【摘要】本文針對(duì)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求,結(jié)合現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)技術(shù),系統(tǒng)分析了這類人才對(duì)工程制圖能力的要求,并在傳統(tǒng)的工程圖學(xué)教學(xué)基礎(chǔ)上,就拓寬工程圖學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了探討。

　　理工科大學(xué)培養(yǎng)的人才可以分為科學(xué)型和工程型的,工程型人才培養(yǎng)類型又可以劃分為工程研究型人才和工程應(yīng)用型人才。我國除少數(shù)高校是培養(yǎng)科學(xué)型專業(yè)人才為主外,很多在國內(nèi)知名院校以培養(yǎng)工程研究型人才為主。而工程應(yīng)用型本科專業(yè)的人才培養(yǎng)以前一直被忽視,直到近幾年才被重視。具體到機(jī)械專業(yè)來說,我國在國際制造大國地位的確立,大量需要高素質(zhì)的工程應(yīng)用性機(jī)械專業(yè)人才,因此,很多原來沒有開設(shè)機(jī)械專業(yè)的地方一般本科院校和相當(dāng)數(shù)量的新辦本科院校都開設(shè)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)。由于這些院校受客觀條件和人才培養(yǎng)目標(biāo)的限制,必然沖擊了原來幾乎千篇一律的辦學(xué)模式,帶來了機(jī)械專業(yè)辦學(xué)規(guī)模、辦學(xué)層次、辦學(xué)類型、辦學(xué)特色等方面的多樣性。而有關(guān)工程應(yīng)用型本科機(jī)械專業(yè)人才的培養(yǎng)的問題已經(jīng)受到廣泛關(guān)注。

　　1 工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求

　　培養(yǎng)工程應(yīng)用型本科專業(yè)人才,必須樹立全新的教育思想和教育觀念。與傳統(tǒng)的本科專業(yè)教育不同,應(yīng)用型本科專業(yè)教育主要是培養(yǎng)基層第一線的技術(shù)應(yīng)用型人才,強(qiáng)調(diào)學(xué)用結(jié)合,重視將知識(shí)直接轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力。因此,工程應(yīng)用型本科專業(yè)應(yīng)當(dāng)有別于以前一般本科專業(yè)的人才培養(yǎng)模式,其人才培養(yǎng)目標(biāo)我們認(rèn)為是:應(yīng)具有相關(guān)專業(yè)知識(shí)能力和綜合素質(zhì),德、智、體、美、技全面發(fā)展,面向生產(chǎn)、管理、服務(wù)等第一線或?qū)嶋H崗位,并具有可持續(xù)發(fā)展的潛力的高級(jí)應(yīng)用型專門人才。在工程應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)中,我們特別提到其中“技”字和“專門人才”。工程應(yīng)用型本科專業(yè)人才應(yīng)當(dāng)具備熟練的技術(shù)應(yīng)用能力和一定的技能,這有別于一般工程研究型本科專業(yè)人才。工程應(yīng)用型專業(yè)人才的培養(yǎng),首先需要重視基礎(chǔ)知識(shí)的教育和專業(yè)理論知識(shí)教育,掌握比較厚實(shí)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)以及寬廣的知識(shí)面是工程應(yīng)用和工程創(chuàng)新的“基石”。因此,工程應(yīng)用型本科人才知識(shí)結(jié)構(gòu)中公共基礎(chǔ)知識(shí)是非常重要的,既需要扎實(shí)的政治理論、英語、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、力學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí),又需要扎實(shí)的專業(yè)方面知識(shí)。其次為了適應(yīng)不同行業(yè)對(duì)工程應(yīng)用型專業(yè)人才的需要,增加其適應(yīng)性,必須按寬口徑對(duì)工程應(yīng)用型本科專業(yè)人才進(jìn)行培養(yǎng),如工程應(yīng)用型本科機(jī)械專業(yè)人才必須掌握寬泛的電氣控制技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、管理和人文等多方面的專業(yè)知識(shí)。在課程設(shè)置和教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性, 理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)突出“學(xué)以致用”。

