多宝体育工程制图十篇
栏目:公司新闻 发布时间:2023-10-22 17:26:06

  开云体育“土木工程制图”课程是土建类专业重要的专业技术基础课,它研究解决空间几何问题以及绘制、阅读土木建筑工程图样的理论和方法。它对于后续课程“混凝土结构与砌体结构”、“土木工程测量”等专业课程的学习具有重要的意义。本课程中剖视图的绘制是重点内容之一,它对于掌握好图样的画法具有重要作用,当然也是很多同学学习过程中感觉有一定难度的地方。本文着重从整体上来分析绘制剖视图的关键要领和技巧,期望对掌握本部分知识提供启发和帮助。绘制好剖视图的关键在于要把握以下三个方面的技巧。

  一些同学在学习本课程时比较重视绘图方法等内容,往往忽视对概念和定义的深入理解,其结果是对知识的掌握比较浅显,也会增加知识掌握的难度。因此,学会对概念进行深层次的思考理解,从而掌握本质属性,常常会有一种让人豁然开朗的认识。譬如,以剖视图为例:教材中给出剖视图的定义是:剖视图(Cutawayview或者Sec-tionview)剖视图主要用于表达机件内部的结构形状,它是假想用一剖切面(平面或曲面)剖开机件,将处在观察者和剖切面之间的部分移去,而将其余部分向投影面上投射,这样得到的图形称为剖视图。从以上定义中,我们不难得出形成剖视图的三个步骤:1)假想剖开机件。2)移去机件部分。3)剩余部分投射。这里要特别注意最后一个步骤:将剩余部分向投影面投射。意味着剖视图实际上就是“机件部分结构”的投影图,也可以说从本质上来说,剖视图仍然是按照投影规律所得到的投影图。它与将整个机件向投影面投射所得到的三视图等视图本质上完全是相同的。因此,在学习剖视图知识过程中,我们不要总觉得这是一种与前面视图完全不同的表达方法,而是在本质上属性完全相同的。所以,绘制剖视图其本质实际就是将剖切剩余的部分机件当做一个形体向投影面投射画出图形。理解了这一点,不但把前后知识点有机地联系在一起,而且对于我们绘制剖视图将带来很大的帮助。

  要熟练掌握剖视图的绘制,严格遵循绘图基本步骤也是非常重要的技巧之一。一些初学者往往会急于求成,在绘图时操之过急。如果是比较简单的图例,也许没有问题,但一旦遇到稍有难度的问题时,就会出现无从下手的情况。其根本原因在于不知道或者没有依照绘图的步骤来进行。所以,我们在绘制剖视图时无论是简单问题,还是复杂难度大的问题,都应该养成良好习惯,按照规定的步骤,循序渐进,踏踏实实。具体来说,绘制剖视图要遵循以下基本步骤:2.1认真审题,依据所给题目条件,想象出所给图形表达形体的形状。一般情况下,绘制剖视图有两种不同的题目,一种是已经绘制好视图,在原有视图上改画出剖视图;另一种情况是不给出视图,而是要求依据其他视图来绘制剖视图。无论是哪种情况,都需要我们认真审题,仔细读懂图形多宝体育,想象出形体的形状出来。只有这样,在后面的绘图过程中,才能做到胸有成竹、有的放矢。2.2确定剖切面位置和投射方向。画剖视图时,如何确定剖切位置呢?这要从剖视图的表达目的出发:绘制剖视图主要就是能确切地表达物体内部孔、槽等结构的形状,因而剖切面要尽可能多地切开内部结构,而且要使得剖切面与投影面平行,并沿着孔、槽等内部结构的对称面或对称轴线切开机件,使得内部结构被对称地剖切开。投射方向的确定也同样不可忽视,应尽可能与三视图的投射方向保持一致。2.3明确剩余投射部分的形状结构。移开观察者与剖切面之间的部分,剩余的部分就是我们要表达的形体。无论整个形体原来形状如何,我们都不需要去关注,只要把要表达的部分形状结构搞清楚,就能正确画出图形。2.4画出剖视图。将剖切后剩余的部分按照投影规律,正确画出视图。2.5在剖视图上找出剖面区域部分(剖切面与机件接触的部分),并依据国家标准的规定画出剖面符号。2.6最后,要认真检查,特别要注意漏线两步是关键和难点,在实际绘图中可以结合手工绘制草图来帮助我们分析和想象形体的形状。

  根据学院本科人才培养方案,水利水电工程专业培养具有水利水电工程的勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面的知识,能在水利、水电等部门从事规划、设计、施工、科研和管理等方面工作的高级工程技术人才。工程制图是水利水电工程专业的一门主干专业基础必修课,是工程设计的启蒙课,是与后续专业课程的学习以及工作后所从事的专业技术工作密不可分的一门课程。工程图是工程设计人员表达设计思想的主要体现,是工程技术人员进行技术交流的重要工具,是工程管理人员进行管理、施工人员进行施工的依据[1]。因此该门课程既有系统的理论,又有着较强的实践性,既要培养学生的空间想象力、创造力,又要培养学生的绘图技能和工程设计意识。

  教学内容:工程制图分两学期,工程制图(一)为画法几何部分,传统的“画法几何”课程中十分重视几何求解能力,主要讲授点、线、面、体的投影;点与直线、直线与直线、直线与平面、平面与平面的相对位置关系以及平面与立体相交的截交线、立体与立体表面相交的相贯线的作图方法。内容多,学时紧,部分内容与工程应用关联小,部分内容在其他课程中有重复。[2]工程制图(二)主要讲授组合体视图、工程形体的表达方法、建筑结构图和水利工程图。但是由于学时少,重点在组合体识图和工程形体的表法方法这两个基本部分,水利工程图的学时安排较少,学生也仅限于水工图的初步阅读,深度不够,学生在后续专业课学习时遗忘情况突出。教学方法:现有的工程制图教学方法单一多宝体育,主要借助板书、PPT和AutoCAD讲授,其中有部分三维图形的辅助,但是效果不佳。[3]加之独立学院学生的基础较为薄弱,空间想象能力欠缺,对于投影的基础知识学习难度加大。

