圖學”課程的授課學時數較少,如果對畫法幾何和工程制圖相關內容面面俱到進行講授的話,必然會出現“老師教的匆匆忙忙,學生學得迷迷糊糊”的情況,因此一定要精心安排教學內容。
1.減少畫法幾何授課學時,增加工程制圖授課學時
減少畫法幾何部分的授課學時意味著要對該部分授課內容進行精簡。畫法幾何部分主要講授點、線、面、基本體以及表面交線(截交線和相貫線)的投影理論和方法,建議直角三角形法、換面法、線面相交、面面相交等知識點均可不講,在講述后面內容涉及這些知識點時隨時揉進去即可,如截交線部分揉進線面相交的知識、斜視圖部分揉進換面法的知識等;表面交線部分以截切面或相貫體等具有投影積聚性的情況作為重點講授即可。工程制圖部分是這門課學習的重點,為使學生能掌握畫圖和看圖的基本能力,建議適當增加零件圖和裝配圖的授課學時數,要帶學生詳讀(從視圖的選擇、圖樣的表達到尺寸標注和技術要求等)幾張典型零件圖和較簡單(非標準零件數為4個左右)的裝配圖,不能將該部分內容一帶而過。
2.引導學生及時掌握最新制圖國家標準
標準是為了在一定范圍內獲得最佳秩序、經協商一致制定并由公認機構批準,共同使用的和重復使用的一種規范性文件。正如ISO等所強調的“沒有標準,世界的運行將戛然而止……”工程圖樣被喻為工程界的“技術語言”,學習制圖標準的主要目的就是為了更有效地繪制和閱讀工程圖樣。1988年至今20多年來,頒發制圖標準的模式是不成批的連續式地,這種模式就要求與工程設計相關的人員必須時時關注是否有新制/修訂的標準出現。制圖標準作為“工程圖學”課的重要內容之一,任課教師應當在第一時間掌握國標修訂方面的最新信息,了解我國國家標準體系和國際標準的最新動態,理解新國標與舊國標之間的區別和聯系,及時更新教學內容,并引導學生及時掌握最新標準知識。[5]
3.注重實踐環節
非機械類“工程圖學”課程因授課學時的限制,所以對零件的測繪這一實踐環節可能沒時間進行,因此計算機繪圖(AutoCAD)和尺規繪圖練習(至少3次A3圖)必不可少。它們不僅有助于學生對國家標準的真正消化吸收,另一方面對培養學生一絲不茍的工程人員素質也有著重要作用。
4.適當介紹三維制圖知識
在批改學生三視圖的作業時,經常會發現學生根據已知兩視圖求畫的立體草圖,這些草圖是他們將圖形從二維向三維轉化過程的結果表達,但由于初學者對立體之間的相對位置、一些立體表面的交線等想象不清,因此影響了立體草圖的正確繪制,致使所求出的第三視圖也不正確。這種情況說明,如果學生能掌握一些三維制圖的基本知識,那么他們就可以通過三維軟件本身自動生成表面交線、或根據造型情況與希望形體的符合程度來調整立體之間的相對位置了。教師并不要求學生完全掌握一種三維軟件,以Solidworks為例,學生只要能夠進行一些常用的操作即可:[6]如通過草圖繪制產生基本圖形,再對其進行拉伸、旋轉、切除、掃描、放樣、抽殼等操作來獲取任意形狀的形體。這樣,在學生練習三維造型的過程中,從平面(即繪制的投影圖)轉換到空間(空間的實物形狀)和從空間轉換到平面這個空間思維能力也會得到很大提高,從而有助于看圖、識圖能力的培養。
三、結論
非機械工科類專業本科生的培養目標主要是培養學生的圖形與工程素質:即形象思維、圖形表達和工程素質。只有通過對教學內容的精心安排,對教學方法的認真研究,才能達到預期的培養目標。
參考文獻:
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[2]黃利平,孟明辰.工程制圖課程內容和課程體系改革[J].工程圖學學報,2005,(6):156-159.
[3]王建華,畢萬全,李曉民,等.工程制圖精品課程建設的探索與實踐[J].工程圖學學報,2006,(6):121-125.
[4]焦永和,張彤,陳軍,等.第7次普通高等學校圖學教育現狀的調查與研究[J].工程圖學學報,2009,(3):168-172.
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