　　2 工程應(yīng)用型人才對(duì)工程制圖能力的要求

　　培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)是高等教育的根本任務(wù)。工程圖學(xué)課程是理工科大學(xué)生首先接觸的一門既具有非常強(qiáng)的應(yīng)用性和技能性課程,又具有獨(dú)特的培養(yǎng)學(xué)生形象思維和抽象思維能力的課程。計(jì)算機(jī)繪圖的出現(xiàn)給傳統(tǒng)的工程圖學(xué)教育帶來了一次革命。計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)巨大的信息存儲(chǔ)、強(qiáng)大的圖形編輯、高效的信息傳遞以及快速的圖形復(fù)制等功能是手工繪圖無法比擬的。計(jì)算機(jī)繪圖方式的引入是工程圖學(xué)教學(xué)改革的首要任務(wù),這是無可置疑的。由于計(jì)算機(jī)繪圖的發(fā)展以及工程圖樣的無紙化趨勢,手工繪圖的技能和質(zhì)量將逐漸淡化。而作為設(shè)計(jì)構(gòu)思的一種重要手段的草圖繪制技能和應(yīng)用軟件包進(jìn)行計(jì)算機(jī)繪圖的能力將上升為主要指標(biāo)。加大計(jì)算機(jī)繪圖的步伐和力度,把學(xué)生計(jì)算機(jī)繪圖能力作為評(píng)價(jià)現(xiàn)代工程圖學(xué)教育的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

　　現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)創(chuàng)造性活動(dòng),隨著自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和人文科學(xué)的發(fā)展已逐步發(fā)展成為綜合性科學(xué)技術(shù)。而且,在日益激烈的市場競爭中顯示出巨大的作用。作為產(chǎn)品的總體構(gòu)思技術(shù),設(shè)計(jì)學(xué)逐漸走向成熟。在這個(gè)過程中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)發(fā)揮了重要作用。當(dāng)前,工程圖學(xué)學(xué)科已經(jīng)與設(shè)計(jì)學(xué)科、信息學(xué)科緊密結(jié)合。工程圖學(xué)教育應(yīng)以全新的理念和視角,吸納現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)和信息領(lǐng)域的最新科技成果,建立適應(yīng)社會(huì)需求的工程圖學(xué)教學(xué)體系。近年來,高等學(xué)校教學(xué)總學(xué)時(shí)一再削減,工程圖學(xué)課程的學(xué)時(shí)也在減少。教學(xué)內(nèi)容如何組織、取舍就體現(xiàn)著不同的教育理念和教學(xué)目標(biāo)。工程圖學(xué)教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)構(gòu)形和表達(dá)(用二維圖形表達(dá)三維形狀)的能力、繪制和閱讀工程圖樣(儀器圖和徒手圖)的能力、計(jì)算機(jī)三維造型和繪圖能力、空間思維能力和創(chuàng)新能力。在保證課程基本理論、基本知識(shí)、基本技能的教學(xué)的同時(shí),應(yīng)盡可能開闊學(xué)生視野,拓寬知識(shí)面,引導(dǎo)學(xué)生積極思考、勇于探索。加強(qiáng)對(duì)三維形體的空間思維能力,以三維設(shè)計(jì)的方法為主線,既要考慮二維設(shè)計(jì)與三維設(shè)計(jì)共同的地方,又要考慮到三維設(shè)計(jì)所特有的理論基礎(chǔ)與概念,而發(fā)展至今的CAD 三維設(shè)計(jì)與CAM 計(jì)算機(jī)輔助制造集成化使工程技術(shù)人員可以從三維建模開始進(jìn)行產(chǎn)品構(gòu)思設(shè)計(jì)和制圖。工程技術(shù)人員可以直接在計(jì)算機(jī)上建立全參數(shù)化的三維模型,直觀地完整地反映出設(shè)計(jì)者意圖,整個(gè)設(shè)計(jì)過程在三維模型上討論、修改和更新。他們建立起充分而完整的三維模型數(shù)據(jù)庫,并以此為基礎(chǔ),進(jìn)一步進(jìn)行應(yīng)力及應(yīng)變分析,制件質(zhì)量的品質(zhì)分析空間運(yùn)動(dòng)分析,裝配干涉分析,NC 控制可加工性分析,外觀色彩和造型效果評(píng)價(jià),商業(yè)廣告造型與動(dòng)畫生成等。當(dāng)需要二維圖形時(shí),也可直接由三維模型生成二維工程圖樣。這就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造的全過程。現(xiàn)代CAD 技術(shù)真正提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短了設(shè)計(jì)周期,降低了生產(chǎn)成本,大大提高了企業(yè)的競爭力。工程制圖課從CAD 的發(fā)展方向來重新構(gòu)筑課程內(nèi)容和課程體系是非常重要的。傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)必將被計(jì)算機(jī)三維建模設(shè)計(jì)所取代。因此,工程圖學(xué)教育也必須由培養(yǎng)學(xué)生的二維工程圖的畫圖能力和讀圖能力轉(zhuǎn)向?qū)W(xué)生以計(jì)算機(jī)為主體的三維建模設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。

