面向卓越工程师培养的工程图学课程的教学改革与实践

梁艳书 朱英杰 丛萌 郭桂梅 李蕊

摘要：卓越工程师培养计划是教育部启动的一项重大改革项目。根据“卓越工程师”的培养目标及要求，结合工程图学课程的特点，文章从教学方法、课堂内、外教学实践及考试方法等方面进行了与实改革与实践。

关键词：卓越工程师；工程图学；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）09-0040-02

“强国必先强教”，为进一步推进高等工程教育改革，提高学生的实践能力和创新能力，教育部于2010年6月率先启动了的一项重大改革项目“卓越工程师教育培养计划”。其主要目标是面向工业界、面向世界、面向未来，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。这对于加快经济发展方式的转变、实现未来我国经济社会的持续发展，将产生深远的影响。

天津商业大学作为天津市首批九个试点单位之一，于2011年启动实施了“卓越工程师教育培养计划”。同年，能源与动力工程专业开始招收第一批“卓越班”学生。今年，“卓越班”的第一批学生已走向工作岗位。经过大学4年的培养，他们将成为卓越工程师的优秀后备人才。

培养卓越工程师既要具备坚实的学科基础，又要注重实践能力的培养。“工程图学”课程作为“热能与动力工程专业”的核心技术基础课，是学生接触工程实践最早的一门课程，在培养学生的工程素质、实践能力、创新意识方面起着其他课程不可替代的作用，工程图学课程组经过几年的探索与实践，不断改进教学方法和手段，完善实践教育体系，优化实践育人环境。在实践中培养了学生正确的人生观、世界观和价值观，使学生的综合素质和创新能力切实得到了提高。

一、改进教学方法，提高学习有效性

1.采用引导式教学，提高学生参与意识。在教学中，应改变原有的“管、灌”模式，激发学生内在的学习动力。

“绪论”是本课程的第一堂课，看似简单的课程介绍，实际上要讲好并不是一件容易的事，需要老师要下一番功夫才行，因为它涉及到学生对本课程的了解、兴趣、对工程图学的重视程度，直接影响后面的教学。在绪论中我们直接引入“工程”的概念，介绍工程图学课程在工程、学科中所处的地位、作用，包含的内容。通过具体的实例：以输出轴等零件图为例，来说明工程图样在加工制造、检验、装配过程中起到的作用，为刚刚踏入校门的学生近距离接近专业，尽快提升对专业认识能力和兴趣，感悟专业特色和优势，收到了很好的效果。

2.成立研究性学习小组，采用项目教学法。“研究性学习小组”的教学模式起源于上世纪70年代的美国，它克服传统教学的弊端，提高了课堂教学效率。对于“卓越班”的学生，我们以4～5人为单位，组成研究性学习小组，在培养学生合作精神与人际交往能力的同时，突出学生在教学中的重要地位。为便于研究性小组的学习讨论，尝试采用基于项目的研究性教学模式，建立了“截切立体的投影”、“相贯立体的投影”、“平面图形尺寸标注”、“零件图尺寸标注”、“零件图视图选择”等多个研究项目，进行以问题为导向，以作业、专题研究报告、组织研讨课等为载体的教学模式的探索。在工程图学的课程设计中，同学们也是以小组为单位自选题目完成课程设计的任务，这在很大程度上能够锻炼同学们的分工合作与解决问题的能力。从选题时的“头脑风暴”，到方案的确定与实施，再到解决问题与成果展示，都需要小组的几名同学来共同完成。在整个研究性学习的过程中，学生始终拥有高度的自主性，能够对学习过程自我设计、自我控制，学生之间优势互补、充分发挥、实施自己的创意。而教师在学生学习过程中的干预和控制降低到最低限度，在必要时给予学生以研究方法的指点和支持，这样的教学方法大大提高了学生学习的自主性和教学效果。积极营造“宽而不懈，严而不死”的学习氛围。

二、加大课堂教学实践能力的培养

在传统的教学中，理论知识的传授占了很大的学时，这就导致理论与实际应用之间存在着严重的脱节，在后继的课程设计和毕业设计中对于工程图学课程所学的知识不能融会贯通，不能恰当、熟练的应用。为了能改变现状，应加强实践教学。实践教学包括课内外两个实践平台，对于刚刚进入大一的新生来说，课堂教学是教师传授知识的主要途径，是培养学生创新精神和动手能力的重要渠道。

1.构型设计训练。工程图学中的构型设计，是研究平面图形、立体和零件部件的几何形状、构成方式及设计方法，其重点是进行几何造型的训练。这种创意构型、形体表达的过程，对空间想象能力和创新能力的培养起着非常重要的作用。构型设计训练与相应的教学内容相一致。老师从学生们从熟悉的日常生活物品着手，进行训练，如家用电器、厨房用具等。在老师的指引下，学生们经历了一个由简单到复杂、循序渐进的过程，从平面图形、组合体，到零件图，最后是装配图。学生们把自己的“作品”当堂进行展示。在了解自己所学和生活实际的密切联系之后，学生们的兴趣得到了极大的提高，学生们的基础知识、工程意识和工程素质也经过有序的训练逐步得到了增强。

