工程制圖三維造型與創新能力的培養實踐

工程制圖三維造型與創新能力的培養實踐

　0 引言
　　
　　根據學校“培養具有創新精神和實踐能力的應用型人才”的培養目標，在對“工程制圖”系列課程進行認真研究與分析的基礎上我們認識到：過去認為制圖課是為專業課服務的、學生只要掌握制圖技能即可的觀點與新形勢下的人才培養應該將素質和能力放在首位的要求很不相符。培養學生素質和能力是一項系統工程，每門課程都應將其放在首位。工程圖學教育不能僅局限在培養學生的“三種技能(徒手草圖技能、尺規繪圖技能、計算機繪圖技能)、兩種能力(讀圖能力、空間想象能力)、一種意識(工程意識)”的教學目標上，更重要的是培養學生的綜合圖學素質。
　　工程圖學素質教育的本質不僅要培養學生繪制和閱讀工程圖樣的能力，更重要的是要培養學生的創新設計能力，以創新設計能力來促進學生創新思維的形成。培養大學生的創新精神和創新能力已經成為高等教育的重要任務[1]，加強三維計算機繪圖能力的訓練對創新能力的培養非常必要。教師在授課時適時的引入AutoCAD 三維建模，并開設AutoCAD 三維建模計算機繪圖實驗配合工程制圖課程的學習，在培養學生的讀圖能力與空間想象能力的同時，培養其計算機三維建模能力、構思表達能力與創新能力。
　　
　　1 三維造型在教學中的實踐
　　
　　從 2008 年開始，我們在相關專業的《工程制圖》課程中，進行講授AutoCAD 三維造型的試點。教師將AutoCAD 內容分三個部分插入教學中：即立體截交與相貫、組合體與剖視圖和零件圖與裝配圖。并且計算機繪圖實驗部分采用AutoCAD 繪圖軟件，主要培養學生的三維建模能力。
　　講授組合體這部分內容時，運用AutoCAD 三維建模（圖1），解決了學生從空間到平面、平面到空間的畫圖和讀圖的問題[2]，有助于提高學生的空間思維能力和構形能力，降低了學習過程中讀圖的難度，促進了教學[3]。講授零件圖與裝配圖內容時，教師將零件、部件的三維建模有機的融入多媒體課件中，并生成二維零件圖和裝配圖，通過對三維實體的實時分析，使學生明確了部件裝配結構的組成與裝配關系，促進了學生對圖樣表達方案的理解。
　　教學中從學生熟悉的三維基本形體入手引入AutoCAD 繪圖軟件，介紹同軸回轉體，拉伸體的生成，啟發培養學生的創新思維能力，學生通過基本立體的生成，從而進一步理解了視圖和尺寸的含義。在組合體部分，要求學生利用AutoCAD 進行構形設計，通過自己想象創建形體（不考慮工藝等專業要求），答案不唯一，由于AutoCAD 的實時修改，不但開闊了學生的思路，更培養了空間思維能力和創新能力，提高了學生的學習積極性主動性。
　　
　　2 三維造型上機實踐
　　
　　我校近機類和機類專業的《工程制圖》分別設有20 學時和30 學時的上機實踐，計算機基礎實驗中心的硬件和軟件均達到了較好的配置，保證了教學的順利進行。學生在上機實驗中，教師可以做到直接指導，幫助學生更好的掌握軟件的快速應用，取得了較好的教學效果。
　　計算機繪圖實踐以培養學生自主動手能力與空間思維能力、分析解決問題能力為目標，使學生進一步領會國家制圖標準，培養良好的繪圖技能，掌握計算機繪圖（含二維、三維）方法。教學中，無論是二維圖形還是三維形體都采用先構型或先造型再表達的方式，這樣不僅有助于學生理解工程形體與其投影圖之間的關系，同時也培養了創新意識的建立。
　　在組合體部分，學生不但能應用繪圖軟件熟練的繪制形體的三視圖，而且還可以自己構思創建形體（不考慮工藝等專業要求），提高了空間構思能力和構型能力，降低了學習過程中讀圖的難度，促進了教學。零件圖部分，學生能夠創建軸套類等回轉體的三維形體，而且還能對中等復雜程度零件[4]進行三維建模，見圖2。三維建模培養了學生對工程形體的構形能力，使學生明確了部件裝配結構的組成，進一步鞏固了所學的零件圖和裝配圖的內容，提高了學生的創新意識、能力和設計水平。
　　實踐中我們發現AutoCAD 強大的三維建模功能極大地激發了學生學習繪圖軟件和制圖課的熱情，通過三維實體建模的學習降低了學生讀圖的難度，提高了學生的空間思維能力與構形能力，學生平時小作業和大圖的質量都比較好，并且期末考試的總成績都比沒有計算機繪圖實驗和不采用AutoCAD 三維建模功能進行計算機繪圖實驗的班級要高很多。以09 年級的試點班級為例：2009/2010 學年第一學期非機類教學試點班級材料093-4，參加考試學生人數為54 人，卷面成績統計分布為：成績優秀9 人，占16.7%；良好16 人，占29.6%；中等15 人，占27.8%；及格10 人，占18.5%；不及格4 人，占7.4%。平均成績76 分，高出其他班級3 分。2009/2010 學年第二學期機類教學試點班級成型091-3，參加考試學生人數為84 人，卷面成績統計分布：其中成績優良27 人，占32.1%；成績為中等39 人，占46.4%；合格15 人，占17.9%；不及格3 人，占3.6%，不及格率很低，標準差為12.38，平均成績為74.6 分，高于機類總平均成績4 分。由此可見，將三維造型引入教學對培養學生的構形能力、表達能力及對所學知識的掌握和考試成績的提高都是大有益處的。
　　
　　3 創新能力的培養
　　
　　創新是高等教育改革發展的必由之路[6]，工程制圖作為工程教育中實踐性非常強的技術基礎課，不但要以培養學生的繪制和閱讀工程圖樣能力為目標，更重要的是要以培養學生圖形的表達能力，工程實踐能力，培養創新能力。
　　我們深知，培養學生獲取知識和運用知識的能力比知識本身更重要，因此在教學中采用啟發式教學，講練結合，主要向學生展示分析和解決問題的過程，培養學生分析和解決問題的能力。多媒體教學與CAD 的配合是加強學生創新能力的有效方法之一，三維建模的引入極大引起了學生的興趣，學生在學好制圖課的同時，自己能夠主動學習計算機繪圖知識，利用課余時間上機實踐，不但培養了自學能力還激發了創新精神。
　　教學中由于加入了計算機三維建模的內容，適當削減了部分手工繪圖作業，增加了徒手繪制草圖和計算機三維建模的作業。三維建模不僅培養學生表達設計結果的圖示能力，更重要的是培養工程形體的構形能力及計算機應用能力和創新能力，全面提高學生的工程素質。
　　
　　4 結束語
　　
　　實踐表明，工程制圖作為工程教育中實踐性非常強的技術基礎課，AutoCAD 三維建模的有機融入，不但使教學形式生動活潑，教學內容形象直觀，易于理解，而且三維造型技術成為了學生學習制圖知識的重要工具。學生在掌握投影理論知識的基礎上，將二維圖形和三維建模緊密聯合起來，掌握現代的設計方法和手段，應用計算機正確快速地完成工程圖樣的繪制及三維形體的構型設計，培養了工程形體的構形能力和創新能力，這些對教學質量的提高和對創新性人才的培養起到了積極、重要的作用。

