徒手绘制工程图样能力培养的教学实践

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(大连海事大学 交通运输装备与海洋工程学院，大连，辽宁 116026)

工程图学课程的主要任务之一就是培养学生绘制工程图样的能力，包括徒手绘图、尺规作图与计算机绘图。徒手绘图是一种非常灵活的图样表现形式，可以随时随地进行，对于学生独立思维、创新精神的培养都起着非常重要的作用。同时由于不受绘图工具约束，在工程实践中也被广泛使用，成为工程技术人员的必备技能。目前我国高校的工程制图课程中主要进行的是尺规作图、计算机绘图的训练，徒手绘图的训练由于学时少或者重视不够的原因，在大多数高校都处于教学的边缘状态。这也造成部分学生在学习机械制图课程之后会读图，也具有了一定的空间想象能力，但是在进行工程实践时却不知如何绘图，不能完全表达自己的工程思想。本文结合教学实践，就如何培养学生徒手绘制工程图样的能力进行初步探讨。

一、徒手绘图能力培养的必要性

1.徒手绘图与创新性思维

培养学生工程图样表达能力的根本点是培养学生形象化的思维和分析的能力，是培养学生创新性思维的实践过程。在徒手绘图过程中，绘图人员忽略绘图工具的影响，将思维集中到零件的结构分析、图形的表达方法研究中。将观察到的、或者是构想的各种信息反馈到大脑，并激起更多、更深层次的思考，产生新的思维表达，然后再通过图形使大脑中的思维活动具体化、实际化。因此“徒手绘图是一种发现行为，是对视觉思维能力、想象创造能力、图形表达能力的有机结合”[1]。在徒手绘图的过程中绘图人员的发现、思考以及手、眼、脑的互动被强调，这无疑是培养学生形象化思维、设计分析及开拓创新思维的有效方法和途径。

2.徒手绘图与工程实践

设计人员在灵感突现、现场调研或参观学习时，都需要用徒手草图来记录思想；或者对于急需加工、生产的零件，没有时间去绘制、整理完整的图纸，技术人员往往用徒手图来表达交流。熟练运用徒手绘图有助于提高工作效率，是训练有素的工程技术人员的专业素质展现。因此是否熟练进行徒手绘图成为工程技术人员的考核标准之一。

二、徒手绘图培养在教学过程中的实施

学生徒手绘图能力的培养与教师的专业素养、教学内容的选择、教学课时的安排都有非常紧密的联系。

1.结合课程内容逐步进行能力培养

在教学过程中可以通过由简入难、逐步渗透的方法加强徒手绘图能力的训练，并最终掌握徒手绘图的基本技巧(见图1)。

图1 逐渐深入学习徒手绘图技能

(1)徒手绘图方法的引入。目前大多数高校进行“机械制图”课程教学时，第一个教学内容都是“制图的基本知识”，这也正是引入徒手绘图的最佳选择。在这个内容中通过直线、圆、椭圆的徒手画法的练习，使学生对徒手绘图有基本了解，并掌握基本绘图技巧。在练习过程中可以首先提供学生带有栅格的方格纸，并鼓励学生在练习基础上逐渐脱离方格纸，达到完全徒手的效果，并从握笔方式、运笔速度、绘图方向与次序这几方面对学生进行绘图技巧的训练。

徒手绘图的技巧包括[1]：①握笔时手指到笔尖的距离约为30mm～40mm；一般以手腕运笔，画长线时手臂也要随动；眼睛要注意终点或其他参考点线。② 绘线时先确定特征点的位置，再将特征点连成直线、圆(圆弧)或曲线。直线上的特征点包括：起点和终点；圆上的特征点有：圆心、圆与中心线相交的四个交点；圆弧上的特征点有：圆心、弧起点、弧终点、与中心线的交点；其他曲线上的特征点：采用描点法，描点个数视情况而定。③点与点之间一笔连成，不要用短线相接。④尽量参照平行直线或平行弧运笔画线。

(2) 徒手绘图能力的加强。轴测图的绘制是加强徒手绘图练习的最好时机。轴测图的立体感强，可以帮助学生理解零件模型。通过视图与轴测图的比较，学生可以迅速提高空间想象能力，但是如果使用尺规作图，思想集中于图形的准确性，则会破坏学生的空间想象过程，降低其空间理解力，因此轴测图最适合采用徒手绘图形式进行。[3]这种方法简单易行，可随时随地运用，在学生空间立体想象能力的建立过程中，可以收到事半功倍的教学效果。

(3) 徒手绘图的应用。零件测绘是徒手绘图学习的深入。零件测绘首先必须以徒手绘图的方式进行，因为在制造业信息化的今天，大部分图纸最后都会被整理为计算机图纸，因此该内容应该主要培养学生徒手绘制出零件草图，目测零件结构形状、大小及相对位置的能力。而学生通过该内容的学习其徒手绘图的能力也必将得到显著提高。由装配图拆画零件图时，徒手绘出零件图样，确认无误时，再整理为正规的零件图。

2.教师的准备

教师的示范作用对于学生掌握徒手绘图方法是至关重要的。在进行徒手绘图训练时，教师要做到：

(1)教师本人首先要加强徒手绘图能力的训练。

(2)教师在课堂上应该经常使用徒手绘图图形。这样做不仅可以潜移默化地教会学生正确的徒手绘图技巧，同时还可以培养学生使用草图思维的习惯。徒手绘图速度快，单个图形占用时间少，因此还可以增加课堂的信息量。

(3)教师要保证徒手绘图作业的批改。徒手绘图学习如果没有教师的参与，学生必然会降低要求，不能够起到相应的作用。

(4)要用正确的方法进行严格的训练。徒手图并不是潦草的图，仍然要求依照国家标准正确使用线型、线宽；在徒手图中仍然要求图形的准确性，要尽量准确地估计特征点的位置，然后再进行绘图。

3.教学课时的安排

虽然对于徒手绘图的重要性的认识越来越深入，但是由于目前图学课程的课时大幅削减，徒手绘图学时还不很充分，有的学校甚至不安排这部分的学习时间，教师粗略讲解之后，就交给学生自己练习，这样做的结果可能是事倍功半。笔者建议关于徒手绘图的课时安排应至少保证表1中的要求。

表1 徒手绘图学习课时安排

4.教材选择及习题设置

目前国内有很多非常不错的制图教材，但是一些比较老的教材中徒手绘图的内容就比较缺乏，因此我们选用了机械工业出版社出版的《现代工程制图及计算机辅助绘图(第2版)》，该教材中对于徒手绘图的介绍与学校目前设置的学时数比较相符。同时也选择了配套的习题集，通过课后的习题对学习内容进行加强、巩固。

三、结 语

在计算机日益普及的今天，徒手绘图和计算机绘图将成为两种主要的绘图方式。图学教育应该与时俱进，在培养学生严谨的工程绘图规范的同时，加强徒手绘图的教育和学习。通过徒手绘图的学习，可以培养学生的三维想象能力，提高学生对于方向、空间的认知能力，以及学生读图和画图的能力；同时将图学教育的核心放在让学生了解什么是图样，图样在制造业、工业中的应用，这将大大提高培养学生的创新能能力，对于学生今后的学习有着非常重要的意义。

[1] 彭 霞.机械部件测绘中加强徒手草图的探索与实践[J].职业圈, 2007, 73(21): 189-190.

[2] 焦永和.工程图学：第8版[M].北京：高等教育出版社， 2002.

[3] 邝 明.关于工程图学课程的教学设计[J].工程图学学报, 2004, 25(4): 136-141.