2.零部件测绘。零部件测绘是工程图学实践教学的一个重要环节。在课堂上开展的测绘实训中，学生们从测量最简单的零件——轴的尺寸开始，到盘盖类、箱体类零件及轴承等标准件，了解零件的结构。通过绘制工程草图，学生们理解了工艺结构的作用和要求，为后续专业课程的学习打下了基础，并向具备基本工程应用能力的“卓越工程师”又迈进了一步。

3.综合工程项目训练。综合工程项目训练是课程学习结束后培养学生工程素质的一项综合能力训练，是一次较为全面的设计与表达练习，它提倡学生们的独立思考与创造设计。根据课程的特点，每位学生按照老师的指定要求完成设计任务。设计题目可由教师指定，如减速箱、回油阀、柱塞泵等装配部件，也鼓励学生自由选取，由老师予以指导并进行审查。简单的设计可由个人独立完成，复杂的则需要几名学生制订计划、明确分工，共同合作完成。

三、为学生积极搭建课外实践平台

除了课堂教学，课程组还为“卓越班”学生积极参加课外科技创新活动提供了充足的实践机会，实现了学生将工程知识向工程能力的有效转化。

1.鼓励参加学校SRT项目。积极鼓励“卓越班”学生参加SRT——学生科研素质拓展项目，指导学生在SRT项目中全面应用所学的基础知识进行实际科研训练，在实践中学习新的专业知识和科研方法，提高在科研思维和实际动手方面的能力。近两年来，老师指导的SRT项目涉及的范围很广，如三维模型库的设计、折叠自行车的设计、自动洗碗机的设计等多个项目，其中自动洗碗机获批天津市大学生创业项目。通过SRT项目训练，学生还可学习多种收集科研、技术和产品信息的方法，加强英文科技学术文献阅读和写作方面的训练。部分学生将SRT中的研究成果申报了专利，还有一些同学将SRT的研究成果进一步拓展，成为了毕业设计中的主要研究方向。

2.积极参加学科竞赛和专业技能培训。对于学习工程图学课程的“卓越班”学生，老师积极鼓励他们考取专业技能证书并参加学科竞赛，这既是对学生学习成果的检验，又是培养“卓越班”学生实践能力与应用能力的良好机会。近年来，课程组组织、辅导“卓越班”学生参加了多种类型的技能竞赛，如“机械设计创新大赛”、“三维建模大赛”、“天津市投影制图竞赛”、“CAD竞赛”、“挑战杯”等。此外，学校还与天津工程图学学会一起开办了CAD等级考试一级、二级培训班，为“卓越班”学生参加专业技能培训创造了良好的条件。自2011年以来，先后有包括“卓越班”学生在内的800多名学生参加了培训，考取CAD等级证书的学生更是达到了千人以上，一定程度上满足了国家对于“卓越计划”学生培养的要求和社会对于应用型人才的需要。

四、改革考核方法

考核是对老师“教”和学生“学”的效果的一个检验。在以往评价体系下，大多数学生和教师追求的是“佳绩”，看重的是“考试结果”。要培养出未来的卓越工程师，应形成以素质提升为本、适应新时期社会需求的评价体系，因此，对学生知识的考核应从注重“学习成绩”向注重“学习成效”转变，从注重“考试结果”向注重“学习过程”转变，增强学生的学习主动性，提高学生的研究能力和工程实践能力。

为此，工程图学课程改革了考核的方式，降低期末考试成绩的比重，采用平时成绩和期末成绩各占50%的比例，并且平时成绩包括作业、提问、展示、答疑等多个环节，更重注考核学生解决实际问题的能力和综合知识的运用能力。

五、结束语

经过对教学方法和教学方式不断的探索和改革实践，“卓越班”的教学效果得到明显的提高，在近两年考核中，“卓越班”的平均成绩要比普通班学生高10分左右，优秀率和普通班之间也有明显差异。实践证明，“卓越工程师培养计划”作为高校培养创新型人才的有效载体，是一个系统工程。作为一名高校教师，应当根据社会进步和经济、科技的发展需求，及时调整教学内容和方法，使学生不仅从课堂上，而且从丰富的社会中获得知识，并且把学到的知识与社会需求对接。完善“卓越工程师”科技人才的培养模式，主动适应多元化和多样化的外部人才需求变化，教育改革和探索是无止境的，作为一名高等教育工作者任重而道远。

参考文献：

[1]教育部.卓越工程师培养计划[M].北京：中国教育出版社，2010.

[2]孙兰凤，梁艳书.工程制图[M].北京：中国高等教育出版社，2010.

[3]林健.构建工程实践教育体系 培养造就卓越工程师[J].中国高等教育，2012，（13）：15-17，30.

[4]沈贵鹏，朴珍.高校教师“教学卓越”的思考与探索[J].中国轻工教育，2013，（2）：10-13