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工程制图投影方法范文1
制图是高职高专室内设计、环境艺术类专业重要的专业基础技能课,主要用于培养学生的视图和绘图表达能力。但从学生相关课程的作业成果来看,目前上述专业的制图课程教学成效不佳。本文结合专业培养目标分析当前高职高专室内设计制图教学的存在问题,剖析制图课程的知识结构并探讨教学策略,以期提高制图课程教学质量。
关键词:
室内设计制图;投影原理;空间想象能力;图示能力
室内设计专业的制图属于工程制图,其本质是工程语言,是为工程设计和建设服务的。室内设计制图是高职高专室内设计、环境艺术类专业必修的专业基础课程,具有很强的理论性和实践性。该课程通过学习画法几何及工程制图相关知识来培养学生的空间想象能力和识图、绘图能力。作为培养学生专业技能的基础课程,大部分高职室内设计专业从一年级第一学期开始安排《制图基础》课程,为后续的专业设计课程和施工课程作识图绘图能力的铺垫,同时专业理论课程如《室内设计原理》《中外室内设计史》亦需识读大量图例进行课程学习。因此制图课程的教学是否达到预定目标,直接影响到后续专业课程的学习效果,进而影响到专业课程体系的整体教学质量。
一、设计制图教学的重要性及对高职学生的基本要求
不管是建筑或家具,任何人工物品的生成都有一个设计与施工(生产)的过程。设计意图由图纸来表达,施工或生产也是依据图纸来完成的。室内设计在实施的时候属于生产经营活动(装饰装修工程施工),在实施的时候需要依据图纸进行预算、统计备料、编制施工方案与相关技术措施。无论设计还是施工,各个专业人员的协作都需要依据图纸来交流,因此,作为交流语言的工程图纸就有较规范的表达要求,且专业施工图作为工程承包经营的合同附件,通常具有法律责任。从高职高专培养人才的岗位要求来看设计制图教学的重要性,要工作岗位均需要以图纸为依托。据此,要求专业学生掌握的识图和绘图能力,对于以装饰设计员为培养目的的室内设计专业,更要求学生熟练掌握绘图的基本知识与技能,能在二维纸介上正确地表达三维空间与形体、乃至工程构造物。
二、当前室内设计制图课程教学存在的问题
笔者经过多年的教学实践,发现当前高职室内设计、环艺类专业的制图教学存在以下一些问题:第一,制图课程中投影是制图课程的主要理论部分,但教学环节普遍薄弱,三维形体表达能力与空间思维较差,学生对于稍为复杂的空间与形体不会表达,如各类楼梯、透空中庭、悬挑构件等。第二,对专业图的主次、基本逻辑关系未能正确掌握表达方式,例如立面图常常没有明确的指向,无法理解同一房间的平、立、剖面与详图的表达秩序,各类索引符号不能正确绘制与运用。第三,学生制图绘图基本功普遍不扎实,未能养成良好的专业制图习惯。例如各类图线的粗细、图面的工整程度等达不到要求;学生在制图学习过程中没有正确使用绘图工具,如常常不自觉地用签字笔绘图,制图作业缺乏客观、严谨的作风。总的来看,尽管经过制图课程的学习,学生的读图、绘图能力堪忧,离高职“培养一线高技能人才”目标要求尚有一定距离,所绘专业图纸难以应用于工程实践活动。
三、主要原因分析
(一)制图教学理念上的一些误区
1.对投影原理重视不足。
制图课程一般从画法几何与投影原理学起,这部分内容是制图的理论基础。制图课程中投影基本原理比较抽象,因而导致学生觉得难以理解,不易接受;部分教师认为制图课程最终学习目的是为识读和绘制专业施工图,投影原理没有直接应用价值,无需多讲,或一笔带过、或直接从专业施工图开始教学。殊不知投影原理是工程制图的理论基础,如果将工程图纸比喻为工程界的一种语言,那么投影原理就是这种语言的语法,只有通过投影变换才能把三维的空间形体客观表达在二维纸张上,由于未能透彻理解投影原理,使得学生难以正确的表达三维空间与形体。
2.对专业图中的主次逻辑表达重视不足。
制图课程最终目的是能识读、绘制施工图,装饰装修工程项目的施工图往往涉及房间与部位广泛,需要交代的各种平立剖、详图众多,不懂总、平、立、剖的表达秩序,不懂综合运用各种索引符号、详图符号进行逻辑表达是问题所在。
3.对制图学习中的正确使用绘图工具、培养良好制图习惯重视不足。
制图课程一般从手工制图开始学习,但在制图教学过程中,教师对正确的使用绘图工具、遵循的绘图程序抓得不严,因此学生制图作业所反映出来的图面粗糙,制图素养低,没有把最基本的正确制图技能内化为习惯。
(二)规范问题
