全面整合三维cad技术的工程图学国际化教学改革实践

《全面整合三维cad技术的工程图学国际化教学改革实践》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、全面整合三维CAD技术的工程图学国际化教学改革实践［］北京航空航天大学国际学院留学生班的工程图学中英文教学改革，是全面整合三维CAD技术的工程图学国际化教学改革实践。学生在掌握CAD三维建模、装配的基础上，理解工程图的作用和标准规定，同时加强草图练习。在制图标准介绍中，引入ASME标准中基于模型的数字化定义（MBD）概念，对传统工程图中常见表达方法和MM）模型中的替代表达方法进行对比和分析，包括几何信息定义和非几何信息定义，视图表达和尺寸标注，形成了CAD三维建模、装配、工程图和徙手草图并重的教学模式。［关键词］工程图学；国际

2、化；CAD；MBD［］G642.0［］A［］2095-3437（2017）03-0020-04北京航空航天大学国际学院的工程类留学生，分为中文授课和英文授课两个班。在2012年以前，留学生工程图学教学基本和中国学生同步，但教学管理中存在着诸多问题。随着招生规模的扩大，2012年学院对留学生教学计划进行了较大的调整，其中工程图学课从原来的两学期94授课学时，减少到一学期54授课学时。同时，学院也给予了主讲教师更大的自由，在满足前后课程衔接要求的基础上，教师对课程体系、教学内容和授课方法可以进行最大限度的改革。在这样的背景下，在学

3、校教改项目“面向留学生的工程图学教学改革研究”的支持下，课程将三维CAD技术全面融入工程图学，在工程图标准阶段，大胆引入基于模型的数字化定义概念。通过不断地摸索和调整，经过两轮的教学实践，我们最终形成了CAD三维建模、装配、工程图和徒手草图并重的新的教学模式。一、国内图学教学现状与留学生课程需求间的差异工程图学课程是工程类学生的专业核心课程，传统的教学内容主要包括画法几何和机械制图两部分。计算机技术的迅猛发展对图学课的冲击是巨大的，它首先是造成了学时的削减。出于后续课程要求、业界对毕业生工程制图能力的要求等力面的考虑，课程仍是

4、以投影法为基础，虽然多数教学改革已减少了点线面部分内容，但投影训练、视图表达及国标规定仍是该课程的核心内容。其次，计算机二维绘图和三维建模内容也不可避免地占用了部分授课学时。在这种状况下，即使有现代化教学手段辅助教学，完成教学计划仍是非常紧张，这也造成了学生在计算机房和制图教室转换间的闹惑，教学效果不尽如人意。面向留学生的工程图学教学上述问题更为突出。相比中国学生，留学生在语言基础、计算机应用能力上的差异更大。以北航国际学院留学生班为例，学生为一年级工程类学生，不分机类和非机类，课程总学时为54学时，4学分。由于学生对CAD软

5、件的认知和掌握程度参差不齐，且没有附加的相关课程作为补充，要在这样短的学时内让学生掌握工程设计表达方法，并应用于后续课程，满足业界要求，？◦钟薪萄？N容和教学模式的改革就必须有更大的突破。二、重构基于CAD的工程图学课程体系重构课程体系，要跳出现有框架的束缚，回归到工程图学课程的本质上来。现阶段工程图学课程的基本任务仍然是培养4个能力：构形、表达、读图、制图。每个能力中既有对二维能力的要求，也有对三维能力的要求。［1］课程的根本目的是培养学生的工程设计表达能力，围绕这一核心制定教学培养冃标，规划内容安排，反映业界需求和现代科技

6、进步。课程具体内容包括计算机建模、装配和投影制图、视图表达、尺寸标注、草图绘制、构形训练。课程的学习目标［2］确定为：用规定的CAD软件(Solidworks)进行建模、装配和投影制图的能力；培养空间想象力；工程图表达的国家标准规范；阅读工程图；徒手草图绘制。课程总体安排见表1。三、完全融合三维CAD的教学模式经过多年改革实践，国内院校在将三维CAD融入工程图学方面基本形成了三种模式［3］:以三维造型整合课程内容体系；三维造型与二维绘图并重；基本保持原制图课内容，单独介绍三维造型软件。张京英的论文中提到北理工教改的三种模式时将

7、其形象地称为“外挂式、分段式和融合式”［4］，并就三维造型技术与工程图学有效地融合进行了论述，课程安排是在学生学习了用形体分析法读画组合体视图之后引入三维造型设计技术。教学仍以掌握投影制图为重点，三维造型为辅助工具。在本项目教学设计中，不论手工绘图或计算机建模，都是从三维形体入手，整个课程学习都围绕“形体表达”这一概念，将二维投影图作为和三维模型同等的表达方法介绍。通过大量高密度的形体构成训练，让学生学习徒手绘制形体草图。在这一阶段，学生绘制的图形是不规范的，其主要目的是构形练习。构形练习把空间想象、构思形体和表达三者结合起来

8、。这样既能发展学生的空间想象力、开拓思维，又能提高学生的画图、读图能力，培养学生的创新意识和开发创造能力。［5］同时引入CAD三维建模技术，可以进一步加强学生对形体构成的理解，让学生对常见实体构成方法，如拉仲、旋转、叠加、切割、放样、抽壳，在Solidworks屮进行练习，以