【摘要】本文針對工程應用型人才培養(yǎng)的要求,結合現(xiàn)代工程設計技術,系統(tǒng)分析了這類人才對工程制圖能力的要求,并在傳統(tǒng)的工程圖學教學基礎上,就拓寬工程圖學課程教學內容進行了探討。

　　理工科大學培養(yǎng)的人才可以分為科學型和工程型的,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用型人才。我國除少數(shù)高校是培養(yǎng)科學型專業(yè)人才為主外,很多在國內知名院校以培養(yǎng)工程研究型人才為主。而工程應用型本科專業(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,大量需要高素質的工程應用性機械專業(yè)人才,因此,很多原來沒有開設機械專業(yè)的地方一般本科院校和相當數(shù)量的新辦本科院校都開設了機械設計制造及其自動化專業(yè)。由于這些院校受客觀條件和人才培養(yǎng)目標的限制,必然沖擊了原來幾乎千篇一律的辦學模式,帶來了機械專業(yè)辦學規(guī)模、辦學層次、辦學類型、辦學特色等方面的多樣性。而有關工程應用型本科機械專業(yè)人才的培養(yǎng)的問題已經(jīng)受到廣泛關注。

　　1 工程應用型人才培養(yǎng)的要求

　　培養(yǎng)工程應用型本科專業(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,應用型本科專業(yè)教育主要是培養(yǎng)基層第一線的技術應用型人才,強調學用結合,重視將知識直接轉化為現(xiàn)實的生產(chǎn)力。因此,工程應用型本科專業(yè)應當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)目標我們認為是:應具有相關專業(yè)知識能力和綜合素質,德、智、體、美、技全面發(fā)展,面向生產(chǎn)、管理、服務等第一線或實際崗位,并具有可持續(xù)發(fā)展的潛力的高級應用型專門人才。在工程應用型本科人才培養(yǎng)目標中,我們特別提到其中“技”字和“專門人才”。工程應用型本科專業(yè)人才應當具備熟練的技術應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。工程應用型專業(yè)人才的培養(yǎng),首先需要重視基礎知識的教育和專業(yè)理論知識教育,掌握比較厚實的基礎理論、基礎知識以及寬廣的知識面是工程應用和工程創(chuàng)新的“基石”。因此,工程應用型本科人才知識結構中公共基礎知識是非常重要的,既需要扎實的政治理論、英語、高等數(shù)學、大學物理、力學等基礎知識,又需要扎實的專業(yè)方面知識。其次為了適應不同行業(yè)對工程應用型專業(yè)人才的需要,增加其適應性,必須按寬口徑對工程應用型本科專業(yè)人才進行培養(yǎng),如工程應用型本科機械專業(yè)人才必須掌握寬泛的電氣控制技術、微電子技術、計算機技術、管理和人文等多方面的專業(yè)知識。在課程設置和教學過程中強調應用性, 理論教學和實踐教學的側重點突出“學以致用”。

　　2 工程應用型人才對工程制圖能力的要求

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

　　現(xiàn)代工程設計作為一項創(chuàng)造性活動,隨著自然科學、技術科學、環(huán)境科學和人文科學的發(fā)展已逐步發(fā)展成為綜合性科學技術。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)品的總體構思技術,設計學逐漸走向成熟。在這個過程中計算機輔助設計(CAD)發(fā)揮了重要作用。當前,工程圖學學科已經(jīng)與設計學科、信息學科緊密結合。工程圖學教育應以全新的理念和視角,吸納現(xiàn)代設計和制造領域、計算機和信息領域的最新科技成果,建立適應社會需求的工程圖學教學體系。近年來,高等學校教學總學時一再削減,工程圖學課程的學時也在減少。教學內容如何組織、取舍就體現(xiàn)著不同的教育理念和教學目標。工程圖學教學目標是培養(yǎng)構形和表達(用二維圖形表達三維形狀)的能力、繪制和閱讀工程圖樣(儀器圖和徒手圖)的能力、計算機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、基本技能的教學的同時,應盡可能開闊學生視野,拓寬知識面,引導學生積極思考、勇于探索。加強對三維形體的空間思維能力,以三維設計的方法為主線,既要考慮二維設計與三維設計共同的地方,又要考慮到三維設計所特有的理論基礎與概念,而發(fā)展至今的CAD 三維設計與CAM 計算機輔助制造集成化使工程技術人員可以從三維建模開始進行產(chǎn)品構思設計和制圖。工程技術人員可以直接在計算機上建立全參數(shù)化的三維模型,直觀地完整地反映出設計者意圖,整個設計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,進一步進行應力及應變分析,制件質量的品質分析空間運動分析,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價,商業(yè)廣告造型與動畫生成等。當需要二維圖形時,也可直接由三維模型生成二維工程圖樣。這就是計算機輔助設計制造的全過程。現(xiàn)代CAD 技術真正提高了產(chǎn)品的設計質量,縮短了設計周期,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)展方向來重新構筑課程內容和課程體系是非常重要的。傳統(tǒng)的二維設計必將被計算機三維建模設計所取代。因此,工程圖學教育也必須由培養(yǎng)學生的二維工程圖的畫圖能力和讀圖能力轉向對學生以計算機為主體的三維建模設計能力的培養(yǎng)。

　　3 拓寬工程制圖課程教學內容的探討

　　在工程制圖中開設相關選修內容來踏寬工程應用型人才圖形設計方面的知識,是培養(yǎng)工程應用型人才的需要,傳統(tǒng)二維設計模式的產(chǎn)品的設計過程一般是設計者首先借助于正投影法把頭腦中構思的三維實體模型轉化成二維工程圖,然后由加工技術人員將分散于各個二維視圖中的局部信息經(jīng)過綜合回到原來的三維實體模型,再進行工程分析、工藝設計、加工制作等,這種過程相當?shù)貜碗s、繁瑣。隨著計算機技術及三維造型技術的飛速發(fā)展,三維實體設計獲得了廣泛的應用。與傳統(tǒng)的二維設計模式相比,三維實體設計直接從三維實體模型入手進行產(chǎn)品設計,數(shù)據(jù)信息無須二維投影轉換就可以進行生產(chǎn)加工,實現(xiàn)了設計與制造的一體化。

　　工程設計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的三維設計、數(shù)控編程功能,而且也可以實現(xiàn)三維模型與二維圖紙之間的雙向關聯(lián),給產(chǎn)品的設計加工提供了極大的方便。因此,越來越多的企業(yè)開始應用三維實體設計軟件進行產(chǎn)品設計,對能夠熟練應用三維設計軟件的人才需求量也越來越大?？梢灶A言:熟練掌握三維實體設計技術是當代工程技術人員應當必備的一種現(xiàn)代技能。

　　為了適應科技與市場的發(fā)展,使教學滿足生產(chǎn)實際的需要,近三四年來我國圖學界對如何將三維CAD技術融入工程圖學教學中進行了熱烈討論,部分高校也相繼開展了這方面的教學研究,進行了一些教學試點,基本已達成比較理性的共識:新的工程制圖教學體系應以三維實體設計為主線,以投影理論和三維實體造型理論為核心展開教學內容和課程體系的改革與實踐,在保留二維表達與標注的基礎上,轉向三維表達和建模,重點在于培養(yǎng)學生的三維形象思維能力,強化現(xiàn)代工程設計與表達意識。

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

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