工程制圖的發(fā)展軌跡

PAGE4工程圖學(xué)的發(fā)展軌跡【摘要】工程制圖的發(fā)展是歷史的延續(xù)，工程制圖的現(xiàn)狀還不能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)制造迅速發(fā)展的需要，工程制圖需要實(shí)驗(yàn)，以實(shí)驗(yàn)推動課程，形成實(shí)驗(yàn)發(fā)展理論，理論推動實(shí)驗(yàn)的良性循環(huán)，是工程制圖可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。正近年來,計(jì)算機(jī)制圖在理論及技術(shù)上的重大突破與普及,對傳統(tǒng)的工程圖學(xué)理論及實(shí)踐體系發(fā)出了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn),同時也給工程圖學(xué)提供了千載難逢的機(jī)遇。此時,回顧一下歷史,追憶歷史長河中工程圖學(xué)的發(fā)展軌跡,將有助于我們認(rèn)明方向、把握機(jī)遇?！娟P(guān)鍵詞】工程制圖歷史發(fā)展計(jì)算機(jī)一、工程圖學(xué)的含義圖——用繪畫方法表現(xiàn)出來的各種實(shí)物的形象。人類從遠(yuǎn)古走到現(xiàn)代,幾乎每個腳印都含有“圖”的蹤跡。從猿過渡到被人類學(xué)家、考古學(xué)家定義為“人”的那一時期起,人類就與“圖”結(jié)下了不解之緣。在文字還沒有形成之前,“圖”是人類表達(dá)某種意圖、傳遞信息的重要手段。雖然這些“圖”僅僅是在地面上或樹皮、巖石上的簡單刻劃,畢竟在那個時期“圖”是實(shí)實(shí)在在地存在并被人類所應(yīng)用了。廣義的理解，工程圖是用各種線型組成的象形“文字”，只是這種“文字”的筆畫不是橫、豎、撇、捺，而是直線、曲線。對工程圖而言，它所表現(xiàn)的對象是屬于工程行業(yè)的事物，所以稱為工程圖。圖是一門專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，以畫法幾何的投影理論為基礎(chǔ)，以直尺、圓規(guī)、圖板為工具，以黑板、木模、掛圖為媒介，已有200多年的歷史?！稒C(jī)械工程制圖》是體現(xiàn)工科特點(diǎn)的入門課程，也是工科學(xué)生必須學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。在培養(yǎng)學(xué)生作為創(chuàng)造性思維基礎(chǔ)的空間想象力及構(gòu)思能力和促進(jìn)工業(yè)化進(jìn)程等諸多方面發(fā)揮了重要的作用。工程圖是生產(chǎn)中必不可少的技術(shù)文件，是在世界范圍通用的“工程技術(shù)的語言”。正確規(guī)范的繪制和閱讀工程圖是一名工程技術(shù)人員必備的基本素質(zhì)。根據(jù)投影原理、國家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定，表示工程對象，并有技術(shù)說明的“圖”，稱為“圖樣”。圖樣是工程界通用的“技術(shù)語言”。設(shè)計(jì)者通過圖樣來表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，使用者通過圖樣了解工程設(shè)備的結(jié)構(gòu)和性能。那么圖樣的產(chǎn)生過程就稱為工程制圖。工程制圖可根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)特點(diǎn)以及圖形使用范圍，分別稱為“機(jī)械制圖”、“建筑制圖”、“園林制圖”、“電氣制圖”、“家具制圖”等。而計(jì)算機(jī)繪圖不在此列，計(jì)算機(jī)繪圖是一種繪圖軟件在工程制圖中的應(yīng)用，可以理解為比圓規(guī)、三角板更高檔次的繪圖工具，學(xué)習(xí)它就是學(xué)習(xí)如何使用工具。二、工程制圖的歷史有史以來，人類就試圖用圖形來表達(dá)和交流思想，從出土文物中考證，我國在新石器時代（約一萬年前），就能繪制一些幾何圖形、花紋，具有簡單的圖示能力。自秦漢起，我國已出現(xiàn)圖樣的史料記載，并能根據(jù)圖樣建筑宮室。在春秋時代的一部技術(shù)著作《周禮﹒考工記》中，有畫圖工具“規(guī)、矩、繩、墨、懸、水”的記載。