由于目前尚未有国标级的室内设计专业制图标准,多年来一直沿用建筑制图标准,主要沿用的建筑制图标准有《房屋建筑制图统一标准》《建筑制图标准》等。2011年,住建部颁布了行业标准《房屋建筑室内装饰装修制图标准》(JGJ/244-2011),室内设计专业因具有装饰装修工程涉及面广、工艺与材料创新较多、构造节点复杂等特点,上述制图规范并未能完全覆盖,给室内设计规范制图带来一定的限制,出现制图教学中图例表达混乱、不够统一规范等问题。
(三)教材问题
一是由于室内设计与装饰装修是发展很快的行业,现有出版的相关制图教材不能完全适用于教学。二是教材问题也跟教材编撰者有关,目前使用的装饰制图类教材的编撰者,通常毕业于土建类专业或艺术设计类专业。土建专业领域的编撰者编写的教材,一般投影知识编写比较详实,理论体系较为完整,但由于土建与装饰装修相比较,工程实施对象、追求目标与主要材料有很大的差异,装饰装修的专业施工图往往讲解不足,很多教材中的示范图例为土建构件,未能更贴近装饰装修专业制图。而艺术设计类专业出身的教材编撰者,编写的教材对投影原理重视不足,基本原理讲解不透彻,往往是将投影原理部分一笔带过,制图教学中往往从专业图(装饰工程施工图)应用讲起,这是一个普遍的教学误区。
四、提高制图教学效果的对策
(一)加强教学设计
1.基本原理讲解要透彻。
尤其是几个重要的部分:投影的分类、基本体的投影、建筑形体的多面投影图、剖面与断面等表达方式;设计适度的基本形体投影练习(三视图),为使学生更好理解空间形体概念,也可安排一些轴测图绘制练习。学生练习后要进行点评,针对学生练习中出现的问题,结合原理再分析讲解,使形体表达原理在学生脑海中得到巩固。
2.从形体投影开始,布置数量适中、针对性强的练习。
要求教师不但能讲清楚基本概念与原理、又能示范绘图给学生看,使学生从怕绘图到爱绘图、勤绘图,最终养成良好的专业制图习惯,并能得心应手地绘制表达。同时制图基础课程一般以手绘为主,在绘图练习中教师应严格要求学生正确使用绘图工具、遵循正确的绘图步骤,培育学生严谨、耐心细致的绘图作风。
3.加强专业图中的逻辑表达训练。
所有的装饰装修施工图、特别是大中型的建筑装饰装修工程项目,其涉及房间与部位广泛,需要交代的各种平立剖、详图众多,专业图纸的设计绘制怎样理清主次关系、系统清晰的表达清楚,还必须正确应用各种逻辑符号如索引符号、详图符号,使得整体图纸表达系统有序、追索清晰。专业施工图学习中强调专业施工图的标准、规范与制图要求。同时装饰装修施工图还与其他水电、空调等专业施工图配合交集,如果制图基础的课时有限,亦可在专业课程体系中把专业施工图这块重要内容安排到下一学期,单独开设一门《装饰施工图设计与编制》,重点讲授专业施工图的设计与编排。
(二)利用多种手段加强教学的直观性
现代教育技术的发展给传统制图教学带来方式方法上的变革,应充分利用多种方式使抽象的投影原理直观化,如设计包含多媒体演示与纸质模型制作结合起来的授课方式:
1.CAI教学。
就是综合运用计算机手段进行教学。传统制图教学多以挂图或教师黑板绘图,但传统挂图太小以致看不清,而黑板绘图较耗时间。笔者把投影原理系列挂图做成PPT课件,避免了上述问题,多媒体授课还方便相关知识内容归纳,例如投影的种类、投影的特性均可归纳在图表中,使学生对基本理论框架有更系统的认识;还可应用三维软件(如SKETCHUP)建模辅助教学。笔者在讲授投影的基本知识与形体基本表达方法时,用SU建立型、立体模型,即时变换形体的多面投影图、展示形体内部与剖切图示,通过三维演示把抽象的原理用直观、生动的形象演示,使学生易于理解,提高了教学效果。
2.纸质模型与实物测绘。
为了加深学生对基本形体的了解,在讲授形体基本表达方法时结合纸模型制作,每个同学均亲自动手按所给出的尺寸折硬纸模型,然后根据折出的纸模型绘制多面投影图,此方法能加强学生的形体表达理解;而在学习专业施工图时,先安排实际装饰空间及家具的测量、然后按比例绘图,通过实物测绘来训练学生的构造表达能力。
(三)自编教材
室内设计与装饰装修领域的创新发展可以说是日新月异的,高职制图课本或教材的相关内容必须适应发展形势。在此情况下,可根据自身办学特色或专业培养目标(如偏重于培养装饰设计员或施工员)及课程体系改革,组织专业教师编撰适合本专业培养目标的设计制图教材。综上,高职层次的室内设计专业制图课程受到总课时的限制,理论内容应精简有力、够用为主。围绕本课程要达到的教学目标,精心组织授课内容,科学地安排知识难易顺序,务必使学生弄清基本概念、认知本课程的基本知识框架。在此基础上设计相关制图课业,让学生充分练习,以此提高本专业学生的制图与识图能力。
作者:潘永宜 单位:广西机电职业技术学院
参考文献
[1]何斌,陈锦昌,王枫红.建筑制图[M].北京:高等教育出版社,2014.
