简谈培养学生利用工程图教学培养学生创造力与实践

摘 要 本文分析了工科学生对创造力的特殊要求,介绍了如何在工程图画法几何教学阶段,通过强化三维形体分析,引进创造性构型设计,借助三维建模软件进行形体再造等教学手段培养大学生的形象思维能力、空间想象力和创造性三维构型能力,为创造性设计打好基础并且通过项目引导法进一步从实践上激发学生的创造力,从整体上系统化创造力的培养。
关键词 工程图 构型设计 教学改革 创造性
在今年7月北京召开的全国科技创新大会上,总书记指出,到2020年,我们要达到基本建成适应社会主义市场经济体制、符合科技发展规律的中国特色国家创新体系,进入创新型国家行列的目标。因此培养我们民族的原始创新能力已经成为当务之急!在制图教学中我们找到了一套有效的教学方法,能强化对学生创造力的培养。

一、工科学生对创造力的要求

工科学生主要从事产品设计制造与工程相关技术活动,对其创造力的要求有别于一般的创造力要求,因其面对的创造对象通常都是具体的,有形的,三维的,因此对形象思维能力的要求就格外高些,可以说形象思维能力、空间想象力是工科学生创造力的基石。而三维构型能力则是工科学生创造力的助手和载体,三维结构创新的灵感可能转瞬即逝,如果不能迅速地将其准确记录下来,最终也会一无所得!所以工科学生首先必须有卓越的三维构型能力然后才能谈结构创新。我们的教学方法就是针对这些特点在实践中逐渐总结出来的。

二、如何在工程图的教学过程中培养学生的创造力

为了在工程图教学过程中培养学生的创造力我们主要把握了以下两个环节:画法几何的形体分析和制图课程设计。
(1)在画法几何阶段系统地发展出创造性构型设计能力的培养方法,强化三维形体分析,引进形体想象训练,锻炼形象思维能力,借助三维造型软件系统进行形体变形和形体再造训练,培养形体的创新式构造的能力。
为使学生一开始就有一个清晰明确的目标,我们首先从提出一个需要解决的实际零件设计摘自：本科生毕业论文www.618jyw.com
问题开始,上课时以解决这个问题的实际构型过程作为案例使学生带着问题学,兴致勃勃、专心致志。
为巩固课堂学习效果,锻炼形象思维能力,培养形体创新能力,我们引入了基于三维建模软件的三维构型实验,通过从基本构型库中提取基本构型元素进行旋转、移位、缩放、叠加、组合以及交、并、差等布尔运算方法,获得最终零件;或者通过简单特征建模的方法自由构型来完成零件。随后手绘零件三视图并与计算机三维建模系统生成的三视图进行比对,找出问题,不断提高。这些过程都充分发挥学生自身的主观能动性,鼓励发散思维,鼓励多种解法。
根据学习的规律,在训练的难度上分出层次,逐级推进,从简单形体的构型训练入手,逐渐过渡到较为复杂的形体,最后再转到创新构型。空间想象和视图表达也循序渐渐,首先从多看视图入手,利用计算机三维建模软件的功能,先自动生成投影三视图让学生看,逐渐建立相关概念,然后转化为手绘三视图与生成的三视图对比分析,最后过渡到纯空间想象直接手绘三视图。这种方法避免了部分学生在刚接触空间思维的不适应。
(2)在机械制图课程设计的实践教学环节中,通过革新教学方法,引入创新项目引导法,激发学生的创造力,规范学生的创造性训练。
无目的的构型设计,由于没有评判标准,操作形式单一,容易使人丧失兴趣,大幅降低构型能力的培养效果。我们解决这一问题的办法是:结合机械制图课程设计的实践教学,借助于完成一个实际创新项目的形式,把构型的学习和训练与完成实际功能的目标结合起来,同时鼓励发散思维和创造性地实现功能。在这一过程中,鼓励学生充分利用课堂上所学的创造性构型设计方法,尽量生成多种方案,确保思维不被禁锢,最后由同学间对各方案进行讨论、辩论和评价,这样就用一个完整的项目将创造力训练的各个环节联系起来,形成一个有机的整体,从而系统化了创造力的培养。

三、效果与存在的问题

我们的制图教学改革后,学生的机械制图学习热情空前高涨,问问题的学生增加了,学生询问的问题已经不再仅仅局限于课本上,也不仅仅限于图形的画法和表达,有很多是工程应用方面的结构问题,甚至还有结构创新和三维建模技巧方面的问题,可见学生的学习主动性,已经使他们超越了书本!课堂真正实现了双向互动,学生也能主动提问;由于使用了项目引导和激励的方法,学生创造性地解决实际问题的雄心和热情被全面激发出来。不过下面的问题还有待进一步解决:因精力分散而忽视图形表达;制图的其他教学内容受到了一定的挤压;学生提前进入后续的相关专业课程的自学,系统性较差。
为培养工科学生的工程创新能力,我们对机械制图的相关教学模式和内容进行了改革,在画法几何中组合体构型设计的教学中引入了创造性构型设计,利用项目引导制,使教学结合解决工程实践中的问题,激发了学生的学习热情和主动精神,同时系统化了创造力的培养。虽然教学改革中还存在着一些问题,但其带来的教学效果的空前提高和学生能力培养上质的飞跃却是有目共睹的!我们会在后续的改革中进一步完善新的教学方法,争取使改革的正面效益达到最大。