画法几何及机械制图

画法几何及机械制图

教学内容

经过多年的改革和实践，已初步构建成与新世纪人才综合素质的培养相适应的课程体系，课程的教学内容和模式得到优化。在不增加本课程学时数的前提下，对课程的教学内容和模式进行优化，删除某些传统过时的内容，增大计算机绘图 (AutoCAD)内容在本课程中所占比例，增加基于特征的参数化实体造型(Pro/Engineer)等现代CAD内容。使本课程形成了手工草图、仪器绘图、计算机绘图并举的新格局。课程内容体系如下： 1. 画法几何

(1) 投影的基本知识； (2) 点、直线和平面的投影； (3) 点、直线、平面的相对位置；(4) 立体的投影。 (5) 轴测图。 2. 制图基础

(1) 制图的基本知识和基本技能； (2) 组合体； (3) 图样画法。 3. 机械图

(1) 标准件和常用件； (2) 零件图； (3) 装配图。 4. 计算机绘图

(1)计算机绘图的发展概述； (2) AutoCAD入门；

(3) 基本绘图、编辑命令； (4) 设置绘图环境及标注尺寸； (5) 绘制零件图及装配图； (6) Pro/E入门；

(7) 创建参数化草图； (8) 生成实体及创建特征； (9) 生成工程图纸及实体装配。

教学内容组织方式与目的：

教学内容分为课堂讲授、教师辅导、学生选修和学生自学四部分。课堂讲授部分由教师在教学计划学时内进行课堂教学，作为基本要求内容；教师辅导部分由教师在课堂内对学生进行答疑和指导，巩固所学内容；学生自学部分由学生利用课外时间进行自学，作为一般要求内容；学生选修部分由学生根据自己的兴趣及能力进行课外选读，扩充知识。

将本课程分为画法几何、制图基础、机械图和计算机绘图模块。这四个模块可以按顺序串联在一起进行讲授，又可根据课程的改革需求分开讲授。对非机械类的制图课程可将画法几何模块替代为正投影法基础模块（其主要包括点、直线和立体的投影），计算机绘图模块主要含 (1)、(2)及(3)等内容。运用多媒体课件、黑板及教具模型等方式授课， 采用启发式、交互式教学方法。 目的是使学生掌握正投影法的基本理论及其应用，掌握分析和解决空间几何问题的能力；培养学生绘制和阅读机械图样的基本能力；培养学生现代工程意识和创新设计能力及应用典型的绘图软件进行计算机绘图和设计的能力；养成认真思考的工作态度和严谨细致的工作作风。

实践性教学的设计思想与效果：

(1) 设计了知识面广、内容丰富、重点突出、形式多样的习题作业以利学生掌握所学知识；

(2)建立了开放展示实践室，在开放式教学实践室中，配备了自行研发的可组装、拆卸的模块化教具模型，供学生亲自动手拼装，以提高学生的动手能力和空间想象能力，激发其创新意识；配备有先进的测绘工具和计算机，供学生进行模型及零、部件测绘，观看有关工程技术知识的教学录象片，使其徒手画图能力、工程实践能力进一步增强；配备有电子模型库，供学生浏览，在此基础上，学生可以自行构思、建模造型、生成图样，并有专门教师辅导，强化学生形象思维能力，进一步促进图形信息处理能力的培养；配备有练习题、相应的立体造型及解答技巧，供学生对所学知识温故知新；

(3) 编写了要求明确、内容详尽的计算机绘图上机实验指导书以具体指导学生的上机操作。

教学条件

发行约4万册，辐射面较大，获全国高校出版社畅销图书奖。2003年在密切注意工程图学指导委员会制定的\画法几何及机械制图教学基本要求\的变化情况及国内外的一些同类教材的变化动向的基础上，注意总结参考近几年来教学改革实践的经验，注意与机械系列基础课程教材的衔接，出版了《工程制图基础教程》和《AutoCAD2002绘图基础》两部教材。现正组织教师编写国家\十五\立项教材1部，出版了天津市\十五\重点立项教材，在教材中增加计算机绘图的内容和实践，融入\三维造型\的内容及设计思想，从而确定本课程在机械设计基础系列课程及其他专业课程中的基础地位及衔接作用。

为便于学生自主学习、体现学生在学习中的主体地位，编写了《工程制图基础习题解答》，使用效果良好。通过在课堂上展示优秀作业，指导并激励学生认真学习。通过编写《上机指导提纲》，便于非机械类型制图课的学生计算机上机练习，提高学习及练习效率。

