基于UG工程制图研究性学习设计

李堪儒

摘要：本文首先讨论了基于UG工程制图进行研究性学习设计的必要性。根据工程制图课程的内容特点，设计了一般工科类高校实施的基于UG的工程制图研究性学习方法，并将其应用到工程制图课程的教学实践中，通过这一学习方法实现提升学生工程创新能力的目标。

关键词：基于UG；工程制图；研究性学习设计

工程图学是一门工科院校的传统学科，随着信息化时代的到来，工程制图的方法和手段都有很大的变化。伴随信息化技术与计算机技术的不断发展，手工二维绘图已经进入了全新的计算机辅助设计阶段，一系列成熟CAD软件的诞生有效地提高了工程制图的效率。在这种情况下，对工程制图的教学提出了更多的要求，如何使用成熟的CAD软件应用到工程制图的教学之中成为我国工程图学改革的一个热点问题。

1.基于UG计算机辅助设计软件的工程图学教学现状分析

欧美工业发达国家已经建立了一套成熟地使用UG、CATIA等计算机辅助设计软件作为教学工具的工程制图教学体系。欧美工业发达国家在其工程制图教学过程中将计算机图形学理论、几何造型技术、工程数据库、特征造型以及参数化设计方法与思想有机地融合在一起，在教学过程中使用三维显示技术进行教学。欧美工业发达国家的教学方法与当前CAD技术发展的潮流息息相关，并且培养了学生的现代设计意识，从根本上改变了已有的工程制图教学方法与思想。如在美国的很多高校中对于学生的手绘工程制图与三维建模的能力同样重视。在很多大学的工程技术学院教学规划中，将手工绘制二维零件、使用CAD软件绘制二维图、用UG生产零件的尸体模型、使用实体模型生产二维图形等作为教学的重点。美国国家先进制造协会认为对于在教学过程中应该格外注重学生读图能力、三维实体造型以及二维形体表达能力的培养。

2.基于UG工程制图研究性学习概述

研究性学习主要指通过学生的自主探索而进行了学习活动。在研究性学习中要求转变传统的学习方式，要求学生保持一种自主探索和学习的态度，摆脱以往机械式、被动式的学习方式。基于UG的工程制图研究性学习则是将若干学习主题作为教学的主线，要求学生将三维实体造型技术作为学习的核心，通过UG、计算机技术以及信息技术，使得学生在学习的过程中自主地发现问题，对问题进行分析，并最终提出解决的办法。在研究性学习的过程中，学生的信息搜集能力与分析能力将会大幅提高，学生通过UG软件解决问题的能力以及与同伴协作解决问题的能力也会相应地得到培养。

根据以上所述，本文在充分调研的基础之上，提出了基于UG工程制图研究性学习的实施办法，尝试建立基于UG的工程制图教学新模式。改变以往传统机械制图教学内容从抽象的平面到具体的三维空间的弊端，建立从三维模型造型向二位视图表达的新的教学体系；除此之外，围绕基于UG的三维实体造型，开展相应的研究性学习活动，引导学生针对面临的问题，搜索需要的信息，小组内协商讨论，主动地对问题进行探索，整个学习过程应该在教师的正确指导之下，逐步培养学生的空间思维能力与创新设计能力。

3.基于UG的工程制图研究性学习课件的制作

工程制图课程的任务之一就是培养学生的空间想象能力，需要学生在读图的过程中自然地從二维平面跳跃到三维立体图形上，所以说如何帮助学生想象出物体的形状是教学的关键。传统的工程制图教学过程中通常采用老师在黑板上教授的方法，学生的感觉不是非常直观。而单纯使用PowerPoint制作多媒体教学课件，虽然能够形象的说明三维形体的结构，但是学生对于三维形体的印象却任然不是非常深刻。在这种情况下，本文认为基于UG的工程制图研究性学习课件可以通过网页式教学课件来完成。网页式教学课件不但可以实现以往课件所具有的功能，而且可以实现网络教学，将教师与学生之间连接起来。

网页式教学课件应该具有以下主要内容。

教学大纲：简单地对各个工程制图教学章节中需要掌握的重点知识与学生分配说明清楚。

教材：将三维动画调价至教学内容中，使得教学过程更加容易被学生所接受。从而使得学生在自己探索的过程中，能够独立使用教材完成学习。

BBS：向学生提供一个自由交流学习体会的场所，鼓励学生通过相互谈论解决问题。

在线答疑：教师解决学生探索过程中遇到的问题，实现学士与教师的及时交流。

习题：对教师教材中的全部习题进行解答，并且包含了解答的过程。教师可以根据教学的需要，对这项功能进行更改。

测验：学生可以根据自己的需要，选择相关的题目，独立进行解答，从而对自己的学习状况进行准确的评估。

根据上文所描述的网页式教学课件可以看到，其实现了基于UG工程制图研究性学习中的教师与学生的双主型教学模式，学生的学习任务已经不是简单的被动学习，而是在教师引导下进行任务驱动，学生自己完成自主学习，自主探究，写作学习与自我评估。

4.自主式的学习过程

基于UG的工程制图研究性学习过程中允许学生随时参与到降解过程之中，形成一个良性互动的教学环节。可以看到，在这一学习过程中已经不仅仅完全是教师的降解，学生的主动学习已经成为课堂教学的重要部分。教师的降解时间可以占据一半，其他时间主要通过启发学生，以及让学习自主学习教材内容，或者在教师的指导下分析相关的问题。

在基于UG的工程制图研究性学习过程中应该重视教师的主导地位。目前，很多教师在教学过程中仅仅注意多媒体教学的优点，将多媒体辅助教学的方法完全替代了传统教师的降解，在这个过程中教学过程必然苍白。《工程制图》这门课程尤其需要培养学生的空间想象力，这种想象力的培养主要的还是靠教师的讲解，循循善诱式。这种培养也是学生思考能力和素质的培养。教师在课堂上，要根据自己备课的教案，针对教学重点和难点，逐步讲解、引导。

5.结论

在工程制图教育中开展研究性学习，不仅仅能够有效利用当前信息科技发展的成果，而且符合学习在学习工程制图的要求。研究性学习虽然强调学生的自主学习，但是同时应该注意教师的指导作用。特别是当学生出现学习方向偏差与理解错误时，需要教师引导学习，从而有效提升基于基于UG的工程制图研究性学习的质量。

参考文献：

[1]杨安， 陈绚， 陈锦昌. 工程制图课程中的互动教学模式探讨[J]. 工程图学学报， 2007， 28（5）： 122-125.

[2]孙炜， 陈锦昌. 工程制图网络课程图形平台的开发研究[J]. 工程图学学报， 2002， 23（2）： 162-167.