基于实践性教学的独立院校工程图学培养模式研究

摘要:工程图学作为机械类专业的基础课程,以培养大学生空间形体思维及零部件的二维表达为目的。针对目前工程图学教学过程中注重系统的完整性、经典性,对专业知识的拓展重视不够的特点,本文以独立院校工程图学为切入点,以实践性教学为手段,根据教学大纲全面定位工程图学课程的专业拓展环节,从而为后续专业课程的学习打好基础。

关键词:实践性教学 培养模式 独立院校 专业知识

0. 引言

独立院校作为高等工程教育的重要组成部分,在办学思路及办学方针等方面理当具有鲜明的地域特色。宁波坐落长三角南翼,具有发达的制造业。产品涉及服装、家电、模具、汽车、IT、物流服务等行业。庞大的制造业需要大量的工程技术人才,宁波理工以为地方培养工程技术人才为己任,以培养高素质、应用性人才为办学方针。因此,加强学生工程素质的培养是工程图学课程的责任,课程教学方法及内容的改革是提升大学生工程图学素质的有效途径。

工程图学作为工科大学生的专业基础课程,重点培养学生空间思维能力与图样表达能力,该课程是设计创造能力的公共基础平台。与机械类其它基础课程(微积分、工程材料、机械原理等)相比较,工程图学课程应该是一门实践性更强的工程设计课程,因为课程用图样表示产品的结构,它们任何实现在图样中都有准确的表达,所以在教学体系中更应强调工程实践性。与国外工程图学教学体系相比较,目前我国的工程图学教学更强调内容的完整性和独立性,与相关专业的联系不是很大,在教学内容上专业知识的拓展深度不够,而美国工程图学教材的培养目标是着重素质教育,传授基础知识,培养基本能力,树立创新意识,注重培养图示能力,淡化图解能力。计算机技术的发展,使二维计算机绘图和三维计算机造型大量引入工程图学的教学之中,以计算机来代替手工绘图已是科技发展的趋势,但对于培养空间思维及二维表达的工程图学是否取消手工绘图呢?不同的学者给出了不同的答案。目前针对工程图学课程改革主要体现在:(1)教学内容的改革:减少画法几何部分的内容,增强实践绘画环节。(2)教学手段的改革:引入计算机绘画等。(3)教学体制的改革:取消图学教研室,使图学教学融入专业建设之中。实践性与专业性为特点的工程图学教学改革是大家的共识,但在教学中专业知识的拓展深度如何?拓展的外延多宽一直没有进行深入探讨,本文以独立院校机械制造及其自动化专业的教学大纲为依据,对工程图学的专业拓展进行界定。

1. 工程图学在专业培养体系中的位置

机械制造及其自动化是以工程力学、机械设计、制造理论及微电子技术为基础,系统学习机械工程及自动化专业基础知识和现代设计理论、制造方法,并将其应用于光机电一体化产品设计、研究与制造的等方面的工学机械类学科。机械制造及其自动化专业的主要专业发展方向是将传统制造技术与信息技术、自动化技术和现代管理技术的高度融合,该方向是集机械、电子、光学、信息、材料、能源和管理的高新技术,是发展国民经济的重要基础技术之一,也是改造传统产业的有力武器,是光机电一体化的发展基础。

专业培养要求:本专业学生主要学习机械设计与制造的基础理论,学习微电子技术、计算机技术和信息处理技术的基本知识,受到现代机械工程师的基本训练,具有进行机械产品设计、制造及设备控制、生产组织管理的基本能力。

主干学科:力学、机械工程、电子技术。

主要课程:理论力学、材料力学、机械制图、机械设计、机械原理、电工及电子技术、单片机原理与接口技术、机械制造工程、数控技术与数控机床、液压与气压传动、机电一体化技术、液压及气压传动、冲压模具设计、注塑模具设计等。

主要专业实验:现代制造技术综合实验、测试与信息处理实验、机电一体化系统实验以及正在规划的“模具系列实验”。

由上述专业课程体系可以看出,工程图学作为专业基础课在大学一年级开始讲授,而此时对于刚入大学校园的学生而言,专业方面的知识几乎是空白,机械原理、机械设计、公差与配合等内容都未接触到,工程训练也还未开始,所有一切都为工程图学的教学带来不利影响。也为工程图学课程的专业拓展带来了难题。

2. 工程图学专业知识拓展方向

针对工程图学的基础性地位及所在专业大纲中与后续专业课程的相互关系,在工程图学课程的讲授过程中,专业知识的拓展应从以下两个方面展开:

(1)以工程图学为起点,横向延伸与其它课程之间的关系,使培养模式的实施巧妙地贯穿于教师的讲授之中。

工程图学课程涉及的内容包括:制图的基本知识和基本技能;投影与视图;点、直线和平面的投影;立体的投影;组合体视图;轴测图;机件常用的基本表示法;紧固件、齿轮、轴承、弹簧的表示法;零件图;装配图;计算机绘图软件。

紧固件、齿轮、轴承、弹簧为标准件,零件图中包括轴套类零件、盘盖类零件、叉架类零件、箱体类零件,这些内容在后续的机械设计课程中还要加以深入介绍,所以横向延伸的第一门课程就是机械设计。

零件图、装配图中介绍的尺寸公差及形位公差的概念是公差与互换性测量课程中的内容,所以在讲叙这一部分时,要适时引入该课程的内容,让学生在大脑中有一个初步的概念,为后续的课程讲授埋下伏笔。

零件图及装配图的技术要求有关于材料及热处理的内容,这为后续的金属材料及热处理课程提供了铺垫。

装配图中结构的合理性是在了解加工的前提下得出的。所以这一部分内容涉及机械制造工艺学的内容。可以在这一部分引入现代先进的制造技术。

(2)以工程图学为总纲,纵向强化学生图学素质训练,本着以理论够用、实践为主的原则,强化学生的制图技能。

工程图学以构形思维激发学生的空间想向力和设计能力,二维及三维计算机软件为学生提供了创新思维的手段,所以以二维CAD软件(AutoCAD)及三维软件(UG、CATIA、Pro/E、Solidworks、SolidEdge)为工具进行工程图学纵向训练,开设相应的三维软件课程、逆向工程及曲面造型来强化工程图学能力。

3. 结论

工程图学课程改革是一项系统工程,要以全局的观点来看待工程图学课程的基础地位,在改革的过程中要突破学科的界限,以专业培养目标为最终目的,从单门课程的改革达到局部课程的优化。以实践性为主,适当拓展专业知识,从而赋予工程图学课程更多的功能。

基金项目:浙江大学宁波理工学院项目(NITJY-200915、200935、200936)资助。

参考文献:

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