  课程结构与课程体系的优化:调整工程制图课程体系,形成工程制图+CAD实训+工程识图的贯穿大学四年的工程制图课程体系,从投影基础知识到专业制图知识,从尺规绘图到计算机绘图,从二维绘图到三维绘图,从单一建筑物图样到综合建筑物图样多宝体育,培养学生的空间想象能力和适应工程应用的制图能力。《工程制图(二)》增加8学时水利工程图识图与绘图的实践操作环节,加强水利工程图的识读能力并提高尺规绘图的基本功。《CAD及三维制图软件应用》分解为《CAD基础实训》和《CAD专业实训》,总学时由48学时增至56学时,其中三维绘图训练有效提高学生的工程想象能力,辅助工程制图的学习。在第7学期增设《水利工程识图》,该课程在专业课程结束后进行,可以进一步的巩固专业课程,强化专业图样的识图能力。并且针对钢闸门课程设计、水工钢筋混凝土课程设计、坝工课程设计、水电站课程设计中增设设计图纸绘制讲解,规范制图成果。在毕业设计前安排工程制图专题讲座,讲解制图规范,促进毕业设计中的设计图纸规范化。教学内容的改进:传统的“画法几何”课程中十分重视几何求解能力,但部分与工程应用和与其他专业课程重复的内容进行适当调整。弱化部分与工程应用联系较少的教学内容,例如变换投影法,两一般位置平面相交求交线。减少与其他课程重复的教学内容,例如标高投影,可在工程测量中学习。同时,把教学内容改革的重点放在加强学生空间想象、空间思维能力的培养上,强调基本知识、基本内容、基本技能,使得学生读图、绘图和图解能力在本课程中得以专门训练。淡化理论部分,强化实践环节,始终贯穿“从空间到平面,从平面到空间”的思维转换训练,并且重点突出立体的投影,促使学生对课程的基础知识和基本技能熟练掌握、灵活应用,为本课程在后续课程学习中的应用奠定基础。在工程制图的读图练习过程中,选择水利水电工程相关的立体进行读图和绘图训练,加强专业图的阅读能力。教学手段的改进:在传统教学手段的基础上制作视频辅助教学。例如:将教材上的图样制作成三维模型,并录制三维动画视频,从多个角度观察立体,比单一的图片更加形象。制作绘图短视频,讲解在绘制工程图时如何削铅笔、使用绘图仪器等,并录制一张A3图纸绘制的全过程,学生通过视频观看更加清晰的掌握绘图方法并提高绘图规范性。学科竞赛的激励与培养:学院每年组织院内制图比赛选拔学生参加全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛,并组织制图培训,针对水利工程图进行尺规绘图和计算机绘图训练。以2017年为例,水利水电工程专业共有156人参加院内比赛,经过三轮比赛,最终选拔10位同学参加全国比赛,并获得团体一等奖。在选拔的过程中间,进行了尺规及计算机二维和三维绘图培训,训练绘制水闸、重力坝、拱坝、土石坝、跌水等水工建筑物设计图纸,大大提高了学生的读图和绘图能力。

  《工程制图》是工程界的技术交流语言,是一门以“工程图样”为研究对象,融理论性和实践性为一体的专业基础课,其教学目的是培养学生一定的识图能力和基本的绘图能力,并为相关后续专业课程的学习和将来就业打基础。在《工程制图》课程的教学过程中,我认为应把握下面几个方面。 一、人才培养对象的学情分析 长沙电力职业技术学院是以培养电力生产、建设、管理、服务第一线需要的德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用型人才为目标,教学以技术应用为主、以能力培养为核心。教师授课要针对授课的具体专业对象进行分析,例如,热能动力设备与应用专业的学生,其毕业生去向为火力发电厂、大型企业自备电厂、核电站、电力建设单位;就业核心岗位是锅炉检修、汽轮机检修、锅炉安装、汽轮机安装、调试和技术管理,就业辐射岗位是火力发电机组集控运行、锅炉运行、汽轮机运行、辅机运行,这就要求我们学生必须掌握一定的绘图和识图能力,因此要求热能动力设备与应用专业的学生通过《工程制图》课程的学习,熟悉设备的结构,识读和绘制设备结构图、零件图、装配图及安装图等,从而掌握《工程制图》课程教学的深度和广度。当然,还要了解授课具体班级学生的知识结构、学习能力等等,以达到有针对性地教学。 二、确定教学内容、选择教材、制定计划 在分析了学生具体情况后,根据高职教育“必需够用”的原则,有的放矢的选择教学内容,做到实用性、针对性;然后依据教学内容选择符合职业教育的课程教学基本要求、职业教育特色和规律、编写质量较高的教材。例如,根据热能动力设备与应用专业学生的培养方向,学生必须掌握绘图识图的基本知识、绘制和识读机械图样、了解和绘制专业图样和计算机CAD绘图基本操作四个方面的内容,教师必须依据这些教学内容来选择教材,最后,制定教学计划,有步骤地实施教学。 三、设计教学方案,完成教学过程 教学必须面向职业领域或职业岗位群,必须体现为学而教、为用而学,紧紧围绕培养目标这一核心,形成培养合力。只有每位教师在每一节课前都认真设计教学方案,并考虑所授知识、技能有何用、用在何处等实际问题,教学才会体现有效性,做到“每堂有效”,只有课堂教学关注和顾及每一个个体,努力体现“人人都能成功”的教育思想,才能不断实现课堂教学活动的最优化和教学效果的最大化。 下面以《工程制图》中圆柱的切割一堂课为例设计教学方案。 圆柱的切割部分教学涉及到工程制图教学的一个难点截交线,怎样围绕重点、突破难点,并且通过这堂课的学习,使学生既要和工程实际联系、增加工程图形意识,又要完成复杂圆柱的切割视图的绘制,还要在制图的过程中增强识图的能力,同时能够快速绘图,并且在学习的过程中培养团队精神和竞争意识,这是我这堂课方案设计的方向,为此我是这样设计教学方案的:教学基本过程是:复习平面立体的切割体截交线分钟)布置本节课的学习任务(2分钟)步骤一:平面切割圆柱的基本情况(10分钟)步骤二:变化切割平面多平面切割圆柱情况(28分钟)平面切割空心圆柱(14分钟)归纳总结(5分钟)绘图实练(20分钟)点评(6分钟)。 在这个教学过程中,首先通过复习环节,回忆平面切割平面立体的截交线画法和特点,为增强学生的工程图形意识,还结合工程实例提取本堂课的绘图立体,导引出任务:平面切割圆柱的截交线画法和特点,采用对比学习新旧知识,融会贯通;接着分三个步骤由浅入深、层层深入完成对新知识内容的讲解。第一步骤教学过程,还是以教师讲授、演示、启发为主组织教学,而在第二、三步骤的教学环节中,教师的职业角色发生了变换,教师由讲授者转变为学习过程的策划者,工作重心从“授”转变为“导”,同时教师还是课程开发与学生智能开发相结合的设计师,是信息资源的加工者、供给者和咨询者,是学生学习过程真挚的合作伙伴。由于教师的成功导演,变化平面切割圆柱位置的过程中,学生在完成任务的目标驱动下,逐渐从易到难,寻找解决问题的办法,探索学习,增强学习信心。通过师生共同的归纳和总结,提高了学生的自我分析能力、总结能力和语言表达能力;再采用分组的形式快速完成本节课的绘图任务,学生兴趣大增、信心十足;最后点评,挑选佳作,展示自我,讨论交流,自信学习。 四、教学方法和教学手段的应用 《工程制图》是一门实践性较强的课程,但又具有一定的抽象性,如何根据课程的特点进行教学更好地突出重点,突破难点,使教学达到最佳效果,科学的教学方法和先进的教学手段至关重要。 根据不同教学内容,根据本堂课的特点,可以分别采用不同的教学方法,例如:在《工程制图》课程教学工程中,就要根据不同内容和特点具体问题具体分析,在形体和零部件的测绘教学中可以采用项目教学法以促进学生理论知识和操作技能相结合;在机件表达方法教学中可以采用讨论教学以激发学生的兴趣和动力;在组合体构型设计教学中可以采用探究式教学以培养学生的创新精神、创新能力和表达能力;在模型测绘教学中可以采用体验教学以培养学生的工程意识;在典型零件测绘和尺寸标注教学中可以采用案例教学让学生学有目标;在制图国家标准的有关规定、几何作图、标准件和常用件教学中可以采用讲学结合教学把启发、引导、归纳、总结等指导性教学活动与学生自学的阅读活动相结合;还可以大量地采用讲练结合教学以活跃课堂气氛、提高学生的学习积极性等等。 在《工程制图》之圆柱的切割这堂课的教学中,可以采用以下教学方法和教学手段:《工程制图》课程是一门应用型课程,将工程中的实例引入教学,把理论与实践结合起来,学生在研究实例的过程中既能掌握融入实例的知识点,又能加深学生对工程制图课程的工程特性的印象,因而在任务的引入部分可以采用实例教学法;在第二、三步骤教学过程中,采用研讨式教学法,先提出要解决的问题,通过教师提示、引导和组织,充分发挥学生思维的能力,积极鼓励学生在参与,共同讨论出解决问题的实质、思路和方法;整个教学活动中采用互动式教学,不仅可以活跃课堂气氛,培养学生的分析问题和解决问题的能力,还可以培养学生的团队精神和协作能力;在绘图实练环节采用实践操作法,加强学生动手绘图能力,掌握绘制工程图样的方法。这样通过精讲多练、讲练结合,巧妙设置课堂情景,烘托效果,创造有利的学习环境,并通过教师设计出的环环相扣的问题,让学生参与到教学中来,在练习过程中模仿、学习教师的思维方法,再把学到的方法用到实际中去,经过将接受、理解知识的过程向消化、运用知识的过程转化,最终将知识转化为能力。#p#分页标题#e# 同时,采用先进的教学手段,提高教学效果和效率。例如:向学生展示圆柱的切割体模型,充分利用硬件资源(学院制图模型室)进行实物教学,提高学生空间思维能力和工程意识;应用以多媒体技术为代表的现代教育手段,展示立体图片和现场工程图片,制作切割过程动画素材,以增大课堂信息量、提高教学水平和效果。 实践证明,把握好《工程制图》教学中这几个环节,理论与实践紧密结合,以学生为主体,充分调动学生学习的积极性,提高学生的实际绘图能力,可以收到良好的教学效果。

