工程圖學(xué)發(fā)展的歷史及成就 Wang chenggang2/24工程圖學(xué)發(fā)展的歷史及成就中國(guó)古代的工程圖外國(guó)古代的工程圖蒙日《畫法幾何學(xué)》及教育思想簡(jiǎn)介 Wang chenggang3/241. 在河北省平山縣1977年出土的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代中山王墓建筑規(guī)劃平面圖 （約公元前308—309年）a) 銅板原形中國(guó)古代的工程圖 Wang chenggang4/24戰(zhàn)國(guó)時(shí)代中山王墓出土的建筑規(guī)劃平面圖b) 根據(jù)銅板整理出來的平面圖（按1：500繪制） Wang chenggang5/24南朝宋炳（公元367—443年）著《畫山水序》，投影原理圖 Wang chenggang6/24北宋李誡（？—1110年）編36卷《營(yíng)造法式》繪圖570余幅 Wang chenggang7/24《營(yíng)造法式》中圖樣 Wang chenggang8/24宋代蘇頌（1037-1101）的《新儀象法要》（1089年）中的機(jī)械圖 Wang chenggang9/24宋代鄭樵（1104—1162年）在《通志》中的圖學(xué)思想“凡此十六類， 有書無圖，不可用也”：“星辰之次舍，日月之往來，非圖無以見天之象”。“山川之紀(jì)，夷夏之分，非圖無以見地之形”。“凡宮室之屬，非圖無以作室”。“凡器用之屬，非圖無以制器”。“為車旗者，…非圖無以明章程”。“為衣服者， …非圖無以明制度”。“為壇域者， …大小高深之形，非圖不能辨”。“為都邑者， …內(nèi)外輕重之勢(shì)，非圖不能紀(jì)”。“為城筑者， …非圖無以明關(guān)要”。“為田里者， …非圖無以別經(jīng)界”。 … …“通古今者， …非圖無以通要”。“別物名者，非圖無以別要”。“明書者， …非圖無以明”。“ 圖譜之學(xué)不傳，則實(shí)學(xué)盡化為虛學(xué)矣”。“ 索象于圖，索理于書”。 Wang chenggang10/24元代薛景石（1280—1368年）的《梓人遺作》中的紡織機(jī)械圖 Wang chenggang11/24元代王禎的《農(nóng)書》（1313年）中有農(nóng)業(yè)機(jī)械圖樣258幅 Wang chenggang12/24元代王禎的《農(nóng)書》中的農(nóng)業(yè)機(jī)械圖樣 Wang chenggang13/24元代王禎的《農(nóng)書》中的農(nóng)業(yè)機(jī)械圖樣 Wang chenggang14/24外國(guó)古代的工程圖古羅馬建筑師維特魯威維亞（Vitruvius Pollio創(chuàng)作時(shí)期為公元前27年左右）的《建筑十書》（1522年出版） Wang chenggang15/24古羅馬建筑師維特魯威維亞（Vitruvius Pollio創(chuàng)作時(shí)期為公元前27年左右）的《建筑十書》（1522年出版） Wang chenggang16/24意大利著名畫家及工程師達(dá)•芬奇（Leonardo da Vinci 1452—1519）的工程畫 Wang chenggang17/24德國(guó)的阿格里科拉（Georgius Agricola 1494—1555）的《冶金論》 Wang chenggang18/24蒙日《畫法幾何學(xué)》及教育思想簡(jiǎn)介蒙日生平加斯帕蒙日(Gaspard Monge 1748—1818)法國(guó)著名科學(xué)家，在幾何學(xué)、數(shù)學(xué)分析、化學(xué)、物理學(xué)、機(jī)械制造等方面都有很高的造詣． Wang chenggang19/24蒙日先在家鄉(xiāng)一所天主教所設(shè)的學(xué)堂學(xué)習(xí)，后轉(zhuǎn)學(xué)里昂，18歲畢業(yè)，留校教物理課．