构型设计在工程图学中的应用初探

王崇　王蓓

【摘要】构型设计是为了培养学生的创新设计能力，论文提出构型设计的教学内容体系，引入了常用的构型设计训练方式，并在此基础上就工程图学课程设计环节的设置、实施和总结进行了探索，指出了设计环节对工程图学课程的教学改革有一定的指导意义；

【关键词】工程图学；构型设计；创新能力；教学改革

设计是一种创造行为，要把创造作为构型设计教育的核心命题：设计教育在传道，授业，解惑予人的同时，也在培养人的创道能力。目前国内很多高校都对这一课题进行探索和研究，但如何在加强学生的创造性构型设计能力培养、进行有效的构型设计训练的前提下，在工程图学课程中引入设计环节，加强学生剑新能力的培养是工图学课程中需探讨的问题：本文就基于构型设计，在工程圈学课程中入设计环节运行探讨和实践。

1工程图学课程引入设计环节中的前提

基于构型设计工程图学课程中设计环节的实施是以教学内容体系制定为研究对象和前提的。首先要制订出合理的教学计划，包括工程图学课程中突出“构型设计”的教学、突出“构型设计”的训练、给出相关软件使用的指引等。在讲授了基本立体、三视图、组合体等基本知识后，可以引导学生思考3个视图都不能将形体表达清楚的例子，给出这样形体的二维表达和三维表达。

1.1突出“构型设计”的教学

工程图学课程在讲授草图后，可以要求学生徒手进行形体构型设计：在讲授了应用软件进行图形表达后，可以要求学生应用计算机进行形体构型设计；在讲授了零件图和装配图后，可以要求学生就莱些零件结构、装配体的装配结构进行零件及装配体的构梨设计将构型设计的内容贯穿在课程的各个教学环节中，使学生得到了构型设计的很好训练，为课程的小设计环节打好了基础。

1.2突出“构型设计”的训练

创新设计能力的培养过程，是以学生为主体、通过上述环节培养创新思维能力和设计能力的过程。教师要坚信每个学生都有创新的潜能，并告诉学生创造力并不是神秘的，或只有少数天才才具有的能力，创造力是每个正常人都具有的一种潜在能力。我们在工程图学课程的各个教学环节均有相应的突出“构型设计”的训练主要的“构型设计”训练的形式有下下述5种。

1.2.1通过给定的视图进行构型设计

通过给定的一个或两个视图构建几何形体，在国外大学的工程图学教学中已流克行多年，近年国内的图学训练也引入了这一方法，这种训练方法对培养学生的创造性构型能力无疑是有效的。要求学生以徒手的投影图和立体图的形式表达以达到构型设计训练和徒手训练的目的。

1.2.2通过给定形体的外形轮廓线进行构型设计

给定形体的外形轮廓线对形体的形状有一定的限制，出题时应注意不要使答案太多而使题解过于分散，而又不要约束过多而失去变化。根据给出的三视图的外形轮廓线进行构型设计。

1.2.3通过组合几个不同的基本体进行构型设计

采用几个不同的基本体通过不同的组合方式及相对位置，设计出各种形状的组合体，这样的例子在工程应用中比比皆是，可以让学生进行构型设计练习。

1.2.4通过求某基本几何体的补形进行构型设计

在模具设计中，常常需要根据零件的形状住出模具，通过这种形式的构型设计，可使学生得到凹凸模具设计的初步概念：此类训练可采用棱柱、圆柱、圆锥、圆球等基本几何体：根据给出的基本形体，设计出另一形体（用三视图表达），使其与给出的基本形体组成完整的圓柱体。

1.2.5根据语言描述的要求进行构型设计

这种训练方式可贯穿在点、线、面和体的教学过程中。

1.3给出相关软件的使用指引

给学生介绍以二维表达为主的Autocad软件和三维表达为主的Solidworks软件。

2工程图学课程中引入设计环节的实践

现代设计教育常常把“创造能力”作为培养优秀设计师的一个重要标准。而构型设计是创造性设计的重要表达形式，在工程图学课程中引入设计环节主要有3步：设计环节的设置、实施和总结。

2.1设计环节的设置

在设计环节的设置时，我们首先使用案例教学方法，如以茶壶的设计为例，指导学生如何根据茶壶的功能进行茶壶的创新设计。同时也给出一些简单的日用品如衣柜、桌子等为构型设计的素材和案例。

2.2设计环节的实施

在课程设计中，当设计小组确定了设计题目后，设计小组进行的主要工作有以下2个方面：（1）资料收集，通过书籍、杂志和互联网等途径收集到与设计题目有关的资料，同时进行分析与整理，得到设计形体的优点和不足，找到进一步设计完善的目标和方向。（2）进行设计，设计小组在组长的分工下，对设计形体进行分解和设计，确定改进的初步设计方案。

2.3设计环节的总结

课程设计的目标既要关注学生对知识的理解和技能的运用，又要关注学生对设计过程的体验和练合知识的掌握与应用，还要关注学生对学习的兴趣和态度的培养。在课程设计完成后，设计环节的总结检查主要由各设计小组进行设计的答辩。

3小结

工程图学课程是工程设计的基础课和启蒙课，是一门与学生后续的专业课、课程设计、毕业设计等关系密切的技术基础课程。

通过在工程学课程中培养学生构型设计能力的探讨和实践，可以看到其能够有效地激发学生的创新意识和设计能力，对提高课程的教学效果有很大帮助：在基于构型设计的工程图学课程教学过程中，要训练学生的创新思维，提高学生的构型设计能力，实际上对教师也提出了更高的要求。