工程制图投影方法范文2
关键词:手工制图 CAD计算机辅助绘图
“手工制图”和“CAD计算机辅助绘图”都属于表达和交流技术思想的工具。在煤矿企业的管理中,这两项技术都要求操作者必须具有一定的实践能力。其中,“手工制图”属于比较传统的制图模式,而“CAD计算机辅助绘图”则属一现代化的绘图手段。众所周知,当今社会是信息告诉发展的新时代,计算机在信息传播方面的功能已非常普及,因此一部分人认为手工制图的制图模式应该被社会淘汰了。针对这一观点,笔者根据自己多年测绘工作经验,就煤矿开采中关于手工制图和计算机绘图的两种手段提出了不同的看法。
1 “手工制图”涵盖的内容
包括煤矿采掘在内的建筑工程制图和机械制图工作都要用到“手工制图”,有的操作人员刚接触“手工制图”,需要学习很多建筑制图方面的基础知识。以室内设计制图位列,在制图时应该提前掌握以下知识要点:
1.1 制图的基本知识。如制图工具的使用、图纸的规格和幅面等,还要掌握线型、画法、集合制图方法、字母和数字的美术字等。
1.2 投影基本知识。需要学习投影的方法和特性,理解基本形体投影图、正投影图中三视图的体系的构建和形成投影的对应关系;掌握点和直线的投影和轴测投影图。
1.3 平面图和曲面图,以及视图、断面图和剖面图。
1.4 立体的投影与直线、平面与主体相交;两立体相交。
1.5 房屋建筑室内设计制图。而对于环艺专业的学生而言,应将平面图、剖面图、立面图和详图作为重点内容来学习。
从设计流程来看,一套完善的室内设计必须涵盖概念、方案和施工图的设计。进行概念设计时,平面布局和空间形象都能用草图构思出来。在这一环节中,设计人员先要将自己的设计理念通过手绘的方式表达出来;在方案设计过程中,可利用手工和计算机相结合的绘图技法将空间的真实场景展现出来,这就要求这一环节必须具有平面图和立面图;施工图则以“标准”为主体内容,包括样点图和剖面图,这一环节的主题内容则作为科学施工的唯一依据。以上施工设计都可以通过“手工制图”和“CAD计算机辅助绘图”两种途径表达出来。
最初,我们用很长的一段时间来学习制图的基础知识,了解了手工制图中大部分建筑术语,训练自身的空间想象力。但“冰冻三尺,非一日之寒”,要熟练掌握“手工制图”的基本技法,并将其合理的运用到煤矿采掘行业还需要经历一个量变到质变的过程。当前,随着多媒体教学与“CAD”制图之间的联系越来越紧密,煤矿采掘行业很少用到“手工制图”这种绘图手段。
2 “CAD制图”的发展与优势
20世纪80年代初期,很多规模较大的设计单位其工作的基本模式就是将在三脚架上放置好图板,备好丁字尺、不同规格的三角板、铅笔、橡皮、针管笔和曲线板等辅助绘图工具,若条件允许,可购置钢带式或轨道式的绘图机来代替辅助绘图工具;组织好建筑、结构、水电暖、预算和决算等工作人员。
“CAD”是由美国Autodesk公司开发的,而目前人们常用的一个计算机绘图软件是AutoCAD,在工程技术人员看来,这款软件的研发和应用是建筑行业以此重大的变革,截至目前,业内人士已对该软件的使用功能进行了多次改进和升级,大大提高了其使用性能。当前,这款软件已广泛运用到机械制图、建筑装饰等多个领域,且已从二维逐步扩展到三维。有的人将“CAD”看作是绘图工具,把显示器当作图板,而铅笔、圆规、直尺则用键盘、鼠标来代替。与手工绘图相比,计算机绘图工具要先进的多,而且绘图效率是手工绘图的10―20倍,尤其在绘制三维模型时,“CAD”往往能绘制出手工制图无法完成的图形。就目前情况来看,“CAD”的确的确以很多手工绘图无法比拟的优势在逐步取代手工制图,但也贯穿了手工制图的理论以及绘图规范,它是基于手工制图的理论标准而研发的绘图工具,极大的丰富了绘图手段。[1]自2005年以后,人们又研发出新版AutoCAD2005中文版绘图软件,大幅度提升了我国CAD市场份额。现在,CAD绘图工具及大幅面喷绘系统已广泛应用到建筑行业,并得到了业界人士的认可,提高了绘图效率。计算机完成绘制以后就能利用大幅面的喷绘设备在硫酸纸上喷绘设计图,省去了手工绘图中的很多步骤,大大减少了设计时长,也就提升了设计人员的工作效率,建筑设计人员的工作也轻松了许多。
3 “手工制图”与“CAD”的关系
有人开始质疑,既然“CAD”制图已相当普及,我们还有必要学习繁杂的“手工制图”吗?甚至有人提出只要掌握制图软件的操作即可,无须再浪费时间学习手工制图。对于这一观点,笔者只能说“仁者见仁,智者见智”。为此,笔者提出了不同的看法:在现代工程设计过程中,AutoCAD制图软件确实起到了不可替代的作用,但无论时代怎样飞速发展,也不管软件经过了多少次的更新换代,“手工制图”始终是“CAD”制图的基础,它对于工程制图而言相当于植物的根,是设计人员必须掌握的制图技术,也是各大高校工程建筑和机械制图专业必须开设的一个制图课程。