這年夏天回家，他自制測(cè)繪工具，畫了一幅大比例的博恩平面圖，得到一位工程兵軍官的賞識(shí)，推薦他去梅濟(jì)耶爾皇家工程學(xué)校學(xué)習(xí)．此校培養(yǎng)設(shè)計(jì)軍事工程的軍官，因?yàn)樗皇琴F族子弟，只能接納他做一名繪圖員兼技工，繪制防御區(qū)的平面圖，制作建筑的模型．這使他失望，但沒有自餒，他勤學(xué)苦練，并聽些允許聽的課，他的繪圖能力進(jìn)步很快．不到一年，他請(qǐng)求參加一項(xiàng)防御工事掩蔽體的設(shè)計(jì)，他不用當(dāng)時(shí)慣用的計(jì)算法，而采取圖解法，迅速地完成了任務(wù)．經(jīng)過審核，確認(rèn)他的方法嚴(yán)密，結(jié)果正確．這是他邁向畫法幾何學(xué)的第一步，歲畢業(yè)，留校教物理課．這年夏天回家，他自制測(cè)繪工具，畫了一幅大比例的博恩平面圖，得到一位工程兵軍官的賞識(shí)，推薦他去梅濟(jì)耶爾皇家工程學(xué)校學(xué)習(xí)．此校培養(yǎng)設(shè)計(jì)軍事工程的軍官，因?yàn)樗皇琴F族子弟，只能接納他做一名繪圖員兼技工，繪制防御區(qū)的平面圖，制作建筑的模型．這使他失望，但沒有自餒，他勤學(xué)苦練，并聽些允許聽的課，他的繪圖能力進(jìn)步很快．不到一年，他請(qǐng)求參加一項(xiàng)防御工事掩蔽體的設(shè)計(jì)，他不用當(dāng)時(shí)慣用的計(jì)算法，而采取圖解法，迅速地完成了任務(wù)．經(jīng)過審核，確認(rèn)他的方法嚴(yán)密，結(jié)果正確．這是他邁向畫法幾何學(xué)的第一步， 1769 年，23歲的蒙日以普通教師的身份，接替數(shù)學(xué)教授歲的蒙日以普通教師的身份，接替數(shù)學(xué)教授C ．博敘(Bossut)任教，但對(duì)于設(shè)計(jì)制圖方法，限制他只準(zhǔn)在課堂內(nèi)講述，對(duì)外密．任教，但對(duì)于設(shè)計(jì)制圖方法，限制他只準(zhǔn)在課堂內(nèi)講述，對(duì)外密． Wang chenggang20/24蒙日1775年，皇家工程學(xué)校授予他“皇家數(shù)學(xué)和物理學(xué)教授”學(xué)銜．29歲1775年，皇家工程學(xué)校授予他“皇家數(shù)學(xué)和物理學(xué)教授”學(xué)銜．29歲1783年他被任命為法國(guó)海軍學(xué)員的主考官．1792年共和國(guó)成立，蒙日擔(dān)任海軍部長(zhǎng)．1795年元月世界第一所高等師范學(xué)校開學(xué)(現(xiàn)名巴黎高等師范學(xué)校)，蒙日講授畫法幾何學(xué)(géométrie descriptive，由蒙日命名)1795年元月世界第一所高等師范學(xué)校開學(xué)(現(xiàn)名巴黎高等師范學(xué)校)，蒙日講授畫法幾何學(xué)(géométrie descriptive，由蒙日命名)，助教為著名的科學(xué)家J．傅里葉(Fourier)和S．F．拉克魯瓦(Lacroix)．講授內(nèi)容的速記稿隨后在該校�？l(fā)表，但對(duì)外保密．