  正确规范的绘制和阅读工程图是一名工程技术人员必备的基本素质。《工程制图》作为我院生物医学工程专业的必修基础课课程之一,主要涵盖了制图的基本知识、基本技能、基础理论,图样表达知识、零件图、装配图的读图与绘制能力。工程制图作为一门世界性的工程通用语言,同时结合我院作为医科院校生物医学工程学科特点,通过该课程的学习,目标是让学生能够掌握并且理解工程制图的基本知识而且可以熟练运用初步这门工程技术语言,在以后的医院或者企业研发的工作中可以得到有效的运用。

  在我校的课程设置中,该课程设为医学物理、X线]、MR等专业课程之前,在大一第一个学期开课,作为学习专业课之前非常重要的一门专业课程学习。为此,本课程的培养目标是塑造学生的空间想象和思维能力,引导学生把空间思维变成实际的图像和立体,同时培养学生使用仪器绘图、徒手绘图以及通过计算机软件绘图的能力。所以我校结合医学院校的特点[2],在工程制图中融入医疗仪器相关制图的内容和特点,贯穿学生的建模意识,加强学生的三维图形表达能力及其够形训练,扩宽传统的工程制图课程范围。针对该课程的特点和目标,本文中,我们通过近年来的教学实践,总结了在理论教学、多媒体教学、第二课堂、考试考核等方面的工作,希望能够提高当前的教学质量,实现教学相长。

  课程学科的设计要求是教学内容应当新颖翔实,知识结构相对合理,能够体现本学科最新的科研成果和应用方向,课程结构清楚,各知识点相互联系并且联系紧密,能放映体现学科的自身特点。在教学教材的选择上,工科教材版本和材料选择余地交大,但是专门针对高校生物医学工程专业课程的兼具典型性与先进性的内容还不是很多。针对该问题,我院周凌宏教授、陈超敏教授在数十年对工程制图教学基础上,总结了以下五方面的课程主要教学内容:①投影的基础;②构型设计;③表达方法;④制图规范。在具体的课程教学中,坚持以基础、概念、原理知识教学为主,同时以兼顾医科院校生物医学工程学科的特点,在教学内容和形式上,逐渐引入生物医学其他学科的需求和内容的表达。比如,除了对基础知识的学习之外,在教学内容上适当补充当前生物医学工程中涉及工程制图学科内容的前沿应用及发展趋向,比如3D打印在医学中的应用以及和工程制图的联系,一则为了拓宽学生视野,二则提高学生学习兴趣,激发其探索的欲望。

  在《工程制图》的教学中,在讲解基础的理论知识需配合大量的图片和图画,如在讲解三视图的投影法概念时,要求在三维空间投影到二维平面的方法和原理。那么如何让学生直截了当理解的三视图构成、表现的形式,空口的语言表达似乎显得苍白无力。又比如在介绍组合体和零件图时,会有大量的空间图形。如果采用板书或者画图的方式,一是无法保证图像的准确性,二是浪费课堂的时间。所以,多媒体教学是一种有效而且必要的教学技术。通过多媒体动画的模拟和表达等手段将投影过程中比较复杂、枯燥的内容通过直观、形象、而且富有动感的方式和学生交流,可以达到立竿见影的效果,同时也充分调动学生在课堂教学中积极性,促进学生积极思考和探索的主动能动性。同时,对于教学中知识和内容,可以让学生将复制,方便他们课后继续学习,培养他们的自学能力。通过多媒体技术,互动教学成为了一种简单有效的交流方式,突破了单纯课堂教学的限制,形成良好的补充和反馈作用。比如学生们除了课堂的学习之外,还可以充分利用邮件,QQ或者微信的互动交流,实现答疑解惑的目的。