“CAD”制图手段在工程设计中的广泛运用是一种趋势,各大高效应该每学期为环艺专业的学生来开设制图课,并强化其工程制图实践能力的训练,在实践中针对具体问题进行具体的分析。学生在学习制图知识的过程中,不断提升手工制图的能力和熟练程度,同时也加深了对各种制图工具的认识,当他们的制图的技术提高到一定程度以后,就能利用“CAD”计算机辅助工具来绘制自己的设计语言,从而应付难度较大的设计也就“游刃有余”了。“两者的关系中,手工绘图是基础,‘CAD’绘图是应用。学生在具备了一定的手工训练之后,计算机绘图的应用才能达到较高的水平,否则软件操作无论多么熟练也画不出符合工程技术要求的图纸,手工绘图训练的潜在功能以及对学生空间思维的培养是计算机所无法替代的。”[2]
4 结束语
目前,很多煤矿采掘企业尝试运用了AutoCAD绘图软件绘制采掘工程平面图,并在煤矿地测工作数字化管理方面取得了一定成效。矿井采掘工程制图人员应该在熟练运用了传统“手工制图”方法的同时,也要掌握现代化“CAD”计算机辅助工具,从而使图纸设计更加完善。
参考文献:
工程制图投影方法范文3
关键词:多媒体教学;互动投影技术;多媒体课件;工程制图教学;现代教育技术;同步增长;直接兴趣;教学质量
说起多媒体教学,或许大家并不陌生,不论是大中专院校还是中小学,多媒体教学已经成为教育行业中提高教学效果和质量的重要手段之一。多媒体教育的优势在于:数字媒体信息的多样性,操作界面的灵活性和多媒体设备的集成性。作为一种特有的模式利用图像、视频、声音、动画等素材代替了以往枯燥的书面表达方式。从而使枯燥乏味的知识变得生动灵活。从教师的角度看,制作电子教案和多媒体课件代替了纸质的教案,节省了大量的时间和精力,不必把所有的教学内容全部记忆,是教学变得更加轻松。
虽然多媒体课件应用于教学,能够给学生带来多于20%的信息量,在实际教学中,并不能保证学生实际摄取的信息量同步增长,由于学生的兴趣、爱好、基础知识及理解能力等差异性的存在,单纯的演示和讲解往往不能够达到应有的教学效果和教学目的。
多媒体教学是教育史上的一大进步,并且多媒体技术的发展也随着科技的进步不断更新,互动投影技术逐渐成为交互式信息站工具之一。互动投影技术结合了人机交互和虚拟现实仿真技术,它不仅仅为企业产品推广带来了无限的市场价值,也同时带动了多媒体互动式教学的发展。
多媒体互动式教学是多媒体技术在教学领域的拓展,是现代教学技术的具体应用。多媒体互动式教学区别于多媒体课件教学,是在多媒体课件基础上的发展和完善。引入互动投影技术应用于教学,是时展进步的必然要求,也是教育教学向前发展的必然需要。根据教学课程的教学目的、要求、难点不同,互动式教学的适应范围也有不同,如工程制图课程类的课程教学就十分适合。
1、工程制图课的教学特点
工程制图是一门用图样来表示零件或设备的结构、尺寸、工作原理和技术的机密学科。用图样来纪事由来已久,早在中国的宋代,在苏颂和赵公廉所著的《新仪象法要》中就有天文报时一起的图例,明代宋应星所著的《天工开物》中也有大量的机械图样。1798年。法国学者蒙日发表著作《画法几何》,这本书清晰而简练,题目由易到难,安排有序,内容丰富,被认定是一切工程和建筑学的基础。20世纪前,工程制图一般都是靠着人工利用绘图工具手工绘制的。20世纪初,绘图机的出现大大提高了绘图的效率。到了20世纪下半叶计算机的出现和发展带动了工程制图的又一个变革,使得工程制图不再是一门独立的图形学科,而是走向多门课程的综合阶段。从手工绘制草图到仪器绘图,从计算机绘图到工程力学,公差配合,再从计算机辅助制造软件到数控机床的操作。知识的内在联系和衔接突出了机械工程的原则意识。
1.1工程制图课的教学目标要求互动性。工程制图课的教学目标均强调工程图的绘制与识读的能力,其最基本的是培养学生的空间想象能力。识读是绘制的基础,空间想象是识读的基本功。要达到教学目标,就只有通过体验式互动才能逐渐提高能力,达到教学目标。
1.2工程制图课的教学要求要求互动性。学生应掌握投影、常用件和标准件,零件图、装配图及各种表达方法。这些基本功的训练需要互动才能解决。
1.3工程制图课的教学难点要求互动性。学生普遍反映:“听课易,做题难。上课会,下课忘”。其根本原因是缺少互动,实践少。只有通过互动,加深记忆,才能巩固和提高。
1.4工程制图课的教学手段要求互动性。动手能力是工程制图课的最基本的教学手段,只有通过不断的练习,不断的实践,才能掌握基本的技能。亲身体验式的互动才是教学的最重要的手段。
互动投影技术应用在工程制图课教学中,对于提高工程制图课的教学效果和学质量有所帮助,当然还要辅助新的教学方法和先进的教学理念。只有在引入互动投影技术的同时,实现现代教育技术与传统教学方法的最优化结合,才能做到同步增长,达到最终目的。
2、采用互动投影技术作为教学手段与传统教学方式的区别与联系
以往的多媒体课件只能局限在小范围的操作,多是教师采用大量的文字理论、图片、和平面的动画组成,对于被各种高科技充斥着大脑的当今的学生来说,这样的授课方式只能有限地带动他们的学习兴趣。
