应用型本科水利工程制图教学内容和课程体系的改革

潘延力

(长春工程学院机电学院，长春130012)

应用型本科水利工程制图教学内容和课程体系的改革

潘延力

(长春工程学院机电学院，长春130012)

阐述了在工程图学课程中分阶段引入计算机二维绘图及三维造型的必要性，探讨了传统工程制图应强化和弱化的内容，进一步阐述专业制图结合课程设计讲授的好处以及工程图学实践教学环节的组织方式。

工程图学;课程内容;课程体系;教学改革

工程制图课程教学量大涉及面广，是工科院校的一门主干专业基础课。近些年由于计算机绘图(二维和三维)的融入和教学手段(CAI课件和网络教学等)的改进，使传统的工程制图课程教学内容和课程体系在不断地变化和更新。如何对其进行梳理，使工程制图课程适合普通工科院校的办学定位，突出工程应用，提高教学质量，是笔者要研究的主要内容。

一、工程制图课程内容的调整

1.将计算机绘图(二维和三维)引入到制图课程中

作为“甩图板”工程的二维CAD技术，2000年以前就已全面普及与推广。问题是引入到制图课程中是采用混合式还是分离式?传统的工程制图(含手工绘图及仪器绘图)是工程图学的基础，而计算机绘图只是一种手段，将二者混在一起教学极易冲淡传统内容的掌握。

其二，CAD绘图需要工程制图和微机操作基础，工程制图课程结束后，开设CAD二维绘图为好。我们的混合式教学实验也证明，单独开设计算机绘图课程效果好。

三维CAD作为设计数字化工程，已于2001年率先在制造业信息化工程中启动。社会上不少企业普遍使用三维造型软件从事产品的设计开发工作。在水利工程中，其工程项目的审批、模拟建筑物的运行状态及竣工的效果图等，率先在大工程中使用计算机三维场景仿真模拟。而其三维几何模型(三维地形建模和三维建筑物建模等)的建立是基础。作为水利工程专业的人才培养计划，在工程图学课程中积极引入CAD三维建模内容，以适应CAD技术的发展和工程单位的需求，是非常必要的。

2.制图教学应引入设计的概念

图样是设计思想的一种表达手段，要真正掌握工程制图，必须引入设计概念。制图课程中引入的设计，主要是指构型设计(平面构型、立体构型)。通过构型设计，培养审美素养、创新思维和工程化意识。教学实践中屡屡发现:工科专业的学生尤其缺乏审美素养;工程艺术类学生尤其缺乏工程意识。其二，在专业制图部分，结合工程建设各阶段所需的工程图样，有意识地引入设计概念，强化建筑形体的结构功能分析、尺寸处理等，以培养工程素质。

3.深化工程制图的内涵和外延

工程制图课程的基本任务是解决工程图形的表达、绘制与阅读。由于计算机绘图的融入，尺规绘图可适当弱化，相应地强化徒手草图的绘制。由于三维CAD设计建模的发展趋势，应适当强化轴测投影图的绘制与表达，适当弱化截交线与相贯线的求解难度。画法几何中一般位置的定位、度量问题，用换面法转化为特殊位置求解。强化工程形体的结构功能分析、表达方法、尺寸注法等图样表达能力。

另外，工程上常用的非投影图形表达方法(如:常用曲线图表、统计图表等)也可作必要的介绍。

二、工程制图课程体系的调整

1.本科工程图学课程教学基本要求

教育部工程图学教学指导委员会，根据近10年来工程制图课程教学内容和课程体系的发展变化，于2004年重新修订了“本科工程图学课程教学基本要求”，将课程分为基础和专业两部分:

工程图学基础部分要求了解和掌握的内容是: (1)投影法基本原理和方法(投影法的基本概念和分类，点、线、面投影，立体的投影，轴测投影，透视投影等);(2)计算机造型技术基本原理和方法(计算机造型技术的基本原理，基本立体、简单组合形体的造型过程和方法;(3)绘图的基本操作技能(徒手绘图、尺规绘图、计算机绘图的方法);(4)相关制图标准(技术制图、机械制图、建筑制图等国家标准及水电水利工程制图行业标准的基本规定)。

水利类专业要求掌握的内容是:标高投影;水利工程图;相关专业图的绘制与阅读等。

2.水利专业工程图学课程体系

依据“本科工程图学课程教学基本要求”，和普通工科院校应用型人才培养目标的定位，调整编制水利、水电工程专业工程图学课程体系如下(见图1):

