以培养工程意识为主导的工程图学教学研究

尤惠媛，　武亚平

(洛阳理工学院 机械工程学院，河南　洛阳　471023)



以培养工程意识为主导的工程图学教学研究

尤惠媛，武亚平

(洛阳理工学院 机械工程学院，河南洛阳471023)

工程图学是实践性很强的一门课程，工程意识的培养尤其重要。将工程意识融入工程图学的整个教学过程，提高了学习兴趣和创新能力，使学生按照工程思维分析和解决问题，绘制出的图样更符合工程实际；搭建培养工程意识的平台， 使学生工程意识得到全方位锻炼。

工程图学； 工程意识； 融合； 培养

长期以来,我国多数工科院校对工程意识的培养缺乏足够的重视，这极大地制约了学生工程素质的提高。许多工科毕业生的实践能力和创新能力较为薄弱，对生产一线的工作不了解甚至存在惧怕心理[1]。他们无法直接参与产品开发设计，必须经过几年训练才能逐渐上手。工程图学是工科大学生学习工程知识、接触工程实践的第一门课程，良好的工程意识不仅为后续课程的学习打下基础,对毕业后从事的工作也有着深远影响，如何在教学中强化工程意识使学生初步建立工程思维模式是亟待解决的问题。

1　工程意识在工程图学教学中的重要性

工科院校是培养工程师的摇篮，工程意识是工程师最重要、最基本的素质之一[2]。

1.1具有工程意识是现代高等工程教育的要求

2010年教育部工程图学教学指导委员会重新修订的《普通高等院校工程图学课程教学基本要求》明确提出工程图学教学以增强学生的工程意识、培养工程文化素质和树立创新设计的思维为出发点。只有接受工程精神、工程意识的培养，经历企业实践的磨炼，大学生才能真正成为现代工程教育要培养的高素质复合型人才，才能成为推动现代工业发展的生力军[3]。

1.2具有工程意识是学生提高兴趣、积极主动学习的要求

工程图样涵盖产品设计、制造、检验、安装、维修等信息，实践性极强。工程图学教学内容要求学生有较高的空间想象能力和初步的工程常识。大一新生没有到过企业，对零件加工没有任何概念，工程意识的缺乏使他们对抽象的内容难以理解进而感觉枯燥乏味，多数学生只会单纯地按照投影理论绘制图样，不会考虑所绘制的零件结构是否合理、加工制造、安装拆卸是否简便易行等因素。初期重视工程意识的培养有利于提高学习兴趣，使学生了解所学知识的实用性，将工程图学知识同工程实际相结合，真正理解工程图样的意义。学生一旦具有良好的工程背景知识，在思想深处可养成工程思维习惯、建立工程设计思想，这样就会更认真、更积极主动地进行思考和学习从而达到最佳的学习效果。

1.3具有工程意识是现代制造业的要求

现代制造业强调产品开发的创新性、制造企业的敏捷性与产品的经济性，以低成本、高可靠性的创新产品参与市场竞争[4]。现代化的生产模式是先构思结构，再三维实体造型后经数控编程加工成零件。工程图样的绘制者只有具备一定的工程意识才能正确规范地表达零件结构，完整合理地标注尺寸，准确恰当地标出技术要求，这样数控设备操作人员才能加工出符合设计要求的零件。

2　将工程意识融入工程图学的整个教学过程

工程意识的培养是潜移默化的。在工程图学教学的每个知识点都要融入工程实际的基础知识，教师不断向学生传授绘制工程图样的工程背景、合理性和经济性等理念，使学生时时感觉到他就是在做一个真正的工程设计。当这些理念一旦形成，学生就会养成良好的思维习惯，形成思维定势，使绘制工程图样的能力得到提升。

2.1通过对工程图样的认识了解工程意识

从绪论部分就要注意工程意识的培养。一上课就引入工程理念，找来与学生专业对应的典型设备或产品，先向学生展示它的实物照片，再向学生展示它的装配图、零件图，使他们对三维立体与二维平面之间的相互转换有初步的概念。对该产品的设计、制造、使用和维护等方面的做简要介绍，让学生对零件图、装配图作用和地位有个简单认识，同时对所学专业有个大致了解。让学生知道工程图样直接服务于生产实际，每一根图线、每一个尺寸、每一个符号都关系到零件能否加工合格，产品能否实现功能。因此，绘制图样时要具有工程意识，要有认真负责、严谨细致的学习态度。