在戰(zhàn)國時期我國人民就已運(yùn)用設(shè)計(jì)圖(有確定的繪圖比例、酷似用正投影法畫出的建筑規(guī)劃平面圖)來指導(dǎo)工程建設(shè)，距今已有2400多年的歷史?！皥D”在人類社會的文明進(jìn)步中和推動現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中起了重要作用。宋代李誡（仲明）所著《營造法式》一書，總結(jié)了我國歷史上的建筑技術(shù)成就。全書36卷，其中有6卷是圖樣（包括平面圖、軸測圖、透視圖）這是一部聞名世界的建筑圖樣的巨著，圖上運(yùn)用投影法表達(dá)了復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)。這在當(dāng)時是極為先進(jìn)的。宋代天文學(xué)家、藥學(xué)家蘇頌所著的《新儀象法要》，元代農(nóng)學(xué)家王楨撰寫的《農(nóng)書》，明代科學(xué)家宋應(yīng)星所著的《天工開物》等書中都有大量為制造儀器和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需要的器具和設(shè)備的插圖。清代和民國時期，我國在工程制圖方面有了一定的發(fā)展。門課程優(yōu)化的初級階段走向多門課程整合的綜合階段。根據(jù)新建的課程體系框架，在教學(xué)實(shí)踐中構(gòu)建了圖形表達(dá)、圖形思維、力學(xué)計(jì)算平臺，從而形成機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的第一層次。這一層次的內(nèi)容著重手工草圖、儀器繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖、力學(xué)計(jì)算能力的綜合培養(yǎng)，注重形象思維方式的融合，兼顧工程意識啟蒙。課程第二層次以基礎(chǔ)知識在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和突出工程意識為原則，以設(shè)計(jì)為線索安排課程內(nèi)容。從知識的內(nèi)在聯(lián)系、銜接出發(fā)由設(shè)計(jì)這條主線按零件設(shè)計(jì)內(nèi)容構(gòu)造綜合性知識單元，體現(xiàn)各種基礎(chǔ)知識在該單元中的地位、作用及相互之間的聯(lián)系以培養(yǎng)提出問題、分析問題、解決問題的能力。（三）精品課程建設(shè)自2003年以來，全國已經(jīng)有二十多門工程制圖類課程進(jìn)入了國家級精品課程建設(shè)行列，它們在課程介紹、教學(xué)大綱、授課教案、教材建設(shè)、解題指導(dǎo)、學(xué)習(xí)方法、參考資料、授課錄象、教學(xué)研究、課程網(wǎng)站等方面都在按照“五個一流”的目標(biāo)進(jìn)行建設(shè)，起到了很好的引領(lǐng)作用。四、工程制圖未來發(fā)展在社會生產(chǎn)中，圖樣已成為人們傳遞技術(shù)信息和思想的媒介與工具，因此，凡從事工程技術(shù)工作的人員，都必須有繪制和閱讀工程圖樣的能力。在軍事工程領(lǐng)域，如軍工生產(chǎn)部門和作戰(zhàn)部隊(duì)，特別是技術(shù)兵種中，圖樣技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，在管理、使用、維修機(jī)械設(shè)備和武器裝備時，常常需要通過閱讀機(jī)械圖樣來了解它們的性能、結(jié)構(gòu)、操作方法、拆裝維修等，專業(yè)訓(xùn)練中，也時常閱讀機(jī)械圖樣。因此，當(dāng)代軍事技術(shù)人員都應(yīng)具備閱讀和繪制工程圖樣的能力。而且近年來計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的發(fā)展，使多媒體、網(wǎng)絡(luò)及動畫等教學(xué)手段逐漸代替了傳統(tǒng)的教學(xué)手段。電子掛圖、電子講稿、CAI課件的應(yīng)用，多媒體教室中教師與學(xué)生的互動，在本課程的教學(xué)手段中占據(jù)了重要的地位。雖然工程制圖經(jīng)過基礎(chǔ)內(nèi)容改革、多門課程整合改革、精品課程建設(shè)等階段有了很大的發(fā)展，但總體來看，發(fā)展速度緩慢，缺乏系統(tǒng)的、可持續(xù)發(fā)展的動力，其根本原因是課程發(fā)缺乏實(shí)驗(yàn)?？