针对本课程实践性较强的特点，在学习中安排了适当学时的手工仪器图、零件测绘和CAD上机练习等实践内容，以锻炼学生的动手能力，培养认真负责、一丝不苟的工程素质。对机械制图模型及答疑室进行了改造，添置了现代测绘工具等，使机械制图的教学实践环境发生了变化，增加了习题解答和电子模型等内容，由教师专人值班解答学生问题，从而更加有利于学生的学习及复习巩固。通过计算机展示自行研制的基于Dreamweavre、Authorware、3DS MAX、AutoCAD和Pro/E等平台开发的制图网络课件、习题解答课件、常见机械结构加工工艺及过程，强化对学生形象思维能力及图形信息处理能力的培养，并使学生具有空间实体构型设计的初步意识和基本能力。同时，为丰富本课程的教学内涵，改进完善实验环节，设计研制出助学型的可组装、拆卸的模块化教具实物模型并开放展示，供学生亲自动手拼装，以提高学生的动手能力、空间想象及构型能力，激发其创新意识。

第19教学楼的CAD计算中心拥有180多台微机，可同时供5个班学生上机，其已与校园网联通。本课程设计制作了教学与模型库等网络课件，并已在天津大学网络教学中发挥了积极的作用。网络课程包括学习指南、电子课堂、模型展示和习题解答等内容，为学生自主学习提供了必要的条件和保证。

方法和手段 1. 教学方法

(1) 教学分为课堂讲授、教师辅导、学生选修和学生自学四部分。课堂讲授部分由教师在教学计划学时内进行课堂教学，作为基本要求内容；教师辅导部分由教师在课堂内对学生进行答疑和指导，巩固所学内容；学生自学部分由学生利用课外时间进行自学，作为一般要求内容；学生选修部分由学生根据自己的兴趣及能力进行课外选读，作为补充知识。讲授内容少而精，采用启发式、讨论互动式教学方法。凡是学生可以解决的问题，尽量鼓励、启发学生自己解决，培养学生的参与意识和自学能力。

(2) 充分利用现有的教学条件，如CAI课件、可拆卸组装模型、实物模型和电子模型库等，增强直观性，以解决学生不了解生产实际和空间想象力差的问题。

(3) 强调\读图\环节，教学内容详略得当。强化组合体的读图，使零件图读图的困难减少，使学生可以对零件工艺知识有初步了解，将注意力集中在零件结构的识别与表达等内容的学习。在处理\读图\环节时，遵循从简单到复杂、从外到内、形体分析为主到形体分析与线面分析的结合，将难点分解。

(4) 加强实践环节，促进量变到质变的转化。通过开放展示实践室及一定量的画图训练，使学生在掌握绘图能力的同时提高读图能力。

(5) 制图教师参与指导学生的课程设计和毕业设计，既可以提高学生在设计中遵守制图国家标准的意识和仔细认真的工作态度，又可将指导设计的体会融入到教学中，从而提高教学质量。

(6) 在教学中始终注意解决非智力因素的影响，第一次讲课就着重强调本课程的作用、地位及在工程实际中的应用，唤起学生的求知欲并强调认真细致的工作作风。此外还向学生进行纪律、学风、爱护公物等方面的教育，使学生养成不迟到、不早退、遵守课堂纪律、认真完成作业的良好学风。 2. 教学手段

坚持本课程\严谨治学、严格教学要求\的传统，执行严格、规范的教学管理规章和制度，建立、健全各种教学文件和档案如：教学日历、试题分析及学生成绩档案等。

为保证课程改革的顺利进行，必须对现有的教学手段进行相应的变革，转变教学思想。首先配备并充分利用现代化的教学设备，以提高教学效率。例如对计算机绘图教学，充分利用多媒体教室的先进设备，提高

讲课的质量和效率。对工程制图课程，在使用现代化教学设备的同时，还逐步制作相应的教学辅助软件，以代替部分教学模型和挂图；最终形成屏幕投影、黑板、模型实物及实物投影四体合一的课堂教学手段，从而更加直观形象、生动地讲授教学内容。

利用现代化的教学工具如CAI课件、投影仪等进行教学，可以提高教学效率，使学生在有限的时间里获得较大的信息量。在教学中扩大了多媒体等现代化教学手段的使用，例如，使用了自行研制的与教材配套的助教型CAI系列课件，充分利用色彩、造型及动画技术得到良好的教学效果；课件已被一些学校使用，在本地区具有一定的影响。

设计了知识面广、内容丰富、重点突出、形式多样的习题作业及相应软件，以利学生理解和掌握所学知识。教师根据学生的具体情况，利用习题解答软件引导学生按照正确的思路与解题步骤改正、完成习题和作业，从而提高教学效率。

建立了丰富完备的试题库及合理有效的考试形式，实行考、教分离制度，从而准确了解学生的学习情况、促进学生的学习兴趣并减轻教师的工作负担；对本课程的考试方法也进行了相应的改革，由过去的1次期末考试改为平时的2或3次考试，其中AutoCAD和Pro/Engineer内容实施上机考试。