　　3 拓寬工程制圖課程教學(xué)內(nèi)容的探討

　　在工程制圖中開設(shè)相關(guān)選修內(nèi)容來踏寬工程應(yīng)用型人才圖形設(shè)計(jì)方面的知識(shí),是培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的需要,傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)模式的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程一般是設(shè)計(jì)者首先借助于正投影法把頭腦中構(gòu)思的三維實(shí)體模型轉(zhuǎn)化成二維工程圖,然后由加工技術(shù)人員將分散于各個(gè)二維視圖中的局部信息經(jīng)過綜合回到原來的三維實(shí)體模型,再進(jìn)行工程分析、工藝設(shè)計(jì)、加工制作等,這種過程相當(dāng)?shù)貜?fù)雜、繁瑣。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及三維造型技術(shù)的飛速發(fā)展,三維實(shí)體設(shè)計(jì)獲得了廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式相比,三維實(shí)體設(shè)計(jì)直接從三維實(shí)體模型入手進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)信息無須二維投影轉(zhuǎn)換就可以進(jìn)行生產(chǎn)加工,實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與制造的一體化。

　　工程設(shè)計(jì)上常用的三維商品化CAD軟件有 Pro/Engineer(Pro/E)、Unigraphics(UG)、CATIA、SolidWorks等,這些軟件工具不但都具有很強(qiáng)的三維設(shè)計(jì)、數(shù)控編程功能,而且也可以實(shí)現(xiàn)三維模型與二維圖紙之間的雙向關(guān)聯(lián),給產(chǎn)品的設(shè)計(jì)加工提供了極大的方便。因此,越來越多的企業(yè)開始應(yīng)用三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),對(duì)能夠熟練應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件的人才需求量也越來越大?？梢灶A(yù)言:熟練掌握三維實(shí)體設(shè)計(jì)技術(shù)是當(dāng)代工程技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)必備的一種現(xiàn)代技能。

　　為了適應(yīng)科技與市場的發(fā)展,使教學(xué)滿足生產(chǎn)實(shí)際的需要,近三四年來我國圖學(xué)界對(duì)如何將三維CAD技術(shù)融入工程圖學(xué)教學(xué)中進(jìn)行了熱烈討論,部分高校也相繼開展了這方面的教學(xué)研究,進(jìn)行了一些教學(xué)試點(diǎn),基本已達(dá)成比較理性的共識(shí):新的工程制圖教學(xué)體系應(yīng)以三維實(shí)體設(shè)計(jì)為主線,以投影理論和三維實(shí)體造型理論為核心展開教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革與實(shí)踐,在保留二維表達(dá)與標(biāo)注的基礎(chǔ)上,轉(zhuǎn)向三維表達(dá)和建模,重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的三維形象思維能力,強(qiáng)化現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)與表達(dá)意識(shí)。

　　引入三維建模思想后形成的課程體系可分為主線式、分段式和獨(dú)立式3種類型,這三種教學(xué)模式有著各自的優(yōu)勢和不足,因此各高校應(yīng)當(dāng)根據(jù)本校的具體實(shí)際情況加以適當(dāng)選擇并在實(shí)踐中不斷改進(jìn)和完善。

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