加强美国制图教材研究 促进我国制图教材建设

摘 要：分析了中国和美国制图教材的特点，对两国制图教材的体系、内容、形式、编写思想等进行了分析，提出了改进和提高我国制图教材的建议。

关键词：制图 教材 美国

1.我国制图教材概况

制图是基础课和专业课之间的桥梁，起到承上启下的作用。制图课程与大多数其他课程一样，是上世纪50年代引用前苏联教材和教学模式的基础上建立起来的。半个世纪以来，虽然有些改变，但变化不大。各个学校自己编写教材较多，教材之间内容类似较多，很多图例取自国家标准，大同小异，真正令人耳目一新、具有创新内容的教材很少。

目前，同济大学编《机械制图》、大连理工大学编写《画法几何学》和《机械制图》的教材使用学校较多，分别有10多所学校在使用。华南理工大学编《建筑制图》、西安交通大学编《画法几何与工程制图》、华中科技大学编《画法几何及机械制图》以及清华大学编《机械制图》等都有部分学校采用。这些教材均经多次修订，编写质量较高，获得过优秀教材奖。但与目前全国1000多所高校相比，采用的数量是还是很少的。目前，多数学校使用的教材是以自编为主，在体系、内容、形式上相近，鲜见有特色的教材。急需引进一些外国的教材，以弥补国内教材的不足。

本文以目前国内使用较多的同济大学编《机械制图》（第六版）、大连理工大学编写《画法几何学》和《机械制图》（第七版）为中文教材统计对象；以版次较高、影响较大的Thomes E French. 等所编的《Engineering Drawing and Graphic Technology》（第14版），Giesecke等所编的《Technical Graphic》（第12版）为英文版统计对象，进行对比研究。

2.加强研究美国教材 提高我国制图教材建设

近年来，众多高校开展了双语教学，引进了许多经过考验的美国优秀教材。这些成功教材全面反映了学科发展的最前沿。内容新、观念先进、资源丰富。在体系、风格、内容、例题、习题、插图、编写排版等都极富鲜明特色。这些美国教材的特点是：

2.1体系上从画三视图开始，符合人的认知规律。美国制图教材从直观入手，先具体后抽象。先是视图、轴测图和徒手图，后是画法几何。这种体系符合人的认知规律，因为我们认识事物时是遵循先具体后抽象、先个体后总体的顺序，是按照由实际到理论的过程进行的。因此，制图课程的教学同样也要遵循这项认知规律。这个体系在作者的教学中采用后，收到较好的效果。

2.2内容上紧密结合工程实际。美国教材编写的指导思想是：激发学生的学习兴趣，引导学生主动学习。为此，作者搜集了大量工程实例作为例题和习题，内容上密切结合实际应用。

2.3习题数量非常大。学生一半以上的时间用于做作业，因此，习题对学生的作用非常之大。

下面以制图中的三个典型内容——组合体和剖视、零件图和装配图以及轴测图为例，说明一下国内外习题数量的不同。

从表1中可以看出国内外习题数量差别巨大，组合体和剖视作为制图教材的重点内容，这一部分美国习题的数量是国内的3倍；零件图和装配图部分是5倍；轴测图一章是8倍。

美国教材习题数量巨大，一个是给教师布置作业提供了更大的选择空间，同时对扩充学生的知识面也有很大的益处，也为一部分学有余力的学生提高提供了素材。当然，作者为此付出的精力和心血也是巨大的。

美国教材有200多个标有尺寸的零件轴测图，而国内教材上只有几个，这方面差别很大。

2.4习题形式上，从空间到平面，非常符合认知规律

图1和图2是美国和国内两种典型的习题形式，美国习题题目要求是根据轴测图画出视图，是从空间到平面，符合认知的规律，学生易于接受。而国内习题则是由平面到空间，难度较大。只能凭空想象，就像无源之水。

当然，美国习题中也有根据两视图补第三视图的题目，但是只占三分之一，而国内的要占到百分之九十以上。比重不同，体现了思路的不同。

2.5习题密切结合工程实际。由图1和图2可以看出，美国习题中零件有尺寸、有名称。有了尺寸，才是一个完整而又真实的零件；而缺乏尺寸的图形则就像一棵没有叶子的树，光秃秃的，没有一点生命力。有了名称，才是具有工程意义的零件，图1中零件为电缆夹（CABLE CLIP），材料为不锈钢，是实实在在的零件。而图2则只是一个抽象的图形，缺乏名称，缺乏与工程实际的联系，不利于学生工程意识的培养。美国习题的要求是画出几个必要的视图。需要学生几个视图同时画，符合常规的作图习惯，而国内习题则是预先给出了两个视图，学生只需画出一个视图。现实中的画图则是几个视图一起画，因此美国习题的作图形式符合工程实际。