设计制作了可组装、拆卸的模块化教具模型、网上模型库及电子课堂；建立了开放展示实践室，供学生亲自动手拼装，以提高学生的动手能力、空间想象和构型能力，激发其创新意识。

利用典型的计算机绘图软件绘制图形，以部分替代传统的手工绘图，培养学生现代工程意识和创新设计能力，使学生了解、掌握现代的绘图工具。使本课程形成手工草图、仪器绘图、计算机绘图并举的新格局。

建设规划

1.本课程的建设目标

在现有教学改革所取得的研究成果基础上，经过几年的不懈努力，使本课程的整体教学质量、师资队伍的整体素质及学术水平得到进一步提高，教学内容与教学体系更加合理与优化，教学成果的覆盖面进一步扩大，以适应课程发展和竞争的需要，并为高等学校\画法几何及机械制图\课程的发展做出贡献。 2.本课程的建设步骤

(1) 积极引进和选留青年教师(3年内使3名青年教师获得博士学位，2名青年教师晋升为讲师)从而形成一支结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的师资队伍。

(2) 继续建立规范、严谨的教学制度和环境。其含有体现教学目的的教学大纲、教学文件和教学档案；有符合教学大纲、适应本世纪发展要求及我校特色的教材和教辅材料；有能客观反映教学效果、学习质量的考核方法。

(3) 继续使用先进的教学方法和手段(如网络课件)进行教学与管理，并将本课程与机械基础系列课程及相关专业课进行整合，以提高教学质量和学习效果。

(4) 进一步强化实践环节，增加零件测绘部分的学时，继续改造及完善可组装、拆卸的模块化教具实物模型和制图开放展示实践室。教师参与指导学生的课程设计和毕业设计，以提高学生在设计中遵守制图国家标准的意识和仔细认真的工作态度。

(4) 使用先进的教学方法和手段(如网络课件)进行教学与管理，并将本课程与机械基础系列课程及相关专业课进行整合，以提高教学质量和学习效果。

(5) 进一步完善知识面广、重点突出、形式多样的习题作业及构筑合理有效的学生作业检查体系，以适应学生素质教育的需求；建立丰富完备的试题库及合理有效的考试形式，从而准确了解学生的学习情况、促进学生的学习兴趣。

3.本课程已经上网的资源名称列表

“画法几何及机械制图”网络课程，其包括课程简介、电子课堂、 模型展示、教学大纲和学习指南等部分。

教学效果

“画法几何及机械制图”课程是天津大学机械类、近机械类专业必修的一门基础课。早在天津大学建校之初就已设立，具有一百多年的历史。随着时代的发展和社会的变革，这门课程也在教学内容、教学方式和方法、教材等各方面进行着与时俱进的改革。如今已经发展成为系统性、规范化、与多门课程相互整合发展的重要课程。

多年来，我们对\画法几何及机械制图\课程进行了深入的变革，取得了很好的教学效果。

专家评价、学生评价及指标见附件1。

通过对课程的教学内容和模式进行优化，删除某些传统过时的内容，增加计算机绘图(AutoCAD)等内容在本课程中所占比例，增加基于特征的参数化实体造型(Pro/Engineer)、双语教学等现代内容。使本课程形成了图学基础理论、基本实践技能和现代设计方法并举的新格局。通过少而精的讲解、贴近实际应用的练习和具有创新性的实践锻炼，能在短时间内使学生从对该课程的陌生转变到熟悉并喜爱该课程。

本课程摒弃传统教学方法的缺陷，汲取先进教学手段的精华，在不同教学阶段采用不同的教学手段，形成多媒体教学、黑板、教学模型相结合的授课方式。在教学的过程中通过启发式、交互式教学充分调动学生的积极性、主动性，形成教、学互动的局面，从而提高教学效率。

教材建设是课程建设的重要组成部分。承担了国家级规划教材《工程制图》和天津市规划教材《机械制图及CAD基础》项目。《机械制图（非机类）》教材及习题集发行量居全国同类教材前茅。所制作的多媒体教学课件系全体教师的智慧结晶，多次在国家级、市级评比中获奖。现已形成书本教材、多媒体课件和网络课件相结合的立体式教材结构。

本课程拥有一支老、中、青相结合，经验丰富、教学严谨、紧跟时代步伐的师资队伍。在历次的教学比赛和评估中均能体现其优异的教学效果。课程的主讲教师在学生评教的分数平均在85分以上。本课程首批获得并一直保持天津大学的优秀课程称号，2004年获校优秀教学成果一等奖和二等奖各1项，1999年获校优秀教学成果二等奖1项。近年来并有4人次在市级、校级讲课大赛中获一等奖一项、二等奖一项、三等奖两项。