  《工程制图》课程作业内容的配置要有利于创新精神和实践能力的培养。如制图大作业是给出一组医疗仪器零件平面图.要求学生从一组平面图任选一个方案.结合前面所学的制图基本知识,查阅资料,确定设计方案.同时要求学生选择自己熟悉的零件完成工程制图大作业[3-4]。对此学生表现出极大兴趣,将所学知识直接在作业中得到体现[4]。在具体课程讲授过程中,通过讨论生活中的具体工程制图难题展开,从而引发学生主动思考解决问题的方法,带着实践中的疑惑开展理论学习,从而增强学生探索知识的好奇心和欲望,创造学生解决问题的能力。同时通过生活中实际难题与课堂理论的相结合,增强了学生学习理论知识的源动力。

  考虑到课堂的课时有限,针对学有余力,以及对工程制图感兴趣的学生。我校陈超敏教授在全校范围开设了工程制度CAD选修课[3-5]。该选修课可以作为常规课堂教学的辅助和延伸。而且可以根据学生在日常生活和学习中遇到的相关工程制图问题,自身自主性探索的同时,通过选修课老师的帮助和引领,得到完美的解决。比如,在此选修课学习中,我校中西医的医学生通过选修课的学习,在其医学论文中通过AutoCAD软件的表达来展示其使用的设备结构和原理,其的医学课题研究提供极大帮助;也有医学生在临床业务中发现当前的手术剪存在可改进和提高的方面,通过工程制图和CAD的学习,帮助他很形象展示了自己的创造和发明,并且使他的设计和思想变成实物。通过类似的良性循环,吸引对工程制图刚兴趣以及有需求的学生进一步对工程制图的基础概念和思想进行锻炼,同时深化他们的实际动手能力。

  生物医学工程专业涵盖了工程技术、图像处理和医疗仪器的众多方向,具有高度交叉综合的特性[2]。由于生物医学工程具有特殊的复杂性且在我国的发展时问较短,如何将现有的教学模式与我同的医疗研究现状相结合,培养出一批兼具工程技术研发和生物医学基础能力的专用及研究人员,是该学科发展中的重要课题之一。工程制图作为我校生物医学工程专业必修的一门基础课,在教学上必须结合专业特点,从基础知识到理论应用,环环结合,以学生的实际知识水平为基准,扩展思路,开发新的教学模式,提高教学质量。本文中,我们介绍了我校在授课内容、教学方式及实践环节的实践与探索,有效地提高了教学质量,激发了学生的学习兴趣。

  [1]张华,马建华.《CT原理与技术》教学实践探索[J].教育教学论坛,2005,(6):160-161.

  [2]刘平.工程制图课程创新教育的改革与探讨[J].中国高教研究,2008,(07):91-92.

  [3]孟祥宾.构建科学的高师物理设计性实验教学体系[J].辽宁教育行政学院学报,2010,(09):159-161.

  [4]丛文静,马晓霞,赵敏.工程制图自主式学习平台的构建[J].实验室研究与探索,2013,(12):197-199.

  [5]刘平,刘楠.工程制图CAD考试的改革与探讨[J].中国成人教育,2008,(06):137-138.

  [6]吴F.浅谈《机械基础》课考试考核方式改革[J].科技创新导报,2015,(10):150+152.

  CAD技术产生于60年代的美国,由麻省理工大学率先提出了交互式图形学习研究计划,由于那时硬件设备相当昂贵,故而只有当时的两大巨头-美国通用汽车公司和美国波音航空公司有实力进行交互式绘图系统的自行开发与设计。CAD技术主要由交互技术、图形变换、曲面和实体造型技术等几大模块构成。在计算机中,交互即指参与活动的对象之间可以相互交流,双方面互动。所以交互技术是能够实现参与对象之间相互交流的技术的统称。

  (一)交互技术在工程制图中的应用。(1)程序工作,输入设备等待程序请求。当程序开始运行时,输入设备即处于等待状态,等待程序请求。当然我们可以将一台或多台输入设备定义为采样模式,这样的话,此类设备不需要等待应用程序输入命令,便会将所需信息连续不断输入进来。(2)遇到请求指令。当程序正在运行的过程中,会遇到request语句与命令,此时应该向输入设备提出请求,为了等待数据的输入,程序便会停止运行。(3)输入设备工作,程序等待接受数据。此时输入设备会即刻进入工作状态,直到上一步的request得到满足后,程序仍会继续运行。(4)请求满足,请求指令完成。此时,输入设备重新出于等待状态。当我们在输入设备上完成一个输入动作,如按下enter键,便会产生一个时间,同时存入事件序列中,按照事件发生的时间先后排序。

  (二)图形变换技术的应用。图形的变换有两种形式,一种是图形不动坐标系变动,即将两个相同的图形描绘在不同的两个坐标系中,也称为坐标模式变换或视像变换;另外一种是图形变换而坐标系不动,即在相同的坐标系中制作两种不同的图形,称之为图形模式变换或几何变换。图形变换的基本原理是图形的拓扑关系不变,而其几何关系可以改变。所谓图形的拓扑关系是指图形的连边规则,即原来相邻位置的点在进行变换之后任然相邻,原来不相交的直线变换之后仍然不相交。而图形的几何关系可以改变的含义正好相反,是指图形中点与点之间的位置与距离都可以进行改变。图形变换的基本技术主要包括二维图形几何变换技术、三维图形几何变换技术、三维图形的投影变换、裁剪、消影技术等等。下面主要介绍前两种基本的技术。(1)二维图形几何变换技术。采用CAD技术进行计算机绘图时,可能经常需要将一个几何图形变换到另外一个几何图形,诸如图形的平行移动、旋转变换、比例变换(包括放大、缩小)等。这些变换虽然效果上有差异,但是基本原理是一样的,都属于几何变换。几何变换可以用函数表示,因为任何一个二维(平面)图形都可以分解成点、直线、曲线部分,其中曲线可以用短直线来进行逼近表示,而直线又可以用点的集合来表示,故而点是构成图形的基本几何元素。而二维图形即由点或直线段组成,直线段可以由其端点坐标进行定义。二维图形的几何变换就是对点或直线段的端点进行的变换。(2)齐次坐标技术。由于在上述二维图形几何变换的过程中,平移变动、比例变动和旋转变换等的组合变换处理形式不统一,很难将其联系在一起,而通过齐次坐标技术的引入,便可将各类二维图形的变换联系起来。(3)三维图形几何变换技术。三维图形实际上是在二维屏幕上展示的具有三位视觉效果的图形,是通过采用各种颜色图案、纹理等进行填充,借助光照、浓淡和明暗等技术,使其在视觉上具有三维效果。三维图形的变换是二维图形变换的简单扩展,变换的原理是将齐次坐标点(x,y,z,1)通过矩阵变换成新的齐次坐标点(x’,y’,z’,1),即:[x’,y’,z’,1]=[x,y,z,1]T