     廣東應屆生論文頻道提供大量免費碩士論文開題報告，歡迎參考范文！
　　
　　[參考文獻] (References)
　　[1] 劉申立，郭友寒，劉繼鵬.三維實體設計與工程制圖課程的改革[J]. 鄭州航空工業管理學院學報，2002（12）: 17～19.
　　[2] 楊梅，倪樹楠、李鳳平. 非機類工程圖學計算機繪圖實驗的研究實踐.中國科技論文在線，2009 12-680
　　[3] 楊梅，毛志松，姚繼權.CAXA-3D 三維造型在工程制圖教學中的探索與應用[J]. 機械設計與制造，2005（1）: 10～11.
　　[4] 李鳳平，張士慶，蘇猛，屈振生. 機械制圖[M]. 遼寧：東北大學出版社，2003.
　　[5] 朱冬云.三維造型在工程制圖CAI 中的作用[J]. 華南熱帶農業大學學報，2004（3）: 53～54.
　　[6] 韓新普，賈天科.工程制圖課改革及創新教育實踐的總結與分析[J]. 西安建筑科技大學，2006（3）: 121～123.

論文相關查閱：畢業論文范文、計算機畢業論文、畢業論文格式、行政管理論文、畢業論文       

【工程制圖三維造型與創新能力的培養實踐】相關文章：

如何培養學生英語創新能力與自我實踐能力12-01

培養學生創新能力之我見12-11

初中數學創新能力的培養12-01

動漫角色造型設計創新能力分析論文03-09

改革畢業實習模式培養學生實踐創新能力論文03-03

教會學生質疑培養創新能力12-05

發揮例題功能　培養創新能力12-04

小學數學創新能力培養之我見03-29

激活教材，培養學生創新能力12-05