总之，\画法几何及机械制图\课程是我天津大学教学体系中的一门重要课程，在继承传统教学特点的基础上，结合时代发展的需要将其建成一门在内容体系、知识领域、教学方法均领先的优秀课程。

课程特色

经过几年的努力工作，本课程形成以下的主要特色：

(1) 继承和发扬\严谨治学、严格教学要求\的优良传统，坚持执行严格、规范的教学管理规章和制度。 (2) 构建了包括画法几何、机械制图、计算机绘图(AutoCAD)和基于特征的参数化实体造型等现代CAD (Pro/Engineer)内容的\工程图学\双语教学课程体系，确立了本课程在开发学生机械设计创新能力培养体系中的基础地位。

(3) 建立了多层次、内容丰富，条件优越的实践平台。实践环节体现了知识与能力的交融，在培养学生徒手画图、仪器绘图、计算机绘图、构型设计及创新能力上的效果显著。

教学大纲

工程图样被喻为“工程界的语言”。它是表达和交流技术思想的重要工具，是工程技术部门的一项重要技术文件。本课程研究绘制和阅读工程图样和解决空间几何问题的理论和方法，研究基于特征的参数化实体造型等现代 CAD 技术，并以计算机及相应软件为工具绘制工程图样及构建三维空间形体，为培养学生的制图技能、构型设计能力和空间想象能力打下必要的基础。同时，它又是学生学习后续课程和完成课程设计、毕业设计不可缺少的基础。

本课程的目的和任务是使学生掌握正投影法的基本理论及其应用；培养学生阅读和绘制机械图样的基本能力；培养和发展空间想象能力、空间分析和解决问题能力；培养学生现代工程意识和创新设计能力及应用典型的绘图软件进行计算机绘图和构型设计的能力。培养认真思考的工作态度和严谨细致的工作作风。 1.教学基本要求

学习用投影法表达空间几何形体和图解空间几何问题的基本理论和方法；培养用仪器、计算机和徒手绘图的能力，以及绘制与阅读投影图的能力。培养绘制和阅读零件图和装配图的基本能力，并使学生对标准件和常用件的画法和标准有一定认识；使学生对计算机绘图及基于特征的参数化实体造型等现代 CAD 内容有所认识，为后续计算机辅助设计等课程的学习打下必要的基础，并能绘制出简单的零件图、装配图及实体模型。

2.教学内容与学时分配

教学内容主要包括：画法几何、制图基础、机械图和计算机绘图等四部分内容。 (1) 画法几何 (17学时) ① 投影的基本知识；

② 点、直线和平面的投影； ③ 点、直线、平面的相对位置； ④ 立体的投影。 ⑤ 轴测图。

(2) 制图基础 (18学时)

① 制图的基本知识和基本技能； ② 组合体； ③ 图样画法。

(3) 机械图 (21学时) ① 标准件和常用件； ② 零件图； ③ 装配图。

(4) 计算机绘图 (56学时) ① 计算机绘图的发展概述； ② AutoCAD 入门；

③ 基本绘图、编辑命令； ④ 设置绘图环境及标注尺寸； ⑤ 绘制零件图及装配图； ⑥ Pro/E 入门；

⑦ 创建参数化草图； ⑧ 生成实体及创建特征；

⑨ 生成工程图纸及实体装配。上机操作28学时

附：“画法几何及机械制图”网络课程教学大纲工程图样被喻为“工程界的语言”。它是表达和交流技术思想的重要工具，是工程技术部门的一项重要技术文件。本课程研究绘制和阅读工程图样的原理和方法，为培养学生的制图技能、构型设计能力和空间想象能力打下必要的基础。同时，它又是学生学习后续课程和完成课程设计、毕业设计不可缺少的基础。 1.教学基本要求

学习用正投影法表达空间几何形体和图解简单空间几何问题的基本原理和方法；培养用仪器和徒手绘图的能力，用投影图对物体内外形状和大小进行表达的能力，以及根据投影图和尺寸想象出物体内外形状和大小的读图能力。培养绘制和阅读中等复杂程度的零件图和装配图的基本能力，并以培养读图能力为重点；使学生对计算机绘图及其发展的意义有初步认识，并能绘制出相应的零件图及装配图。 2.教学内容与学时分配

教学内容主要包括：画法几何、制图基础、机械图和计算机绘图等四部分内容。 (1) 画法几何 (23学时) ① 投影的基本知识；

② 点、直线和平面的投影； ③ 点、直线、平面的相对位置； ④ 立体的投影。

(2) 制图基础 (25学时)

① 机械制图的基本知识和基本技能； ② 组合体； ③ 图样画法。 ④ 轴测图。

(3) 机械图 (32学时) ① 标准件和常用件；

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