助教為著名的科學(xué)家J．傅里葉(Fourier)和S．F．拉克魯瓦(Lacroix)．講授內(nèi)容的速記稿隨后在該校校刊發(fā)表，但對(duì)外保密． Wang chenggang21/24蒙日1797年被任命為綜合工科學(xué)校總監(jiān)(校長(zhǎng))．1799年11月9日,拿破侖霧月政變，任命蒙日為元老院終身議員，后任議長(zhǎng)1799年11月9日,拿破侖霧月政變，任命蒙日為元老院終身議員，后任議長(zhǎng)．1808年蒙日被封為佩呂斯伯爵(佩呂斯(Péluse)為埃及古文化遺址地名)．1808年蒙日被封為佩呂斯伯爵(佩呂斯(Péluse)為埃及古文化遺址地名)．1798年《畫法幾何學(xué)》的保密令經(jīng)他的學(xué)生們的吁請(qǐng)而取消，在研究院公開出版.1798年《畫法幾何學(xué)》的保密令經(jīng)他的學(xué)生們的吁請(qǐng)而取消，在研究院公開出版. Wang chenggang22/24蒙日蒙日的《畫法幾何學(xué)》剛一出版，立即為英國(guó)陸軍部取得，不久即在軍官學(xué)校講授這一科目。蒙日的《畫法幾何學(xué)》剛一出版，立即為英國(guó)陸軍部取得，不久即在軍官學(xué)校講授這一科目。在美國(guó)也和英國(guó)一樣，陸軍當(dāng)局很快注意到畫法幾何學(xué)。1816年，招聘曾在綜合工科學(xué)校學(xué)習(xí)在拿破侖軍隊(duì)中當(dāng)過炮兵軍官的克魯茲(Crozet)為陸軍軍官學(xué)校的教官。在美國(guó)也和英國(guó)一樣，陸軍當(dāng)局很快注意到畫法幾何學(xué)。1816年，招聘曾在綜合工科學(xué)校學(xué)習(xí)在拿破侖軍隊(duì)中當(dāng)過炮兵軍官的克魯茲(Crozet)為陸軍軍官學(xué)校的教官。1810年秋彼得格勒交通運(yùn)輸軍事工程學(xué)校開始教學(xué)。蒙日誕辰240周年(1986)時(shí)，中國(guó)工程圖學(xué)學(xué)會(huì)譯《蒙日畫法幾何學(xué)》出版蒙日誕辰240周年(1986)時(shí)，中國(guó)工程圖學(xué)學(xué)會(huì)譯《蒙日畫法幾何學(xué)》出版 ． Wang chenggang23/24蒙日 《畫法幾何學(xué)》的主要觀點(diǎn)及教育思想其一，創(chuàng)設(shè)學(xué)科，志在興邦蒙日認(rèn)為：要振興法國(guó)，當(dāng)務(wù)之急是變革教育，特別要不失時(shí)機(jī)地利用在革命的“有利時(shí)機(jī)”取得需要的人力物力，搞好工程技術(shù)教育和普及教育。緒論中，他開卷明義，第一句話就指出，一切教育措施，都是“為了使法國(guó)擺脫長(zhǎng)期以來對(duì)外國(guó)工業(yè)的依賴”，，就是要“對(duì)國(guó)民工業(yè)的進(jìn)展做出貢獻(xiàn)”。 Wang chenggang24/24其二，早期教育，可望有成蒙日在《畫法幾何學(xué)》中指出：“如果考慮到所有中等城市設(shè)立的中學(xué)中有一些年滿12歲的少年打算將來從事某種技術(shù)職業(yè)， 使他們?cè)趦赡曛心苁艿礁鞣N作圖的訓(xùn)練和熟悉必不可少的關(guān)于大自然重要現(xiàn)象的知識(shí)，這種發(fā)展智力和養(yǎng)成精密細(xì)致習(xí)慣與情感的教育，無疑會(huì)對(duì)國(guó)民工業(yè)的進(jìn)展做出貢獻(xiàn)，而明顯地使他們養(yǎng)成習(xí)慣。”