感受DIY的乐趣：教你了解工程图学

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在这个高度工业化的时代，我们很容易买到各种现成的商品，但譬如宜家家具、乐高积木、各种DIY器具，这些需要自己动手的“半成品”也一样地，长盛不衰。其实，自己动手能给人带来独特的乐趣，而了解一点工程制图能帮助你更好地掌握这项技能，根据示意图把家具或模型组装成美观实用的物体。

工程图虽然是工程师和设计师的语言，但它也存在于我们的生活中，你在设计家居装修、组装家具甚至组装模型的时候都会用到它。台湾大学康仕仲教授开设的“工程图学”就是这样一门非常实用、非常生活化的课程。对此，台大MOOC中心对康教授进行了专访。（MOOC，意为大型开放式网络课程。）

第1问 工程图学如何应用于生活？

记者：“工程图学”这个课名对大部分同学而言，可能有点陌生，能不能跟大家说明一下工程图学与我们的生活有什么样的关联，可以如何应用于生活上？

康仕仲：当你遥望那腾空而起的宇宙飞船、航天飞机的时候，你可曾想过：它们是根据什么建造或制作出来的呢？能靠口述或者文字描写吗？不，那样不仅繁琐累赘，而且对同一事物，描述和理解也会因人而异，出现差错；更主要的是，在现代工业生产、工程建设和科学研究上，根本不能只用语言、文字来叙述清楚，比如航天飞机是由数百万的零部件构成的……这显然是说不清写不明的。这便是工业生产、工程建设和科学技术上广泛地应用“图”的缘故。

虽然文字、数式在表达和交流思想上与“图”起着同样的作用，但图的直观性、形象性是文字、数式所不能代替的。特别是在工程上、科技上表达、交流技术思想，解决科技问题，“图”的应用，不受民族、国家、地域的限制，换言之，它是有“国际性”的。因此，多年来人们把它誉为工程科技界共同的国际语言。如一位工作了多年的大学毕业生所说的：在工厂企业中如果不懂“图”那就等于人没有了空气和水。

我所讲授的工程图学是一门非常实用的课，这门课所教的是最基本的图学概念，在日常生活中你常常需要用到这些概念来帮你解决问题。比方说你想装修家中厨房，有好多想法却不知道怎么向设计人员具体表达，若你能阅读与绘制简单的工程图，便沟通无碍。而当你试着自己组装厨房的柜子时，工程图学的背景知识可以帮助你了解DIY说明书上的组装方法及步骤，更容易完成组装。

第2问 谁可以学习工程图学这门课？

记者：工程图学课程是为哪些学生所设计的？不具备绘画基础的学生又应该怎么学习？

康仕仲：这门课是为一般大众所设计的，而非只针对大学生或者工程专业人员开设，点、线、面是工程图学中最基本的几何要素，同学们在高中时代就已经掌握了。因此这门课并不难，仅比中学时代同学们所学习的“三视图”内容更深入一些。三视图是工程图的主要表现方式之一。如右图a的例子。只给出一个俯视图不能完全确定物体的形状，根据物体的这个俯视图可以构思出不同的形体，如b、c、d所显示的。

在工程图学这门课之中，你将学到基本的读图与制图方法和技巧，比如读图的详略、注意重点，这是非常基础的内容，学起来不难。土木工程英文叫作Civil Engineering，本来就是一种民生工程，这门课对我而言是土木学系最基础的课程，所以我十分重视这门课和生活之间的联系。若你日后有空间规划及房屋修缮等需求，都会应用到这些知识与技术。

第3问 在计算机时代，如何找回工程师的手绘能力？

记者：你已经在台大教授工程图学多年，对学生的要求是什么？

康仕仲：我在台大已经开了十多次工程图学课程，以前一开始教的时候，什么东西都想教，很难控制时间。教了这么多年以后，我慢慢找到帮助学生学习的方法，像是在课堂上增加和学生的互动，把内容教得深入浅出使大家都听得懂。

工程图学的理论基础是画法几何学，这是由法国科学家加斯帕·蒙日在18世纪末叶所创立的。就课程内容而言，这门课特别强调徒手及计算机绘图。传统的工程图学课程强调标尺作图，以制图仪器的作图技巧为主要课程内容，但随着时代进步，计算机取代传统制图用具，成为快速、方便的制图工具，因此我的课程十分重视计算机实作及背后的图学思考。当计算机绘图成为主流，我慢慢发现现代的工程师变得只会计算机绘图，而逐渐丧失手绘的能力，因此在课程上，我也非常强调徒手画技巧。

第4问 工程图学的未来应用情况如何？

记者：工程图学除了在工程中，其他方面应用情况如何？

康仕仲：工程图学在基础科学方面的应用也很广泛，从宏观世界到微观世界，从工程技术领域渗透到基础科学领域。如近年在高能物理的研究上也应用轴测图表示夸克模型所预言的带粲粒子；人们还在研究多维的画法几何，这就使理论图学从三维空间扩展到多维空间……总之用处多多。据报道，国外有些物理学家正在尝试用爱因斯坦相对论的概念，建立空间想象的构形。此外，有的国家在前述图解力学、图解微积分，图算等方面作了不少研究。