  (三)曲面和实体造型技术的应用。曲面造型技术。曲面造型是计算机辅助几何设计和计算机图形学的一项重要内容,主要研究计算机图象系统环境下如何对曲面进行表示、设计、显示和分析。随着计算机技术和网络制图技术的发展,曲面造型技术已经从传统的研究曲面表示、求交和拼接等技术,扩展到曲面变形、重建、简化、转换和等距变换等。从表示方法方面看,以网格细分为特征的离散造型已经远远代替传统的连续造型。

  《水利工程制图与计算机绘图》是研究绘制和阅读工程图样,具有很强实践性的一门专业基础必修课,是为学习水工建筑物等后续课程及课程设计、毕业设计必备的基础技能[1]。根据新修订的人才培养方案,自水利工程制图与计算机绘图两门课程合并后,总体授课学时偏少,课程的教学内容侧重于工程制图理论知识的学习与AutoCAD软件的基本操作,对于水利专业图纸涉及较少。因此,《水利工程制图与计算机绘图实训》这门课程主要从专业应用需求的角度出发,侧重于培养学生能够绘制专业水利工程图纸的能力,同时进一步强化学生对AutoCAD绘图软件的应用能力[2]。文章将根据课程教学设计及内容安排、教学实践与效果进行初步探讨。

  水利工程制图与计算机绘图实训课程是安排在理论课程后的集中性实践环节。结合我校实际情况以及对培养人才定位的具体要求,同时为适应不断发展的水利及土木行业对学生应具备的基本职业能力的需求,课程的实践环节在传统的手绘和计算机绘图模式上作了较大改进,将典型的小型水工建筑物工程项目融入到水利工程制图与AutoCAD绘图之中[2]。通过实训,学生完成专业水工图的阅读、分析过程及绘制水工建筑物结构图。绘制过程中,学生要利用所学的专业知识和计算机绘图技术独立绘图,严格执行国家最新的行业标准、规范。通过实训,达到“理实一体化”的教学要求,进一步培养学生理论与实践相结合的能力。学生不仅要具备独立思考、完成操作实践的能力,更要提升小组讨论、互相合作,团结协作能力,从而达到知识、技能、素养等多方面的提高。通过将课程内容体系进行重组,确定课程的总项目与子项目,完成水工建筑物水闸的绘制。具体内容安排见表1。

  针对水利工程制图与AutoCAD应用实践性强的特点,从实训课程大纲以行业对工程技术人员的要求出发,在实训教学中引入实际水工建筑物项目。在项目选择时,选取水闸作为典型水工建筑物分析和识读对象,主要考虑水闸结构在日常生活中较常见,学生具有主观认识,更贴近生活和工程实际。在绘制水闸的各视图之前,研究水闸的结构、各视图之间投影关系、常见的工程图的表达方式对于水闸实际工程图的绘制具有重要指导意义。学生在完成项目任务时不仅可以进一步巩固所学基础理论与专业知识,理实有机结合使得AutoCAD绘图软件应用能力得到提高,而且学生的空间想象、逻辑思维能力、水工建筑物设计思想以及创新能力都到全面提升[2]。受实训学时限制因素影响,让每个学生独立完成全部水闸设计图纸的绘制难度较大。加之作为大一学生对专业知识的理解较浅,所以项目任务的完成采取小组形式。将学生分成若干组,各小组完成一套水闸工程图。同一小组各成员间的项目任务不同,各小组间的水闸图纸也不同[2]。这样既保证了每个成员能完成自己任务的同时,又为组内其他成员提供帮助,协助小组共同完成总任务。在学生绘图过程中,教师主要起到引导作用,将绝大多数时间留给学生完成各自项目任务。对于学生集中提出的共性问题统一讲解,个性问题采取单独指导,积极发挥学生主观能动性。对于实训结果考核,加大过程考核力度,平时过程考核占40%,图纸完成情况及成员自评,组内互评,教师评定占60%。通过将实际水工建筑物项目任务与实训教学相结合,配合团队协作能力,为学生间的相互促进、相互学习与交流提供平台,使得学生对原本枯燥的绘图工作充满了兴趣,较大提高了学生实践能力,进一步达到理实结合教学目的和要求。

  将实训教学与实际水利工程图纸相结合,进一步将水利工程制图基础知识、计算机绘图知识、水利工程专业知识相互融会贯通。通过实训实践环节,学生在巩固理论知识下,又将实践技能与学习兴趣得到较大提高,基本掌握利用AutoCAD熟练绘制一般水工建筑物结构图纸,培养学生发现、分析、问题的能力,真正实现我校应用为本,学以致用的教学方向和达到培养应用型人才的目标。

  地图空间信息量度量是地图信息传输理论的一个最基础的问题,定量计算地图空间信息量一方面可以为地图设计、地图分析评价提供依据;另一方面亦为地图综合提供选取标准,控制地图综合的评价指标。鉴于此,此处紧紧围绕地图空间信息量的度量这一基础研究问题,分别从地图元素层次和专题地图层次研究空间信息量度量的方法,并探讨地图空间信息量度量在地图信息传输和制图综合中的初步应用。具体地,主要研究内容包括:1.系统地分析了地图空间信息量度量的当前进展,包括地图空间信息的分类、度量方法及其应用等方面,详细分析了现有研究中存在的主要问题。进而,为了建立合理的地图空间信息量度量模型,分析了不同领域的信息定义,指出了信息产生的本质即多样性或差异性特征,并结合地图制图的特点,系统地阐述了地图空间信息的定义、分类方法、度量准则以及基于特征的信息量度量的数学模型2.系统地研究了点要素、线要素和面要素的空间信息量度量方法。针对点要素的空间信息量度量,研究提出了一种改进的弧比弦算法,并用来定量描述节点的重要性程度,进而建立了节点的空间信息量度量方法。针对线要素和面要素,提出了基于认知的线、面要素几何形态分解方法,给出了定量的描述指标。在此基础上,采用层次策略,分别提出了基于弯曲的线要素空间信息量度量方法和基于凸包的面要素空间信息量度量方法。最后,采用实际的地图要素数据对所提出的方法进行了实验验证和分析,结果表明了所提方法的正确性。3.系统地研究了点状专题图、线状专题图和面状专题图的空间信息量度量方法。采用“专题地图空间信息的认知空间信息内容构成空间信息内容描述空间信息量的层次度量”的研究思路,重点研究提出了专题图空间信息的层次分类和描述方法,包括元素层次的结构形态信息、邻域层次的拓扑邻接信息和整体层次的空间分布信息,并分别建立了各层次空间信息量的计算模型。最后,采用实际地图数据对所提出的方法进行了合理性验证和对比实验分析,结果表明所提方法的合理性和优越性。