互动投影技术区别于现在常用的触摸屏和电子白板。互动投影技术是以人机交互环境的三维图像技术为基础,具体的来说就是利用计算机技术的高科技手段制作出逼真的三维图形,借助大屏幕短焦投影设备把生成好的三维图形显示在平面媒介上。操作者和参与者通过肢体动作与平面媒介中的三维图形进行交互作用。这样的一种交互形式 运用到制图课程中是再合适不过的了。在教学的过程中,学生可以在与虚拟影像互动的同时又能接触到真实的环境,是感官上得到了真实感。互动投影应用在制图课程中的优点:
2.1提高学生学习兴趣:新奇的互动教学必然会起到吸引注意力和引导教学的效果。同时一套好的教学系统设计和图像效果对活跃课堂气氛也起到了至关重要的作用。
2.2正确引导学习方向:工程制图课程是工程类专业的专业基础课程,在要求学生要有严谨的作风和负责的精神的基础上,对于培养学生的空间想象力、实践能力起到了指引的作用。互动投影可以根据准备好的素材结合不同的教学程度切换教学情境,让制图与实际完美的结合。
2.3更加人性化:将以往图形教具通过计算机三维制作技术制作成虚拟现实图像,减少了教具长时间使用的消耗问题,更加减少了对教育用具的经济支出,一举两得。
2.4增强学生的能力提升。互动投影技术强调的是参与、互动、亲身体验,这就大大提高学生的想象能力、动手能力,从而突破教学难点,达到教、学、做的有机统一。
互动投影在功能和教学效果上很大程度上优越于普通多媒体课件教学,但只是辅助教学手段的运用,真正在课堂上发挥作用的仍然主体学生和教师的相互配合,作为教师同样需要在传统的教学方法中吸收精华,用先进的教学理念,辅以先进的教学手段,共同作用的才有结果。
3、互动投影的应用价值
互动投影集合了人机交互,虚拟现实等功能,将人们所要传达的信息转换成大众参与的形式,无论是在商业展示中还是教育教学领域中把很多不可能完成的效果变成了现实,以更具体更饱满更生动的状态展示给大众。
互动投影通过搭建好的虚拟现实系统结构可以随着不同客观条件的变化而反映出不同的效果,而我们却不用真的寻找搭建这种环境的真是素材。虚拟现实就好比电影《盗梦空间》中的通过造梦者构建梦境中的环境结构,使主人公在设定好的梦境世界中完成预定的目标。电影多多少少会从艺术的角度进行天马行空的设定。而对于虚拟环境系统的程序设计者来说,过程相似,我们可以通过现有的虚拟现实系统,搭建创造新的环境,需要的是软件开发的团队和今后的日常维护。
我们目前经常会在大型的展览展厅中,或一些商业展示活动中接触到互动投影技术,在一些儿童游乐场也会体验到,它已经完全融入到我们的生活中。他不需要有特定的投影平台,立面,台面甚至球面都可以作为互动投影的成像载体,甚至空中悬浮成像都已经成为现实。很多从事互动投影产品技术开发的公司把市场从商业展示逐渐转变方向,投入到教育类市场中,是枯燥乏味的以教师为主导的教学模式变换成为让学生主动融入到整个教学体验中,拟够出的互动体验环境比单纯的文字图片更容易加深印象。但目前基于互动投影技术的分析能力和反应速度精度上的局限,互动投影技术还不能完全被普及。
结论
工程制图投影方法范文4
关键词:机械制图;空间想象力;培养
《机械制图》是一门专业基础课,也可以说是一门专业课,因为图样不仅是工程技术人员构思、构形和技术要求的具体表达,也是工程技术人员之间以及工程技术人员与生产者交流的技术语言,所以《机械制图》这门课掌握的好坏直接影响其它专业课的学习和学生毕业后能否胜任本专业的工作。对我们职业学校来讲,主要培养的是第一线操作型人才,我认为对制图的落脚点应在综合“识图”能力上,而识图的关键就是要有较强的空间想象力。那么怎样通过制图课来培养学生的空间想象力呢?我认为主要从以下三个方面来培养:
一、化难为易,循序渐进,夯实制图基础知识
人们对问题的认识都有一个从简单到复杂,由特殊到一般的过程。制图课的教学也要遵循由浅入深的原则。一方面应从内容整体结构上做到循序渐进,逐步深入地进行施教;另一方面在每一问题的讲解中也应从简单入手,步步深入地培养提高学生的空间想象力。
《机械制图》这门课程的基本理论是正投影理论。任何空间几何体都是有点、线、面等几何元素构成的。因此,空间几何体投影可转化为点、线、面的投影。为此,教学时应在明确正投影基本知识的基础上,由浅入深,先从空间点的投影讲起,通过反复举例练习,让学生先建立起空间点的概念,再讲空间直线及平面的投影,最后过渡到基本几何体的三视图的学习。其中讲点的投影时,可先讲点在投影面上的特殊点的投影,再讲一般位置空间点的投影。讲直线的投影时,可先特殊位置直线的投影,再讲一般位置直线的投影。同样,讲平面投影时,也先讲特殊位置平面的投影,再讲一般位置平面的投影。基本几何体的投影是重点讲授的。可先讲基本几何体的三视图,再讲基本几何体上特殊位置点的投影,最后到基本几何体上一般位置点的投影,并且还应增加设置基本几何体的各种截切、挖切部分的投影,为以后讲组合体打下坚实的基础。这样,通过对点、线、面、基本几何体由特殊到一般的讲解,实施由浅入深,由简单到复杂地多看、多画、多想的教学策略,就能使学生对空间形体与平面图形的转换有更加深入的认识,从而就逐步提高学生的空间想象力。