2.6把抽象的画法几何放到后面。画法几何内容抽象，在学习过视图后，具有了一定的空间想象力后，再来学习更容易一些，因此放到剖视之后再学更加合理。美国教材是把投影变换与画法几何相结合，通过换面解决实长、距离、角度问题。内容少而精，不做抽象的习题。一般把利用投影变换解决倾斜面的实形单独作为一章。把相交（相贯）和展开安排在一起。因为立体相交的交点是画展开图的基础，所以把这两部分内容安排在一起，体现了作者对相交和展开的深刻认识。

2.7版本、板式不同。美国教材多已出到10版以上，有的已出到第14版，而国内教材最多只出版到第7版。美国有的教材[1]从100年以前开始出版（1911年第1版），经过多位作者的接力修订发行，已发行200万册。版本就如同围棋的段，九段和四段，差别是相当明显的。美国教材多采用两列分栏式，文字简短，易于理解，便于阅读。

2.8结合人文内容。美国教材有“历史聚焦”，介绍学科取得突破点的历史人物和事件，例如最初的“三视图”、“轴测图”。还有“工业产品设计”，分散在各个章节中介绍可视化、参数造型软件、环保设计、网络协同设计、仿真、手机设计、溜冰鞋设计等。

2.9其他区别。美国教材多采用第三角投影，与我国采用第一角投影不同。美国教材印刷精美，篇幅巨大，价格较高，一般接近100美元一本，多循环使用。美国教材中轴测图均画有阴影线，立体感很强，体现了作者较高的作图水平。而国内习题几乎没有这样的图形。美国重视立体感的培养，其图形多为为具有阴影的轴测图，立体感强，学生见到这样的图形多，则头脑中积累的素材就多，对提高想象力大有裨益。美国教材和习题集合编为一本书，没有单独的习题集，学生画图时自然就要几个视图都要画，同时画，这样才符合工程实际。而国内习题集是单独的，便于作图，但不符合实际作图的过程。

3.提高我国制图教材建设的建议

3.1采用从具体到抽象新的理论体系。要在制图教材中采用符合认知规律的由实践到理论的体系，先从视图和轴测图入手，然后才是投影变换和画法几何。

3.2教材是为学生自学而编写。首先要有吸引力，要增加趣味性。为此，介绍本学科的发展突破点、著名历史人物、当前发展动态，要采用一些实物照片，要有详细的作图步骤。

要有正确与错误图形的对比。对于错误，只用文字说明，则不如附上一张错误的图形表达的清楚。

信息量要大。学生汲取知识的能力是很强的，只要内容足够吸引人，就会引导学生主动自学。

3.3增加实际零件的轴测图数量。学生见得多，才能丰富想象力，一本教材中200多个实际零件的轴测图，对学生的作用是非常大的。当然，作者要准备付出巨大的精力。

美国教材反应了本学科的发展方向：一是向设计靠拢，介绍设计过程、方法，并举例说明；二是反应最新科技成果，介绍最新的科学成就，例如宇宙飞船、月球车、三维设计。三是全面，除了机械制图外，还有电路图、管道图、地图等各种图形，这是考虑到工程师需要较广的涉猎面和较强的适应性而设的内容。

总之，美国教材的体系合理、内容丰富、观念先进，指导思想符合教学规律，插图、编写排版等都极富鲜明特色，有很多方面值得我国图学教育工作者学习和借鉴。

参考文献：

[1]Thomes E French. Engineering Drawing and Graphic Technology，14th. McGraw-Hill，1993

[2]Giesecke . Technical Graphic. 12th. Pearson Education， Inc.，2003

[3]James Earle. Engineering DesignGraphic. 14th.Pearson Education， Inc.，2001

[4]Gary R. Bertoline. Technical Graphics Communication. .3th.. McGraw-Hill，2003

[5]何铭新.机械制图.北京：高等教育出版社，2012

[6]大连理工大学工程图学教研室.机械制图.北京：高等教育出版社，2013

作者简介：孙玉峰（1966.12-）男，硕士，山东理工大学农业工程与食品科学学院，副教授，研究方向：工程图学。