  地理信息服务有效促进了地理信息的共享和功能复用,目前越来越多的企业或组织将自己拥有的地理空间数据和软件功能开放为地理信息服务供人们享用。然而,随着网络上地理信息服务的数量不断增多,人们获取满足需求的地理信息服务变得越来越困难。因此,迫切需要高效的地理信息服务发现方法来帮助人们查找和选择所需服务。引入信息检索技术、语义网技术、数据挖掘技术以及多属性综合评价技术来研究地理信息服务发现方法,从基于基本描述和简单语义的地理信息服务发现、基于本体语义和规则支持的地理信息服务发现、基于分类与聚类的地理信息服务发现以及基于QoS的地理信息服务发现四个方面进行了深入研究。在地理信息服务发现的理论和方法上取得了一些成果。主要工作和创新点如下:1.分析了地理信息服务发现的背景、意义以及相关理论和技术基础。从地理信息系统的服务化转变、地理信息服务共享中存在的问题出发,对地理信息服务发现的背景进行了分析与思考,在此基础上进一步指出地理信息服务发现研究的重要意义。确立了网络服务技术、语义网技术、网络服务质量评价作为地理信息服务发现三大技术基础并阐述了相关理论和方法。给出了地理信息服务发现的定义,提出了地理信息服务发现的框架和方法,总结了地理信息服务发现的评价方法。2.现有网络环境下,基于关键字的地理信息服务发现方法无法取得满意的服务查找效果。针对此问题,论文引入信息检索技术、WordNet词汇语义技术进行改进多宝体育,实现了基于基本描述和简单语义的地理信息服务发现方法。基于基本描述的地理信息服务匹配方法将基于编辑距离的服务名称匹配和基于向量空间的服务描述匹配相结合。然后重点研究了基于简单语义的地理信息服务匹配方法,该方法通过构造虚拟文档和引入WordNet词汇语义实现“操作级”的地理信息服务匹配,且能够支持词汇间同义关系、上位关系和下位关系的简单语义功能。3.研究了基于本体语义和规则支持的地理信息服务发现方法以解决语义环境下的服务发现问题。围绕该问题,分析了地理信息本体构建的准则、方法与工具、地理信息本体的逻辑构成、地理信息本体的集成方法。然后从数据或信息语义、功能或操作语义、执行语义和服务质量语义四个方面出发,明确了地理信息服务的语义蕴含,并运用OWL-S对地理信息服务进行语义化描述。将加权语义距离和Wu-Palmer法相结合,改进了本体概念语义相似度的计算方法,在此基础上结合服务接口依赖关系,提出了支持接口多态性的本体语义地理信息服务输入输出IO匹配方法,然后进一步研究了规则支持的地理信息服务前提效果PE匹配方法。4.针对数量的增多和种类的繁杂多样使得地理信息服务变得混乱和无规则而影响服务发现效率的问题,论文提出将分类与聚类应用于地理信息服务发现。为此,分析了地理信息服务分类规范,为地理信息服务机器分类算法的类标选择奠定基础,并将朴素贝叶斯分类和k邻近分类法用于地理信息服务自动分类,实现了相关算法并进行了实验验证,阐述了地理信息服务类别匹配的方法。

  1. 以空间认知为核心的地图制图学与地理信息工程学科理论体系将进一步完善和深化

  目前, 在地图空间认知研究方面, 理论体系尚不完善, 空间认知过程研究不够深入, 用于指导地图设计和可视化还不够有力。据此, 今后要重点研究以下问题:

  2. 基于保质设计的地图自动制图综合及其过程控制的智能化将取得突破性进展, 并进入实用化阶段

  目前的研究离实际应用还存在不尽如人意的地方: 一是自动综合模型、算法还不具普适性; 二是自动综合结果还有不尽如人意的地方。因此, 还必须进行持久深入的研究。今后重点研究的问题应包括:

  (3) 网络环境下的空间数据多尺度表达与在线式自动综合理论与方法质量评价;

  3. 地理空间信息数据库向图形( 矢量数据) 、影像( 栅格数据) 和数字高程模型( 格网数据)的多源数据一体化及完全面向对象发展

  (1) 图形( 矢量数据) 、影像( 栅格数据) 与数字高程模型( 格网数据) 数据融合的理论和方法;

  (2) 海量图形、影像与数字高程模型数据的一体化管理及高效快速索引技术;

  在矿山开采过程中,采矿工程图上一般是以二维坐标去反映井下三维结构的矿山,并利用平面坐标结合标高值的方式对采矿工程的空间关系进行体现,而这也是采矿工程图的主要特征。例如,巷道空间与平面之间的关系一般是利用巷道线进行标注;煤层与地面空间之间所处的状态则是利用等高线进行标注。在采矿工程图中,工程剖面图属于极为重要的配套条件,而在铅垂面上,只有利用平面坐标对矿井三维形态进行标注,煤矿开采工程的开采效率和安全性才能得到更好地提高。

  在采矿工程的设计中,采矿工程图的绘制是实现工程剖面图绘制的基础条件。采矿工程剖面图的生成原理是依据采矿工程图上的标高参数与水平距离,对采矿工程剖面图进行绘制。一般情况下,采矿工程剖面图的绘制主要分为三个步骤:第一步是收集、分析和整理采矿工程图中的巷道、煤层结构、地面等内容的标高和水平距离;第二步是依据所收集的矿山数据对采矿工程剖面图进行绘制;第三步是对采矿工程剖面图和采矿工程图的统一性进行检验。

  在采矿工程图的设计过程中,设计者一般都需要利用基于例线的断层图对矿山的断层进行反映,而矿山中实际断层的相关数据也是断层图工程的相关数据要素,这其中包括断层正逆、断层落差、断层倾角与断层倾向等。

  在采矿工程图的设计过程中,陷落柱的反映主要是依靠陷落柱图例线,而矿山中实际陷落柱的特征数据也是陷落柱工程图的主要元素,这其中包括陷落柱短轴长、长轴长、滑移角与方位角等。

  在矿山开采工程图的设计中,矿井巷道工程的反映主要是依靠两条图例线和中心线来实现,而实际巷道所具备的特征数据也是矿井巷道工程图所包含的元素,这其中主要包括巷道转折点标高、巷道起点与终点、巷道倾斜角及巷道断面等。在采矿工程图的设计中,巷道转折点标高和采矿工程剖面图上的特征数据有着极为直接的联系。

  在采矿工程图的绘制中,采矿工程数据需要依靠相应的算法进行采集,而在此基础上利用计算机自动绘制技术也能够更好地建立起采矿工程剖面图。采矿工程剖面图主要包括多个部分,比如标尺网、图框、陷落柱、图签、煤层、井巷工程及地表尺寸等。计算机自动绘制技术在采矿工程图中的应用过程为:设计者需要在采矿工程图上绘制标尺网、图框等,并遵照工程平面图上的描点数据对井下生产工程的实际情况进行绘制,等到绘制完成后还需要将标尺与工程名称标注在采矿工程剖面图上(如图1所示)。