二、采用直观教学,培养学生的空间想象力
采用直观的教学方式,可使学生从简单的观察中去明白深刻的原理。直观教学就是利用一些教具、实物、模型、挂图、多媒体技术及制图软件来启发学生思维的一种方法。感性认识是空间想象力形成和发展的基础,课堂中通过对实物、模型的观察、分析,使学生头脑中建立空间的感性认识,形成空间形状,进而再抽象为空间形体的平面图形。在看图时,由“图”想到“体”,从而形成“一图为一体”的概念。在练习由两视图补画第三视图,及补画视图缺线练习中,可让学生根据已给视图特征,自己利用橡皮泥或萝卜,进行模型的切制,以增强直观性,培养学生的动手能力和空间想象力。如此反复地进行空间形状和平面图形的相互转换,学生在思维中储存的立体信息多了,空间思维能力也随之提高。
二、精选例题习题、强化练习,培养和锻炼学生的空间想象力
为使学生建立较强的空间概念,在教学中应注意精选例题、一题多解、举一反三,以开拓学生的思维,培养其创新学习能力。因为我们在直观教学中所用的实物、模型是有限的,因此有条件的话,可买一些带立体图的机械图例练习册,以帮助学生练习、验证所想的物体形状是否正确。在讲组合视图时,可以根据具体情况,在不违背主视图选择原则的前提下,从几个方面选择主视方向,画出同一物体的三视图,使学生从表面看起来相差甚远的三视图表达的却是同一物体的过程中得到启示、思考、培养其空间想象力。或是从相同的主俯视图想象出多个物体的形状;或是从相同的主左视图想象出多个物体的形状。经过这样一题多变、一题多解的训练,可以开阔学生的思维,强化锻炼学生的空间想象力。
总之,空间想象力的培养不是一朝一夕的事,这需要教师在教学过程中精心准备教学内容的同时,恰当选择提高空间想象力的教学方法和手段,而学生应在理解掌握正投影理论知识的基础上多看、多画、多想、多练,在头脑中树立起组合体的空间形状,逐步增强自己的空间想象力。
参考文献:
[1]《机械制图》(第四版)大连理工大学工程画教研室 编.高等教育出版社
[2]王幼龙 主编.《机械制图》全国中等职业学校机械专业教材编写组 编.高等教育出版社
工程制图投影方法范文5
关键词: 工程制图 计算机技术 教学效果
一、引言
《工程制图》是工科专业学生在大学一年级开设的重要基础课程,主要讲授工程图样形成的理论基础和规范的表达方法。工程图样是工程界的技术交流语言,正确识读和绘制工程图样是工科学生应该掌握的基本技能。但是笔者常常从专业课教师处听到抱怨,现在的学生读不懂零件图、装配图,不论是课程设计还是毕业设计有相当比例的学生制图一塌糊涂,毫无规范性,相比于十多年前的学生,制图技能明显退化。从21世纪初期发起的引入计算机技术,甩掉图板丁字尺的制图教学改革至今已有十多年,从专业课教师的反馈信息来看,教学效果并没有得到有效的增强,甚至还有所减弱。现根据笔者多年的教学经历对教改成效不理想的原因进行了分析,并提出改进方法,对增强《工程制图》课程的教学效果有一定的成效。
二、将计算机技术引入《工程制图》的教学改革中需要考虑的问题
1.教学目标的定位
在《工程制图》教改中有同行提出以培养学生计算机三维造型设计能力为目标,采用计算机制图,弱化手工仪器制图。但是《工程制图》课程一般都在大学一年级开设,而《机械设计》等专业基础课及工厂实习等实践课程一般在二年级以后才开设,在专业知识缺乏的背景下,谈造型设计有点空中楼阁的感觉。况且由于地域经济发展的差异,学生入口的计算机操作水平相差巨大,计算机绘图技能也不可能一蹴而就,至少需要一学期的熟悉。因此制图课的重点还是在于基本理论和技能的培养,通过学习掌握国家标准、投影的知识、零件图、装配图的表达方法等理论知识,培养查阅标准,识读和绘制零件图、装配图的基本技能。强调计算机绘图技能而忽略传统的手工制图技能让学生两方面都做不好,不能有效巩固课程所学理论知识。
2.三维建模在《工程制图》中的作用及软件的选用
随着CAD技术的发展,现代制造业广泛采用三维参数化设计软件,如ProE、SolidWorks等,设计过程先由概念设计到三维特征建模,然后生成二维投影图,最后编辑成工程图样。之所以要编辑成二维图样,是因为当前的加工业主要还是依赖二维工程图,但是多数三维软件生成的二维工程图纸不规范,需要根据国家标准作相应修改。而已经进入设计层面的高年级学生往往重视三维建模,而忽略制图的基本规范,最终编辑出来的图纸很难让人满意。
因此在低年级阶段应该打好基础,严格要求制图规范,重点培养识图、制图技能。识图的关键在于建立实物与投影的对应关系,即空间构型能力的培养。计算机三维建模技术在制图课中可作展现空间构型的辅助工具,而非设计工具。应该选用学生在短时间内容易掌握的软件,当前一般选择AotoCAD软件。