v觀理、工類課程，凡是有實(shí)驗(yàn)的課程，發(fā)展快且可持續(xù)。因?yàn)?，?shí)驗(yàn)是認(rèn)識客觀的有效方法，它是通能夠過觀察、驗(yàn)證、試驗(yàn)、推理、推論、比較、選擇等方法來認(rèn)識客觀事物。實(shí)驗(yàn)既需要理論指導(dǎo)，又能促使理論的發(fā)展。實(shí)驗(yàn)需要有實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，它與工程的聯(lián)系更密切。計(jì)算機(jī)繪圖能力及三維建模能力成為畢業(yè)生基本能力的重要組成部分；以三維建模為基礎(chǔ)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力受到重視。下面列出的實(shí)驗(yàn)，有的是研究生畢業(yè)論文課題，有的是研究生課程論文研究內(nèi)容，有的是本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，研究生有獲得上海市優(yōu)秀畢業(yè)論文，本科生每年都有優(yōu)秀畢業(yè)論文產(chǎn)生。經(jīng)過多年實(shí)踐形成了實(shí)驗(yàn)體系，推動工程制圖課程向深入發(fā)展，開出了新的課程《實(shí)驗(yàn)工程制圖》，編寫出版立體化教材《實(shí)驗(yàn)工程制圖》、《實(shí)驗(yàn)工程制圖習(xí)題集》、《實(shí)驗(yàn)工程制圖解題指導(dǎo)》、《實(shí)驗(yàn)工程制圖程序包》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。在學(xué)時不增加的條件下，大大拓展了工程制圖內(nèi)容的深廣度。實(shí)驗(yàn)體系由（1）計(jì)算機(jī)輔助讀圖實(shí)驗(yàn)；（2）軸測投影圖反求建模實(shí)驗(yàn)；（3）應(yīng)用拍照反求零件實(shí)驗(yàn)；（4）工程曲線設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；（5）工程曲面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；（6）空間角度計(jì)算實(shí)驗(yàn)；（7）鈑金展開實(shí)驗(yàn)；（8）零件圖參數(shù)化實(shí)驗(yàn)；（9）裝配圖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；（10）空間軌跡圖形實(shí)驗(yàn)；（11）物理屬性可視化實(shí)驗(yàn)；（12）零件加工動態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)；（13）圖形力學(xué)實(shí)驗(yàn)；（14）圖形運(yùn)動學(xué)實(shí)驗(yàn)；（15）零件加工動態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)等15個模塊組成。綜上所述，其結(jié)論是實(shí)驗(yàn)是工程圖學(xué)教育階段的實(shí)踐基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)是工程圖學(xué)研究教育的必要載體，實(shí)驗(yàn)是工程圖學(xué)應(yīng)用于工程實(shí)際的有效方法，實(shí)驗(yàn)是有待于工程圖學(xué)教師研究開發(fā)的領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)是工程圖學(xué)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。五、結(jié)論與展望工程制圖需要實(shí)驗(yàn)，以實(shí)驗(yàn)推動課程，形成實(shí)驗(yàn)發(fā)展理論，理論推動實(shí)驗(yàn)的良性循環(huán)是工程制圖課持續(xù)發(fā)展的有效途徑?；仡櫾诠こ讨茍D領(lǐng)域中古代的光輝業(yè)績，以及新中國建立以來的成就，面對現(xiàn)狀，瞻望未來，一定能激勵我們努力學(xué)習(xí)，掌握繪圖、閱讀工程圖樣的基本原理和方法，并逐步實(shí)現(xiàn)制圖技術(shù)自動化。六、參考文獻(xiàn)[