基于CDIO的机械制图测绘项目化实施与探索

李艳萍 / 上海电机学院机械学院

基于CDIO的机械制图测绘项目化实施与探索

李艳萍 / 上海电机学院机械学院

为实现能力本位机械制图测绘课程的培养目标，本文提出基于CDIO的机械制图测绘项目化模式改革，从测绘项目设置、测绘过程实施和考评体系等方面进行探索与实践，并应用三维建模虚拟装配仿真，提高学生形象思维和抽象思维能力，培养学生的综合素质和工程能力，激发学生的学习热情和参与度，提高教学质量。

CDIO；机械制图测绘；项目化改革

机械制图测绘旨在进一步巩固学生制图基础知识，提高学生识读、绘图能力。CDIO工程教育模式为更好地培养学生综合运用理论知识解决工程问题的能力，已成为高校教育改革的重要内容之一。基于CDIO的能力本位机械制图测绘培养目标，以学生为主体，加以项目化驱动，将学生带入工程情境，激发学生的学习积极性，培养学生综合解决工程问题能力，提高教学质量。

1.机械制图测绘教学模式改革的必要性

传统的测绘教学模式存在诸多不足[1]：①有效教学手段缺乏。“黑板+粉笔”教学，课堂信息量少，不直观，学生在短时间内对测绘对象的工作原理及内部结构难以充分理解；多媒体教学也未能有效改善。②教学模式不灵活。以教师为中心，学生根据教师要求按部就班地进行手工绘图，忽视对零件设计、工艺结构、尺寸标注合理性等知识的理解和综合运用。③考评形式单一。以学生最终上交图纸的准确性及规范性定量评价，忽视学生的主体作用，扼杀了对学生创新意识的培养和个性发展。

为解决这些不足，引入CDIO工程教育理念，基于CAD三维建模和二维工程图表达，进行机械制图测绘项目化模式探索。

2.基于CDIO的测绘项目化模式探索

2.1 引入CDIO工程教育理念的测绘教学

CDIO（Conceive构思-Design设计-Implement实施-Operate运作）工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。以实践项目为整个教学过程载体、模块化组合设计、项目化案例化教学实施、小组合作团队完成等特点，强调知识、能力和素质的一体化培养[2]。将CDIO引入机械制图测绘项目化教学中，改善当前机械制图测绘教学现状，解决学生学习难和学不能致用的瓶颈问题。

2.2 基于CDIO的测绘项目设计

基于CDIO的测绘项目化模式教学，以学生作为实践的主体，教师为主导，利用三维CAD建模技术来辅助实际模型的测绘过程[3]。

借鉴基于CDIO的三级项目教学的思想[4]，构建出课内与课外实践相结合的项目教学体系。测绘项目设计应遵循以下原则：①项目可控制。项目要有利于开发学生学习的潜能，完成项目的时间、所花费的精力要可控制；②项目覆盖面广。在考虑设施设备等条件下，项目要整合课程内容，覆盖知识面广；③项目实践性强。依据学生的实际知识水平设计难易适度的项目，调动其积极性。另外，项目设计还应包含部分可自主探索学习的内容，培养学生创新意识和创新精神。如图1所示。

图1 基于CDIO的测绘项目化教学模式

3.基于CDIO的机械制图测绘项目化模式实施

机械制图测绘是紧随《机械制图》和《计算机辅助绘图》之后的实践性教学环节，本文以本校机械设计制造及其自动化专业的一个班级（40人）作为试点实施，以单级圆柱齿轮减速器为例说明基于CDIO的机械制图测绘项目化教学模式实施过程（见图2）。

图2 基于三维建模的单级齿轮减速器测绘流程图

项目准备阶段。每组学生了解单级圆柱齿轮减速器模型的作用、工作原理、零件组成等。通过多种手段，使学生建立感性认识的同时上升为理性认识，形成学生的直接经验知识。

第二个阶段，零件测绘和计算机三维零件建模。各组学生在拆卸零件后，利用工具对减速器零部件测绘，并借助三维CAD软件，对减速器进行零部件的三维建模实体造型。

第三阶段，三维装配过程。装配过程中对装配体各零件间进行干涉检测与间隙检测，对于出现的一些问题，学会思考寻找解决问题的方法。

第四个阶段，装配图和零件图生成。利用CAD软件工程图纸功能直接生成符合要求的减速器零部件与装配体模型的二维图纸，与教师讨论零件图及装配图的表达方案，并标注尺寸、序号，填写明细栏与标题栏等，进一步完善图纸其他内容，或者先将三维CAD软件生成的工程图转换成AutoCAD的DWG格式图，再进行装配图相关内容的完善和填补。

各项工作完成后，撰写项目报告，制作PPT，分组进行汇报。在整个CDIO项目的实施过程中，教师要加强对项目的督促和指导，突出学生主体地位的同时，掌控整个教学进程。

课程考评。一是将目标型评价转变为形成型评价，综合考核学生的基础理论知识、工程技术能力以及综合素质等；二是评价主体的多样化，充分调动学生主观能动性，引导学生自我评价与小组互评等，做到评价科学、客观、公正。

4 .结束语

本文引入能力本位的CDIO工程教育理念，进行“以学生为主体、教师为主导、学生间互助协作”的机械制图测绘项目化教学模式实施与探索。从测绘项目设计、项目过程实施和考评体系等多方面实施，并应用三维建模CAD虚拟装配仿真，提高学生机械制图能力，形象思维和抽象思维能力，激发学习兴趣，培养学生的工程实践能力和创新能力。基于CDIO的测绘项目化模式，活化教学，提高测绘教学质量，提升“应用型本科”人才培养质量。

［1］杨莉，郝育新，王建华.工程制图测绘教学模式的研究与实践[J].图学学报，2013, 34(1):116-119.

［2］郭长虹，马筱聪，李大龙，等.构建基于“卓越工程师教育培养计划”和CDIO的工程图学教学体系[J].图学学报, 2014,35(1):121-126.

［3］李明新.信息技术下应用SolidWorks软件辅助《机械制图》课程教学[J].煤炭技术，2013, 32（2）：238-240.

［4］ 杨国威.在制图测绘课程中开展项目教学法的研究[J].职业圈，2007,13: 84-85.