现代工程图学
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课程评价
spContent=工程图学课程是工科院校重要的技术基础课程之一程。 本课程采用最新的制图国家标准。通过投影基础、构形分析和图样表达等基本理论和方法的学习,使学生学会阅读和绘制工程图样;通过学习Creo Parametric 和Auto CAD软件,使学生掌握产品的三维数字化模型表达和二维CAD工程图样表达的能力。
—— 课程团队
课程概述

一.  课程的性质和研究对象


工程与产品的设计、开发和制造是人类生存的基础,是人类文明发展的直接动因。


在表达和交流科技信息的过程中,图形具有形象性、直观性和简洁性,是人们认识规律、探索未知的重要工具。图形作为直观表达实验数据、反映科学规律的一种手段,对于人们把握事物的内在联系,掌握问题的变化趋势,具有重要意义。


在工程设计中,工程图样作为设计与制造、工程与产品的信息定义、表达和交流的主要媒介,在机械、建筑、土木、水利和园林等领域的技术和管理工作中有着广泛的应用。因此,工程图样是工程界设计师、工程师和其他技术人员用来进行记录、表达和交流的语言。


几乎每一本工程学课本里都有工程技术图样。掌握了工程图学的基础知识,不仅对专业课学习有帮助,对其它课程也会有所帮助。所以,工程图学课程是工科专业学生学习工程知识的第一个窗口,也是最适合的窗口。


综上所述,工程图学课程是工科院校重要的技术基础课程之一,是一门工科专业学生的必修课程。


工程图学课程主要研究对象有三个方面:

    1)研究空间几何元素的图示与图解问题;

    2)研究空间物体的构形规律和表达方法;

    3)研究工程图样表达的基本概念和基本方法。


二.  课程的学习任务


本课程的学习任务主要有以下五个方面:

    1)学习投影法的基本理论和应用;

    2)学习物体构形分析的基本概念和方法;

    3)学习空间物体图样表达的基本概念和方法;

    4)学习阅读和绘制工程图并能正确理解工程图的基本方法;

    5)学习从三维物体到二维图样和从二维图样到三维物体的形象思维方法。


此外,在教学过程中,还应有意识地培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。


三.  课程的学习方法


工程图学是一门技术基础课程,为了顺利学好本课程,必须掌握正确的学习方法,主要注意以下几点:


1. 形象思维能力的培养

善于采用形象思维的学习方法,根据从三维物体到二维图样和从二维图样到三维物体的形象思维方法,要多想多练,培养形象思维能力。


2. 认真做好听课、作业和单元总结等教学环节

工程图学课程的知识循序渐进,由浅入深。要认真对待每一次的课堂听课和课后作业。由于工程图学的研究对象主要为“图形”,因此,课堂上集中精力,以听为主,必要时以草图的方式做一些笔记;作业不仅要正确,还需整洁和美观;平时预习和复习看书时,主要以看书上的“图形”为主,看文字为辅;并及时做好阶段性的单元总结。


3. 二维图形与三维物体的转换

形象思维能力的培养需日积月累,逐渐加强,不可能靠临时突击,一蹴而就。需根据投影理论不断地进行“三维形体”与“二维图形”的对应关系训练,逐步培养和增强形象思维和几何抽象能力。


授课目标

培养学生以下三种能力:    1)培养形象思维的几何抽象能力;    2)培养阅读和理解工程图样的基本能力;    3)培养产品的手绘草图和计算机表达能力。 培养学生以下两种意识:    1)图形标准化意识-在表达和绘制方面,遵循各类技术制图标准。    2)创新意识-以空间角度来观察和思考物体。

课程大纲

一、教学内容

  

工程图学课程由“课程概述、投影基础、从三维图形到二维图形、从二维图形到三维物体、机件表达方法、常用件与标准件、阅读与绘制零件图、阅读与绘制装配图、产品的数字化表达”共九个课程模块组成。课程模块、教学单元及课时安排如图1所示。


二、课程知识结构说明:

课程教学单元

知识点

绪论

画法几何、机械制图、学习方法

设计与表达

产品的表达方法、二维工程图样、三维数字化模型、

制图的基本知识

国家标准机械制图的一般规定、几何作图方法

空间几何元素的投影

点直线平面的投影、直角三角形法

空间几何元素的相对位置

直角投影定理、空间几何元素的平行和相交、空间几何元素垂直

空间几何元素的投影变换

换面法

空间几何问题的综合解题

利用投影法作图求解空间几何问题

平面截切立体求截交线

平面立体、曲面立体截交线

立体与立体相交求相贯线

相贯线

组合体的三视图与轴测图

组合体三视图、组合体轴测图

组合体构型设计

布尔运算、构型设计

组合体读图

组合体读图

视图与剖视图

视图、剖视图表达

断面图与其它表达

断面图、局部放大及简化画法

机件的综合表达

机件的综合表达方案与综合举例

螺纹及螺纹连接

螺纹五要素、螺纹紧固件、螺纹连接画法

键、销、齿轮、弹簧、轴承

键连接画法、销连接画法、齿轮画法、弹簧画法、轴承画法

零件图与零件结构分析

零件图内容与作用、零件工艺结构

典型零件表达方案

轴类零件、盘类零件、壳体类零件

零件的技术要求

表面结构、极限与配合、几何公差

阅读零件图

阅读零件图

装配图

装配图特殊表达、装配结构、画装配图、阅读装配图

Auto CAD介绍

利用Auto CAD软件绘零件图

Creo Parametric介绍

利用Creo Parametric软件建模


三、课程教授方法说明: 


1.难点之一:“投影基础”教学模块比较抽象,学生难学难懂。

解决方法:使教学内容“结构化”,让学生易学。

把教学内容中的知识点比做“点”,知识点之间的联系比作“线”。教师要能讲清“点”、“线”结构,分得开“点”,连得上“线”的知识体系,就能使教学内容好懂。这样学生通过学习使新知识信息进入长时记忆,并能够从长时记忆中检索相关知识。

 

2.难点之二:课堂知识的传递方式(语言、文字)和传递内容(图形)属于不同的思维方式,使的教材难读,讲授难懂,内容难记。

解决方法:使教学内容“立体化”,让学生会学。

1. 坚持“立体化”教学原则,教师要练就重要的教学基本功——徒手绘制立体轴测图的能力,课堂上边讲边画或先讲后画,也可用三维造型软件构造三维模型来辅助教学,丰富学生形象感知素材的积累。

2. 坚持以“图”为主的学习原则,工程图学的研究对象就是图,由于图像比语言对大脑的刺激更深,更利于记忆。所以,当教师把知识点“结构化”,研究对象“立体化”,就能引导学生以看图、记图为主,增强记忆效果。

3. 归纳典型的立体结构,提高学生表象概括能力和存储质量;

 

3. 难点之三,“零件图”、“装配图”模块,学生缺乏实际经验,有畏难情绪。

解决方法:理论问题尽量联系工程实际,使二维工程图样更加生动鲜明,让学生想学。

1. “贯彻制图国家标准”教学原则,在“机件常用的表达方法”、“标准件和常用件”模块,虽然是国家标准的宣讲,但这部分教学内容要务实,不走过场,通过学习使这些标准化的信息进入学生的长时记忆。

2. “立体化”教学原则,教师需采用先进的教育技术(三维动画、多媒体视频)让零件和装配件“生动、直观化”,帮助学生形象感知。

3. “理论联系实际”的教学原则,从零件的设计结构和工艺结构分析、装配体的功能分析等,将前期学习的理论知识与标准化和工程应用知识紧密结合,通过阅读机械图的工程应用过程,使学生能够在所学知识间形成有机的联系,并基于知识和标准得出结论,最后运用知识和方法读懂机械图。

预备知识

学习本课程不需要预备知识

证书要求

按百分制计分,60分至84分为合格,85分至100分为优秀。


评分方案:

完成课程作业,30%;

完成课程单元测试,20%;

期末考试,50%;


证书:

评分介于60分至84分,发普通学员证书;

评分介于85分至100,发优秀学员证书;





参考资料
  1. 《现代工程图学》刘苏主编 科学出版社

  2. 《现代工程图学习题集》刘苏主编 科学出版社

  3. 《工业产品的数字化模型与CAD图样》刘苏主编 科学出版社