2.2通过培养创新能力提高工程意识

创新能力是大学生工程意识建立的重要基石，在当今“大众创新,万众创业”政策下更为重要。通过创新能力的培养，学生敢于大胆创造，在将来的工作生涯中具有不断开发新产品的能力。将产品造型设计引入工程图学教学中，可以更好地培养学生的形象思维、逻辑思维和创造性思维。

学习基本体时可让学生发挥想象力，利用一切可用的材料比如橡皮泥、泡沫塑料、萝卜等制作各种平面立体和回转体，然后将这些基本体进行切割，制作成各种切割体。学习组合体时，将做好的基本体或其简单变形体当成基本的积木块，将它们任意两个或多个叠加或切割制作成各种组合体。学习表达方法时，将具有内部结构的组合体用不同平面不同剖切方法剖开制作成各种机件。学习零件图时，综合利用所学知识和前面制作模型的经验，从简单到复杂，指导学生完成各种零件的构型设计。制作模型过程中，引导学生利用形体分析法和线面分析法大胆进行模型构思并根据模型实物徒手绘制相应的图样，也可让学生根据已有图样完成模型的制作与拼装，最后将模型及图样放在一起展示，让学生对照实物和图样。通过制作模型的训练，使学生的发散思维能力、创新能力以及空间构型能力得到了很好的锻炼，提高了工程意识。徒手绘图在工程实践中应用广泛，对于学生观察思维能力、动手能力和创新精神的培养都起着非常重要的作用[5]。通过徒手绘制模型图样，将构思形体、表达、徒手绘图三者结合，激发学生的学习兴趣，促进读图和徒手绘图能力的提高。

2.3通过引入制造、组装过程强化工程意识

要想正确绘制零件图、装配图必须具备一定的工程知识。引入零件加工制造、机器组装过程的录像可使学生身临其境地对机械产品从设计到组装有整体了解。学习零件图前可安排播放车、铣、刨、磨、铸造等加工零件的视频，简单介绍这些机床的加工范围，加工精度及经济性，增强学生对工程意识的感性认识。

学习典型四大类零件表达方案时，先展示零件的实物图片，讲解它们的功用、结构特点和加工方法，然后播放零件的加工制造、测量和检验的视频，让学生直观看到零件从毛坯到成品的全过程，对尺寸公差等技术要求和一些常见结构如键槽、退刀槽、沉孔、凸台等有明确的概念，从而对零件通用表达方法、尺寸标注和技术要求等有深刻理解。播放具体零件的测绘视频，使学生看到测量和绘图的整个过程，学会使用各种测绘工具，进一步掌握徒手绘图、尺规绘图的正确方法和步骤。

学习装配图时先展示机器或设备及其所有零件的实物图片，介绍机器的工作原理及组装顺序，再动画播放其组装过程。让学生知道每个零件的结构、尺寸、技术要求等都与其功能息息相关的，零件既要有自己单独的功能还要与周围零件相互配合，相互影响。组装过程要一步步播放，每组装一个零件，就画出相应的装配图。让学生直观看到零部件是以一定的装配关系分布在一条或几条装配干线上，绘图时要沿装配干线按定位和遮挡关系依次将各零件清楚地表达出来。拆画零件图时，鼓励学生将学到的工程知识运用到零件构型设计，既要保证实现功能又要防止出现干涉，考虑加工、装配和拆卸方便，考虑制造成本及材料来源，对零件的尺寸、技术要求等合理标注才能绘制出符合工程实际的图纸。

在装配图学完之后还要针对不同专业补充行业标准相关知识，例如对材料成型及控制工程专业的学生补充典型注射模或冲模图纸，讲授模具图纸独特的绘图表达习惯，让学生对实际生产设备或产品的图纸不陌生，对今后走上岗位快速上手开展工作有着非常重要的作用。