這種發(fā)展智力和養(yǎng)成精密細(xì)致習(xí)慣與情感的教育，無疑會(huì)對(duì)國(guó)民工業(yè)的進(jìn)展做出貢獻(xiàn)，而明顯地使他們養(yǎng)成習(xí)慣。”為了實(shí)現(xiàn)從小抓起的這一教育主張，蒙日反復(fù)地強(qiáng)調(diào):“首要的是讓那些理解能力強(qiáng)的青年熟悉畫法幾何學(xué)的應(yīng)用，使富家子弟有機(jī)會(huì)利用他們的財(cái)產(chǎn)為個(gè)人和國(guó)家作一些有益的事情，對(duì)于受到教育而無其他財(cái)富的子弟，也能使他們有機(jī)會(huì)在工作中得到尊重。” Wang chenggang25/24其三，注重實(shí)踐，循序漸進(jìn)他指出：“這門課，單憑課堂口授是沒有效果的。”因此，他對(duì)畫法幾何學(xué)課程教學(xué)的要求是：“必須把實(shí)踐練習(xí)與聽課結(jié)合起來”“必須把實(shí)踐練習(xí)與聽課結(jié)合起來”，“學(xué)生必須做畫法幾何學(xué)的作圖練習(xí)。在《畫法幾何學(xué)》之“畫法幾何與代數(shù)的比較”一節(jié)中，蒙日還指出：對(duì)于初學(xué)畫法幾何學(xué)者，只有通過大量的例題，使用直尺和圓規(guī)進(jìn)行作圖練習(xí)，才能取得經(jīng)驗(yàn)，習(xí)慣于各種特殊情況下，選擇最簡(jiǎn)單和最明了的表達(dá)方法。“只有通過大量的練習(xí)，學(xué)生才能明白”，“畫法幾何學(xué)的任何作圖法，解析法都能表達(dá)，而當(dāng)題目不超過3個(gè)未知數(shù)時(shí)，每一解析運(yùn)算，在畫法幾何學(xué)中都可看成是一個(gè)畫法步驟。” Wang chenggang26/24其四，注重能力，融會(huì)貫通蒙日把能力的培養(yǎng)融于知識(shí)的傳播之中，并根據(jù)畫法幾何學(xué)的特點(diǎn)，把 空間想象能力的培養(yǎng)看得高于知識(shí)的傳播。讓學(xué)生一踏進(jìn)畫法幾何學(xué)的大門，就使想象力習(xí)慣在廣漠無垠的思維空間中任意馳騁。讓學(xué)生一踏進(jìn)畫法幾何學(xué)的大門，就使想象力習(xí)慣在廣漠無垠的思維空間中任意馳騁。此外，蒙日在《畫法幾何學(xué)》課程的教學(xué)實(shí)踐中，深感教師的重要性，他指出，“在國(guó)民教學(xué)計(jì)劃中，只能講些簡(jiǎn)單而日常用到的內(nèi)容，但如果一個(gè)技術(shù)工作者，萬一遇上一道在學(xué)校里未學(xué)過的難題，除了向教師請(qǐng)教，還會(huì)問誰呢？而作為教師，如果沒有受過比一般知識(shí)更為廣泛的訓(xùn)練，他又怎樣能解決這些問題呢？”蒙日認(rèn)為這就要“擴(kuò)大教師的知識(shí)范圍，使具有各種技術(shù)中可能用到的某些知識(shí)。” Wang chenggang27/24蒙日《畫法幾何學(xué)》插圖 Wang chenggang28/24參考資料1.劉克明 工程圖學(xué)教育的楷模 《海軍工程學(xué)院學(xué)報(bào)》1997.3 (增刊)2.劉克明 楊叔子 中國(guó)古代圖學(xué)對(duì)現(xiàn)代工程圖學(xué)的貢獻(xiàn)《工程圖學(xué)學(xué)報(bào)》1999.33.劉克明 胡顯章 中西機(jī)械制圖之比較《工程圖學(xué)及計(jì)算機(jī)圖學(xué)》1995.1