图1 水利工程图学课程体系

(1)将水利专业工程图学课程体系分为基础知识平台与专业制图应用模块，其好处是:1)基础部分工科通用，口径可适当宽厚，大一讲授，以适应大一、大二按专业大类培养人才的要求;2)专业制图部分大三讲授，有利于专业设计课与制图基础课的衔接，也利于大三按专业方向分流的要求;3)在教学方法上:图学基础部分教学以教师为主导、学生为主体，注重原理、方法和应用教学，强调基础扎实;专业制图部分教学以教师引导、学生自主学习为主，强调培养分析问题和解决问题的能力。

(2)工程图学课程是技能性很强的专业基础学科，对培养应用型人才尤为重要。为使工程图学学习应用不断线，可这样安排:大一学习图学基础部分，为后续课程提供图学知识平台;待微机操作课程后，大二(或大一下学期)学习CAD二维绘图;大三学习专业制图内容，结合专业课程设计进行(取消原来的一周制图大作业)。这样安排既容易理解专业制图内容，又缩短了教学时数。实践证明此种方式教学效果好，教学效率高;大四学习CAD三维造型(选修)，在AutoCAD基础上，学习3DMAX和Photoshop软件，绘制三维效果图。

(3)几何构型是撇开工程约束的造型设计，是工程造型设计的基础。其内容分散在平面构型、立体构思和CAD三维建模中，意在增强美学素养和创新能力。教学中屡屡发现纯工科学生工程构型能力和美学素养很欠缺，如可在纸上构型，但实际实现不了。又如在绘制图样时构图的均衡性、图样中各要素的主次对比等把握不好。无论是从图学课本身还是从培养综合素质角度，应用型的本科学生应该有意识地培养构型能力和美学素养。

(4)在“本科工程图学课程教学基本要求”中，对三维造型设计提出了明确的要求，它体现了时代的特色和发展的要求。在我校欲修订的“水利、水电本科专业培养计划”中应予以贯彻(暂列为选修课)。

另外，创新思维的培养还应注意在平时图学教学中有机融入科学的思维方法:如比较思维方法、矛盾转化分析法、图形表格思维法、黄金分割法等，训练对事物进行条理、归纳、分析与综合、评价等思维能力，培养独立见解、研发和创新能力。

三、工程图学课程的实践教学

1.实践环节与训练方法

工程图学课程是一门实践性很强的课程，其实践教学环节包括:绘图能力(徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图)、读图能力(空间想象能力、阅读工程图样能力)、图形表达能力和三维造型能力。

实践能力培养主要通过投影练习、制图作业、模型测绘、上机绘图和工程参观等来实现。其训练方法是:

(1)作业前，明确每次作业的要求;

(2)作业中，加强巡视、检查、指导及适时地示范;

(3)作业后，作业讲评，不合制图标准者，指出问题返回重做;

(4)制图技能训练不断线(见课程体系示意图安排)，且每一阶段实践教学内容，要合理分布、强化训练。

2.实训周的组织形式与指导方法

教师先编写制图综合实训与计算机绘图实训指导书，提早发给学生学习。

指导教师在课堂上布置实训任务，进行少量讲授，提供实物缩小模型或计算机三维虚拟模型。

结合作业题目引导学生参观水利馆，介绍常见水工建筑物结构，并进行图—物对照现场教学。让学生清楚地了解水利枢纽所在地形、地理方位、河流情况以及组成枢纽的各建筑物名称、作用和相对位置，较详细地了解各建筑物的作用、形状、大小、详细结构、使用材料、施工要求和施工方法。

3.开展技能比赛、组织CAD兴趣小组、技能培训鉴定

为活跃第二课堂，制图教师可配合学校组织CAD绘图竞赛。在CAD集中周及课余时间组织辅导CAD兴趣小组成员。参加由劳动和社会保障部组织实施的计算机辅助设计(AutoCAD)高级绘图员级考试及Autodesk专业技术水平考试。这对提高和扩展CAD知识，更好地学习CAD知识，都是非常有益的。

笔者以我校应用型本科定位，以水利工程制图教学内容、课程体系及实践教学环节的改革作试点，意在提高应用型人才的培养质量。

［1］ 陈锦昌.论本科工程图学课程教学基本要求的修订［J］.工程图学学报，2004(3):101－105.

Reform on the contents and curriculum system of bachelor level hydraulics engineering drafting course

PAN Yan－li
(School of Mechanical and Electrical Engineering of Changchun Institute of Technology，Changchun 130012，China)

This paper analyzes the need for using computer 2D graphics and 3D modeling in different stages of a hydraulic engineering drafting course，highlights the contents in the traditional engineering graphics course that should be strengthened or deemphasized，and points out the benefits of combining engineering graphics with curriculum design and the way to organize the actual teaching of engineering drafting.

engineering drafting;course contents;curriculum system;teaching reform

book=38,ebook=1

文献标识码:A

1009-8976(2010)02-0126-03

2009－12－16

潘延力(1952—)，男(汉)，吉林松原，副教授主要研究工程图学及CAD。