  矿山企业井下安全避险“六大系统”包括系统中,人员定位、井下通讯联络及环境监测监控等系统也是对计算机自动绘制技术在采矿工程图绘制中应用的体现。在矿山开采中,地面调度系统监控中心站的建立和应用,可以使采矿企业对巷道远距离移动目标进行非接触式信息采集和处理,并准确的将矿山巷道中工作人员的实际情况反映到计算机管理系统中,从而确保采矿企业能够对井下作业人员的工作情况进行实施监控,这对提高矿山开采的效率和安全性有极大的帮助。

  由于“电气机械复合型”专业教师不是非常普遍,电气工程制图课程大多数只能由电气工程师背景的专业教师或者有机械设计背景的任课教师承担,前者擅长采用AutoCAD绘制电气原理图、电气元件布置图、接线图、明细表制作等一些基础制图功能,后者擅长采用制图软件进行二维、三维机械制图,都会导致课程教学内容偏离课程目标,无法实现从电气原理图开始到电气控制柜效果图、加工图设计这样整套流程的教学,导致学生普遍认为电气工程制图和电气自动化专业的相关度不高,或者无法独立完成实际工作中电气工程师需要的设计技能。

  教学内容一般是根据企业要求电气工程师具备哪些制图和设计能力来确定。通常一个小企业中电气工程师人数不会太多,因此要求电气工程师需要掌握涉及电气方面多数的技能。在承接一个项目后,由机械工程师和结构工程师进行项目机械结构的设计,通常都会采用Solidworks、Pro/E、UG等结构设计软件进行机械结构的设计。电气系统的主要功能是驱动和控制机械设备,因此在机械结构设计时,会与电气工程师协同设计电气部分,电气工程师要根据控制对象,绘制电气原理图,通过计算,选择电气元件的类型、型号、供应商等,再进行采购;完成采购工作后,需要对电气元件进行排布,设计电气控制柜、控制面板,此时需要与机械结构工程师协调设计,如何安装方便、美观等工作就在此时确定;根据设计结果,绘制电控柜的效果图和加工图,外协加工;完成加工后,电气工程师进行元件布置和接线,然后进行调试。在这个过程中,电气专业毕业生需要会电气原理图、电气元件布置图、接线图、明细表制作等一些基础制图技能,同时要熟练使用三维机械设计软件,进行机械电气协同设计,绘制效果图和加工图,才符合现代企业的基本要求。在68课时的教学时间里,要精通所有的软件有相当的困难,因此教学内容主要突出AutoCAD的电气原理图、电气元件布置图、接线图设计,加上三维结构设计软件中其中一个到两个软件的结构设计学习,通过教室内电气控制柜的实测练习,初步掌握整个流程的操作方法,在后续的课程里多宝体育,通过加深练习,完全掌握上述流程和技能。

  在传统的电气制图课程教学过程中,大多是采用画法几何及机械制图体系转化过来的模式进行教学,对识图和二维制图能力进行充分教学,缺乏直观性,由于电气自动化专业课程里面缺乏机械制图、机械设计方面的先修课程,使得电气学生在学习识图和绘制机械零件图形时非常困难。在实际教学过程中,采用二维软件和三维软件相结合的教学方法,较易被学生接受。采用简单图形学维制图软件Autocad,在掌握一定技能后,绘制电气原理图、电气元件布置图、接线图等专业图形,配以国家标准的图框和表格,采用虚拟打印的方式展示学生设计成果。在二维软件学习同时,采用简单机械3D模型的绘制,让学生渐进式掌握三维设计软件的使用方法,后续通过实测计算机房里面的电脑、桌子、配电箱、路由器控制箱等设备综合练习,获得三维设计技能。在后续的课程里,可以加入测绘复杂的电气控制柜、流水线等内容,使得电气学生熟练掌握电气工程需要的制图技能。从三维设计简单模型或者零部件入手,使没有机械制图和画法几何基础的电气自动化学生容易入门和掌握机械制图相关的知识和技能,可以避免传统的大量时间进行二维机械设计过程教学,符合现在企业中大量采用三维设计二维出图的设计流程。同时,在机械设计同时,学习Autocad绘制简单的二维图形,进而掌握电气原理图、电气元件布置图、接线图、明细表制作等一些基础电气制图技能,使得学生逐步掌握软件的使用方法。分析几届学生的课程教学,大多数学生可以跟上教师的教学节奏,最终可以独立完成中等难度的电气工程图绘制任务,达到教学要求。

  工程制图是工科院校学生必修的一门技术基础课,其目的是培养学生的空间思维能力、构形能力以及阅读和绘制工程图样的能力。近年来,由于受各学科方向课程规划总体学时压缩的影响,工程制图(非机类)课内计划学时也一再压缩,其学时已减到32~64学时左右,并且增加了计算机绘图的内容。为了适应这一变化的形势,保证教学目标的顺利实现,必须更新原有课程的体系和教学内容,改革传统的教学模式和教学方法。在这方面,我校进行了初步的研究与探索。

  工程制图的改革应立足于工科的培养目标和培养模式,结合各学科系列课程的整体优化,以培养学生空间构思能力、绘图和读图能力为目标,构建新的课程体系。基于国内外的发展状况,在工程制图课程体系的改革方面,我校确定围绕以下中心进行:密切结合工程制图和计算机绘图的应用;调整和削减画法几何内容;计算机绘图和手工绘图并重;三维CAD作为可视化设计工具加以应用。

  在教学内容的处理上,应削枝强干、注重实用,精选和更新有利于学生能力培养的内容和知识,删减不必要的、重复的和繁琐的部分,增加反映当代科技发展的内容。目前,我校工程制图的教学内容主要包括投影基础、工程图和计算机绘图三个部分。

  非机械类学生的培养目标是:能够绘制和阅读简单的工程图样,并能掌握产品设计的基本知识,因此,对原有画法几何部分的内容应大大简化。例如:点、线、面的投影分析与截交线、相贯线两部分内容,虽然讲解学时少、深度浅,但面面俱到,不论是老师讲授还是学生学习都有困难;更重要的是这两部分对组合体的画图与读图的帮助并不明显,抽象的几何描述对学生在空间思维能力方面并没有直接的帮助。针对这些问题,在画法几何部分的教学过程中,笔者采取了以下改革措施:在讲授点、线、面的投影时,以“体”为纲,从立体入手,分析立体的投影,简单介绍点、线、面的图示特点,在体上抽象出点、线、面等基本几何元素,并对此进行分析,研究其投影原理及方法,并用分析点、线、面的方法来分析几何形体的投影,这样就把形体与点、线、面结合起来;对平面与曲面立体的投影应加强徒手绘图能力的训练;立体的截交线与相贯线的作图是该部分的教学难点,但在投影图中只要知道它们的形状、大小、相对位置,近似地画出截交线与相贯线的形状即可,因而在教学过程中对这部分内容可以降低其教学要求。