3.学时缩减下课程内容的删减
随着多媒体教学的开展及学生开设课程的增加,工程制图课程的学时被大量削减,课程内容也需要重新整合,整个课程体系应以“体”作为核心,抛弃一些抽象的理论知识,更加注重实用性,首先正投影法依然是从“体”到图的理论基础,其次是构成“体”的基本要素——点、线、面的投影规律,由浅入深培养学生形成从空间到投影,投影到空间的正确思维习惯(在此删去线与线、线与面、面与面的相互位置关系等内容),最后是基本体、组合体的投影、零件和装配体的表达,借助多元化工具帮助学生建立体与投影的转换关系。零件图、装配图的识读是体现《工程制图》课程教学效果的关键,在课程中应当加强零件图、装配识图训练,并结合专业特点引入典型的工程构件,培养学生的工程意识,与专业课程做好衔接。
三、引入计算机技术后,教学和实践手段的变革
1.教学手段——传统教学和多媒体教学相结合
传统的制图教学采用粉笔在黑板上一笔一画绘制投影图,结合实物模型和肢体语言可以让学生清晰地认识到图形的来龙去脉,与实物的对应关系,老师也可以根据课堂具体情况灵活设计问题,达到良好的教学互动。这在讲解简单形体的投影时效果非常好,但是实物模型有限,当没有模型时,学生就感觉抽象难懂。复杂的零件图、装配图也只能借助挂图,在教学班人数剧增的大教室里很难看清楚,难以取得很好的教学效果。
采用多媒体教学后,教师事先准备大量素材制作幻灯片和动画视频,让课程更加形象生动。但是显示投影图的幻灯片和电脑三维模型窗口常常需要反复切换,不方便对照。而且教师容易对着幻灯片照本宣科,忽略了与学生的互动,课堂进度也会不自觉加快,每堂课的知识容量大。很多同学都感觉上课听懂了,但是一做作业就茫然,其原因是学生来不及对所接收的大量信息进行思考,没有转化成内在的认知。
因此,笔者在课堂上采用三段式教学:多媒体课件讲解、学生练习、板书评讲。板书讲解同时辅以AutoCAD软件制作的模型,简单的形体可当场制作,复杂的则预先做好,学生在360度全方位观测模型,对照黑板上投影图的同时,也对物体的构型过程有所了解,潜意识中渗透了对实体三维造型的理解。将传统教学与多媒体教学有效结合,优势互补,能取得不错的教学效果。
2.实践手段——手工制图和计算机绘图并重
《工程制图》的实践性相当强,每个理论知识点下都需要完成相应的作图练习,工程图样通过大量线条和少量文字对设计产品进行完整、清晰的描述,作为加工和维护产品的技术资料。作为工程界的交流语言,工程图样中对于形体的表达方法、线条形状、线条宽度及文字书写等都有国家标准规定,不论用传统的手工制图还是采用计算机绘图都必须严格遵循。
传统的手工制图要求学生借助图板、丁字尺、圆规、三角板、铅笔等工具在图纸上按规定制图。学生上手容易,只要有工具就能画,但是要完成一幅高质量的图纸就比较费时费力,甚至连铅笔的削法和运笔方式都有所考究,很多同学不是做不好,而是没有耐心去做。
计算机绘图只需要事先设定好线型、线宽、文字样式的相关图层,利用便捷的绘图和编辑功能,就可以按规范快速做出完美的图纸。但是繁杂的命令让学生无法立马上手,必须通过一段时间的软件操作培训才能作图,而且必须要在有电脑的前提下才能完成。
在引入计算机技术的教学改革中,很多同行提倡甩掉用图板丁字尺的传统手工仪器制图,直接采用徒手绘制加计算机绘图。制图标准中的繁琐规定,必须加以反复的肢体训练才能形成深刻印象,才不致轻易忘记。采用徒手绘制,很多同学会忽略规范,潦草作图;而计算机绘图,一部分电脑操作技能薄弱的同学无法快速完成,会采用不诚信的拷贝方式来敷衍老师。因此,手工制图在培养学生对规范的掌握上不可或缺。
在教学过程中应穿插计算机绘图技能的学习,让学生能尽快掌握计算机绘图技能,而课后练习可采用手工制图、计算机绘图和徒手绘制相结合。例如组合体部分的内容,可以用手工制图完成三视图的绘制,用计算机绘图完成三维建模;零件图的测绘可以先徒手绘制,再进行计算机绘图。
四、有效利用计算机技术完成课后辅导,养成学生自主学习习惯
利用网络技术建立课后辅导系统,学生根据需求自主选择辅导帮助,不受时间和空间的限制。例如,利用三维建模软件针对习题建立基于网络的三维模型库,学生对照相应的虚拟模型,完成作业,既能有效利用时间,减轻学习压力,又能逐步提高空间思维能力和识图能力。利用计算机虚拟技术建立基于网络的虚拟装配实验室,让学生根据装配图进行虚拟装配,了解部件的工作原理及装配过程,既能提升识图能力和动手能力,又能增强学习兴趣。
推荐学生访问国内国际优秀的课程建设网站,博采众家之长,拓宽视野。通过网络学习,能很好地培养学生自主学习习惯。
五、结语
将计算机技术引入《工程制图》,以培养学生识图和规范制图的能力为中心,结合传统教学和多媒体教学手段,采用手工制图和计算机绘图并重的实践手段,逐步渗透三维产品设计理念和工程意识,能较好地实现课程的教学目标。
参考文献:
[1]谭建荣,等编著.图学基础教程[M].北京:高等教育出版社,2006.