2.4通过加强实践环节深化工程意识

工程图学的实践环节是对课程内容全面的总结和考核，是工科学生最早接触的专业技能训练，要少讲多练，在实践中进一步培养学生的工程思维和创新意识。课内大作业针对性强，能加深局部知识的理解运用，锻炼学生独立分析、解决实际问题能力。课程结束后安排一周与工程实际相关性很强的课程设计，通过零部件测绘使学生关注问题从单纯视图间的投影关系逐渐转移到零部件的工艺结构、尺寸标注、公差配合、安装定位等，绘图时考虑工程实际选取最佳表达方案，大大提高绘图和读图能力。

3　充分利用各种资源搭建工程意识培养平台

工程意识的培养还要充分利用各种资源来搭建平台，营造一个良好的工程环境。

课内讲授基本三维软件的功能使用，鼓励学生用三维实体造型代替模型制作。在造型过程中引导学生根据加工过程大胆创新构造新型结构的零件，使课程内容与工程实际有机结合，培养学生的工程意识和创新精神。

在校园网上开设工程图学网络课程，使其成为课堂教学的补充。建立三维虚拟模型，对产品虚拟装配，建立对应二维图形库。将典型零件、典型机器或设备、与本行业相关的机器或设备的加工制造过程、组装过程的视频及零部件图纸放到平台上，让学生自己播放观看，使学生的工程意识得到全方位的培养与锻炼。还可宣传介绍工程领域前沿动态比如现在比较流行的3D打印技术等知识，传递工程信息，开阔学生的视野。

鼓励学生参加校内外的各种比赛，全面展示所学知识，为强化学生的工程创新意识提供机会。全国大学生先进成图技术大赛、机器人三维设计大赛为学生提供了锻炼机会，调动了学生学习制图的浓厚兴趣，潜移默化地培养学生的工程意识，促使学生将所学工程知识向工程能力有效转化。

4　结语

将零部件构型设计、加工制造、测量检验、装配维修等工程知识融入工程图学的教学过程，在传授理论知识的同时培养了学生的创新思维和工程意识，使学生从进校之初就不断受到工程环境的熏陶，逐渐形成工程师必备的工程素质和思维方式，使学生绘出的工程图样更符合工程实际。充分利用课外一切可利用的资源使学生的工程意识得到全方位培养，良好的工程意识将为后续课程的学习、毕业设计及今后的实际工作打下坚实的基础，从而更好地适应社会的需求。

[1]梁艳书，朱英杰.工程图学教学中工程素质培养的探索与实践[J].大学教育，2013(4)：63-64.

[2]马巧英，吉晓梅.工程制图教学中培养学生工程意识的研究与实践[J].机械管理开发，2013(1)：163-165.

[3]曾丽娟.工科大学生工程精神与工程意识的培养[J].中国石油大学学报，2013,29(3)：110-113.

[4]李雨桐,王玉新.强化工程意识与工程图样绘制能力的工程图学教学探讨[J].图学学报，2014, 35(5)：791-797.

[5]王爱芳，樊秀芹.“卓越工程师”背景下“工程制图”教学新模式探索[J].中国电力教育，2014(8)：110-111.

责任编辑王红岩

Research on engineering graphics teaching by cultivating engineering consciousness

YOUHuiyuan,WUYaping

(School of Mechanical Engineering, Luoyang Institute of Science and Technology,Luoyang471023, China)

The engineering graphics is a practical course. The consciousness of engineering is fairly important. Integrating engineering consciousness into the whole teaching process of engineering graphics can improve students' interest and innovation so that they can analyze and solve problems with engineering thinking, draw more practical engineering drawings. To practise students' engineering consciousness through constructing the platform for cultuating engineering awareness.

engineering graphics; engineering consciousness; integration; cultivation

2016-04-15

尤惠媛(1971—)，女，河南洛阳人，讲师，研究方向：工程图学教学研究,机电一体化设计。

10.13750/j.cnki.issn.1671-7880.2016.03.014

G 642.0

A

1671-7880(2016)03-0047-03

项目来源：洛阳理工学院教学研究项目(15JY-144)