  对工程图部分,要熟悉机械制图的国家标准,讲清组合体三视图、视图表达方法、常用零件图和装配图的画法,提高学生的读图能力。由于计算机绘图的介入,尺规绘图将逐渐被摒弃,而徒手绘图则是不可取代的绘图方式。徒手绘图可以训练学生对投影关系、投影规律的掌握,培养空间想象能力和分析能力,表达设计思想、记录创意成果。因此,在教学中应减少尺规作图,加强草图绘制能力和计算机绘图能力的培养。组合体是工程制图的主要内容,应重点加强,特别是木模的徒手绘制,它不但可以提高学生的动手能力,而且还可以提高学生的空间分析能力与想象能力;尺寸标注应掌握尺寸标注的基本方法,尽可能正确、清晰地标注尺寸。同时增加技术图样的知识,使学生明白技术图样是制造、施工的重要技术文件。

  为了顺应计算机科学的迅猛发展,特别是在机械行业实施“甩图板”工程后,计算机绘图已在科研院所、工厂企业广泛地普及应用,计算机绘图已成为制图的主要形式和手段。

  目前计算机绘图教学分为两种情况,一种是单独设课,即在制图教学中单独分出16学时用来介绍计算机绘图的内容。这种方法便于集中讲授计算机绘图课程,集中使用教学设备,避免现行教材与计算机绘图教学的矛盾;但这是一个独立的知识点,这种拼盘似的教学方式会使学生对计算机绘图掌握不彻底,应用能力差,且不能将计算机绘图与工程制图有机地紧密结合。另一种是将计算机绘图与工程制图相结合,将计算机绘图逐步地加入到工程制图中。这种教学时间较长,学生有比较充足的时间上机实践,可以将徒手草图、尺规绘图、计算机绘图技术融会贯通在一起,同步进行,使学生对计算机绘图与传统工程制图掌握得更牢固,应用得更灵活,便于学生在此基础上自学、掌握其他更先进的软件,使其毕业后很快就可上手工作,真正达到学有所长、学有所用的教学目的。

  工程制图的教学改革对教学方法提出了更高的要求,必须改革传统的教学方法。教学方法的改革是课程改革成功与否的重要因素。在传统的工程制图教学中,教师主要借助挂图、模型等教具加上黑板板书及口头表述的模式,进行灌输式的教学。这种讲授模式不利于学生形象思维能力培养,学生理解困难,也限制了课堂时间利用率的提高。尽管制图教师在教学中也积极采用启发式、讨论式、电化教学等方法和手段,但均不能实现突破性的、根本的变革。计算机科学技术的发展不断地带来新的机遇和挑战,利用多媒体技术手段改善传统的教学模式已成为必然趋势。

  采用多媒体技术开发的CAI课件教学,可将原本抽象、静止的教学内容,以图文并茂、形象逼真的动画形式表现出来,使学生既能看到三维形体的立体形状,又能看到动态的二维图形的作图过程,从而能够更深刻地理解三维立体与二维图形的对应关系,增强学生学习的兴趣。如我们开发的“相贯线”课件,采用动画的形式,生动地表现了相贯线空间形状随相交两立体的几何性质、相互位置以及大小不同而发生变化的过程。但多媒体课件一般是按教学内容要求,编排固定的封闭的教学软件,利用这样的课件进行课堂教学会形成“教学方法千人一面”,束缚教师创造性和个性的发展,不能体现教师的教学特色,削弱了课堂教学中教师的主导作用。因此,CAI教学并不能完全代替传统教学方法,尤其是不能替代教师多年锤炼而成的、行之有效的教学方法和经验。对于制图课程而言,有些重要授课内容和典型例题的讲解,仍然需要教师使用黑板和模型进行传授,设置直观环境,如:讲螺纹时,让学生先参观螺纹的生产加工和观察螺栓和螺母零件,然后再讲清看图的基本规律,并画出其投影图,帮助学生掌握绘图思路与要领。若将现代化教学手段与传统教学方式相结合,根据教学内容的特点和教学的实际情况选取不同的教学手段,则可弥补双方的不足,能够收到更好的教学效果。

  工程制图是实践性很强的课程,每次课后学生需完成一定的作业,以培养学生的空间思维能力。多年来为辅导和批改制图作业,教师们花费了大量精力,但结果却不尽人意。许多学生并不关心作业批改效果,甚至互相抄袭作业。目前校园网已深入到学校的各个方面,逐渐发展成为行之有效的教学载体,成为校园内辅助教学的重要资源。在校园网上建立“工程图学教学网站”,实现学生网问电子教案,可重现教学过程,学生可以按个人需要灵活选学教学内容,实现网上答疑和获取教学信息。利用计算机教室和校园网进行答疑和测评是一种新手段,可以发挥计算机教室和校园网的优势,拓宽课堂空间,提高学生自学能力,调动学生积极性。现已研制出用于制图辅导和测试的CAI课件,改善了辅导、测评方法和手段。利用网络化教学,开辟“工程图学教学网站”,可构建立体化的教学平台,拓展学生学习的维度和空间,将极大地提高学生学习的效率和效果。

  经过近几年工程制图(非机类)教学改革实践,采用新的课程体系,使得在较少的教学课时下,保证了工程制图课程教学内容的紧凑性、衔接性;各种先进教学手段、教学方法的应用,使得课堂教学容量得以增加,课堂教学气氛浓厚,学生学习兴趣提高。教学过程中的重点和难点突出,学生的绘图和读图能力及计算机绘图能力较以前大大提高,学生的补考率大大降低,取得了较好的教学效果。

  日新月异的科学技术将教育推向了一个崭新的时代。如果说传统的工程制图为现代工业技术的发展做出了巨大的贡献,那么现代工业技术又将传统的工程制图远远地抛在后面。因此,必须深化工程制图课程的教学改革,使工程制图这门古老的课程在培养目标、课程体系、教学内容、教学方法和手段等诸方面发生根本性的变革,努力把它建设成为一门内容合理、手段新颖、与科学技术发展不断适应的技术基础课。

  [1]董国耀.面向21世纪的图学教育[M].北京:机械工业出版社,2000.

  [2]左宗义,冯开平.几何与图学的现状与发展――第八届工程计算机图学与画法几何学国际会议介绍.工程图学学报,2000.1.

  [4]丁一,夏红等.现代化教学手段与“工程制图”教学.重庆大学学报,2002.3.