工程制图投影方法范文6
关键词:工程制图;课程;教学方法;教学效果
工程制图作为工程技术人员必须掌握的技术语言,是工学类学科的一门技术基础课程。学生掌握的好坏关系到他们后续专业课程的学习以及他们的设计能力。为了提高《工程制图》教学质量,培养出“强基础、宽口径”的农业工程技术人才,我们课程组根据多年的教学经验,将《工程制图》内容进行了适当调整和模块化,提出了一些新的教学方法,并取得了良好的效果。
1.课程内容模块化
《工程制图》在农业工程类本科专业中分为机械类的工程制图和建筑类的的工程制图两种。为了构建农业工程类本科专业大基础课程体系,我们根据多年的教学经验将工程制图课程内容分为5个模块(如图1所示)。每个模块由不同教师承担,这样以便于适应不同专业的课程设置要求,便于计算机多媒体课件的制作,最终提高教学质量。
2.实践教学的调整
《工程制图》是一门实践性较强的课程,在课程教学中,我们对实践教学作了如下调整:(1)进一步完善实践教学内容,开设包括机器(或部件)拆装、形体构型设计、民用建筑、水工建筑测绘等实验内容,让学生绘制工程实践中的工程图样,做到理论联系实际,提高学习兴趣。(2)加强计算机辅助绘图和三维实体造型;(3)增加形体的建模、编辑与渲染;实体零件的投影图提取及标注尺寸;实体零件的虚拟装配练习,培养学生的动手操作能力。
3.教学方法的完善与实践
3.1合理安排教学内容,注重学生运用能力的培养
首先,在教学内容中我们以立体模型和视图为先导,以物体的三维造型及视图表达为主,将画法几何融入其中,对画法几何部分作了较多删减(特别是较复杂的相贯线),增加徒手绘制轴测图的内容。让学生根据大量的物体轴测图画视图,增强学生的感性认识,积累画图和读图的经验。在组合体读图时,要求学生尽可能画出其轴测图。这样,可让学生在自主学习过程中不断增强空间思维能力。专业制图部分以培养读图能力为重点,适当加强计算机绘图,根据教学内容,适时更新相关工程制图的国家标准。
其次,运用AutoCAD、Pro/Engineer、Unigraphics软件等绘图的基本模型和复杂模型的建模方法把传统内容中的基本体、截割体、相贯体、组合体及组合方式等内容贯穿起来讲解,让学生既学会了这些形体的建模方法,了解它们的结构,理解形体分析的方法与思想。通过对实体模型进行编辑操作,能够把组合体的组合方式(叠加、截切、贯交、综合等)、剖切面和断面等知识串起来。对实体模型作倒角、倒圆、抽壳等编辑操作,可以帮助学生理解工程形体的常见结构。
第三,将《工程制图》调整到专业基础认识实践课程开设后讲解。在第1学期开设为期1周的专业基础认识实践,通过课堂教学、参观企业与建筑施工工地等多种环节,使学生在实践中学习,在认识形体、了解形体的过程中,学会分析和表达形体,以应用实例为线索,掌握表达形体的基本方法。
3.2灵活运用多种教学手段,激发学生的学习主动性
借助多媒体技术中图形的移动、切割、展开等手段表达教学内容,使一些普通条件下无法实现的过程,能够生动而形象地表达出来。例如:在讲述三视图的形成过程时,可以利用三维空间动画,得到三维投影面体系,把基本体投入其中,然后三个投影面分别投射,并使三个投影面绕投影轴慢慢展开,就得到三视图。通过投射动画,让学生充分理解“体”―“面”、 “面”―“体”之间的转变,激发他们的学习主动性。
当然,多媒体教学并不意味彻底脱离传统教学模式(即采用模型、实物、挂图进行教学)。我们根据内容的实际需要合理安排教学环节,将多媒体和传统的黑板教学有机结合。如在讲解物体三视图画法时,除了用课件讲解,还应用实物现场画,着重分析思路,现场演示,让学生一目了然。
3.3优化课堂教学模式,积极采用启发式教学
为遵循“教为主导,学为主体”这一根本原则,采取多种形式调动学生的学习积极性和主动性。如:在课堂教学时,采用先典型实例讲解(启发讲解)―正误辨析(师生交流)―扩展、应用(学生练习)。或者在零件测绘实验课时。采用先测绘工具的使用(教师讲解)―典型零件结构分析(师生互动)―典型零件表达方案的确定(学生讨论)―画零件草图、测量零件尺寸(学生练习)―计算机绘图。在习题课教学时,采用教师精心挑选准备习题(教师提问)―学生思考(学生练习)―教师分析讲解―习题变换(举一反三)。
3.4加强构形能力和图形表达能力的培养,增强创新意识
为了培养学生的构形及图形表达能力,增强创新意识,并且使学生学会运用所学的知识去解决实际问题,结合不同阶段的教学内容,布置了些开放性的训练题目。
例如,试构思一个物体能依次正好通过图2板上的三个不同的孔,并画出物体的三视图。
在构思时,先指导学生构思一个正四棱柱,正好能通过正方形孔;接着把正四棱柱四个棱倒圆,修成一个圆柱,正好能通过圆孔;然后用两个侧垂面切割,正好能通过正三角形,如图3所示。最后,画出构思物体的三视图,如图4所示。并可引导学生我们可用此方法制作量具“通规和止规”。这样既理论联系实际,又培养了学生的创新思维。
3.5注重学生分析问题、解决问题的能力培养
教是为了不教,培养学生的自学能力应是现代教育的宗旨,培养学生自学能力的重中之重就是教会学生发现问题、分析问题并解决问题,在制图习题中,鼓励学生运用不同的思路和不同的方法来解决同一问题。
例如,试在直线CD上找出与H、V面等距的点。
通常的做法是利用直线CD在W面上的投影与45°倾角的直线的交点来确定点的投影,但是我们还可以如图5所示的解法:先求出投影C'D'关于X轴的对称直线,则该直线与其水平投影的交点即可确定点的投影。
这种做法的实质是将画法几何的问题转化为了平面几何的问题:如何在投影上确定一点以及在投影C' D'上确定一点m',使得点
m'和m满足下面的两个要求:
(1) m'mX;
(2)m'm\-1=mm\-1。
4.结论
经过近几年的努力,我们课程组教学质量明显提高。本学期环工专业工程制图学生考核成绩平均83.5,学生满意率99%。学生普遍反映这门课程既注重加强基础,又注重面向应用,在掌握制图基础知识的同时培养了分析问题、解决问题和构形及图形表达能力,教学良好的效果。
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