面向卓越计划的工程图学课程教学改革与实践

李迎春+徐芳+李华+谢建军+潘为民

摘 要 根据卓越工程师的培养目标及要求，针对河南科技大学工程图学课程教学现状，从教学内容、教学模式、考核方法等多方面进行改革与实践。

关键词 卓越计划；工程图学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）24-0104-03

Teaching Reform and Practice of Engineering Graphics for Excellent Engineer Training Program//LI Yingchun， XU Fang， LI Hua， XIE Jianjun， PAN Weimin

Abstract According to training objectives and requirements of the Excellent Engineer Training Program， the discussion was in view of

the teaching situation of engineering graphics course in our college. The teaching reform and practice of engineering graphics was carried

out around the content of curriculum， teaching methods， examination

forms and so on.

Key words preeminent plan； engineering graphics； teaching reform

1 前言

2010年6月，教育部启动“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），该计划旨在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，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[1]。该计划对工科高校人才培养提出新的更高要求，如何培养出具有工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力的卓越人才，是每一所卓越计划试点高校所面临的课题[2-5]。

河南科技大学是卓越计划试点高校之一，至2016年，已有机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、金属材料工程、自动化、车辆工程、农业机械化及其自动化专业等14个本科专业入选卓越计划，涉及机械类、近机类、非机类专业。工程图学课程作为工科学生接触的第一门专业技术基础课，它是在正投影理论的基础上，借助图形表达来培养学生的创新思维能力和工程素养。但由于在开设本课程之前学生尚未进行金工实习，缺乏基本的工程背景知识，因此，單单采用传统的教学模式和教学内容已不能满足对人才培养的需求，应对工程图学以往的教学方法和教学体系进行相应调整。

为此，笔者针对河南科技大学该课程教学现状，以机械专业卓越工程师教育培养计划目标为依据，从教学内容、教学模式、考核方法等多方面对工程图学课程进行全面改革。

2 从培养目标出发，合理规划工程图学课程教学内容，突出工程意识和创新能力培养

卓越计划更加注重培养学生的工程能力、创新能力[1]，在教学学时不断缩减的情况下，适度削减了画法几何中点、线、面的投影理论知识，去除了画法几何中直线与平面的相对位置、平面与平面的相对位置、投影变换等在制图部分应用极少的图解法内容。由于在GB/T 16675.1—1996《技术制图·简化表示法·第1部分：图样画法》中规定，相贯线可用模糊画法或近似画法代替，因此适当降低了截交线和相贯线的教学难度。在减少传统画法几何及制图基础内容的同时，增加三维造型内容，在基本体及表面交线讲完之后，增加基本体的三维造型内容，使学生掌握基本体及简单形体的造型方法，利用拉伸、旋转、除料、放样等方法构建在截交线、相贯线学习中遇到的实体模型，加深对这部分内容的理解；在组合体部分增加组合体的三维造型及构型练习，加强对学生构型创新能力的培养。学生在造型时需要先看懂所给的视图，这对提高读图能力也有很大帮助。

对机械制图部分，由于大一学生缺乏工程背景知识，加之有很多标准规定学起来无趣、困惑，学习效果不尽如人意，教师也有“教不动、教不会”的感觉。为此，在教学机械制图部分基本内容时，课前、课后播放一些相关的视频资料，如螺纹的加工、砂型的制作、齿轮的加工成型方法、键槽的加工等，使学生对标准件、常用件及工艺结构有个感性认识；带领学生参观轴承陈列馆，使学生对轴承的组成、种类及使用工况有大致了解；讲装配结构的合理性时补充一些常见的装配结构的图例及说明并发布在QQ群里，通过这些手段增加学生的工程背景知识，提高学生学习这些机械工程基础知识的兴趣。

3 以问题为导向，构建以教师为主导、以学生为主体的探究型教学方法

以往的工程图学授课方式是“教师讲、学生听”的填鸭式教学，学生学习被动，兴趣不高。在“卓越班”教学过程中，着力推动基于问题的学习，每一章节编写学习单并提前印发给学生，学习单分为共同研读、合作探究、巩固提升三部分（图1）。共同研读部分以提纲、图例等形式列出学生应掌握的知识点，并提出一些相应的思考问题，使学生带着问题去学习，课堂上就学生提出的一些共性问题、难点进行重点讲解；合作探究部分主要以加深理解和拓宽所学知识、培养学生的合作意识和团队精神为宗旨，以小组为单位查找并提交一些学习资料，如查阅标准全文，归纳总结所学知识点，下载一些有关螺纹、齿轮、轴承加工的视频，学生相互校核大作业等；巩固提升部分通过一些典型例题和工程实例，让学生将所学知识灵活运用到解决实际工程问题方面，以培养学生分析问题和解决问题的能力。整个教学过程都是以学生为中心，学生由被动接受者转变为主动学习者，大大提高了学生学习的自主性，增强了教学效果。endprint

4 探索项目驱动课程教学模式，构建多种形式的学用融合实践载体

将学生分组，组成六个研究性学习小组[6]。为便于研究性小组开展学习讨论，尝试采用项目驱动[7]的课程教学模式，建立“点线面问题一题多解”“截切立体的投影”“相贯立体的投影”“组合体的构型及制作”“机件表达方法综合训练”“零件图视图选择”“装配合理结构”等多个项目，每个项目分别涵盖相应的教学内容。例如：在“截切立体、相贯立体的投影”项目中，让学生去观察、发现生活中的截切体和相贯体，并用视图正确表达，图2即为学生观察到的部分形体；在“组合体的构型及制作”项目中，学生自己动手制作习题集中的模型（图3）；在“零件图视图选择”项目中，采用讨论式教学方法，先组织学生分组讨论，引导学生运用所掌握的知识进行自己的设计表达，得到不同的表达方案（图4），然后分析比较各种表达方案的优缺点，最后由学生自己得出一个最佳方案。

利用学院“双创基地”增加3D打印开放性实验，通过实验，普及3D打印知识，学生对机械零部件的空间构型也有了更深刻的理解。图5为学生制作的支架、壳体、小挂件、装饰件等模型。通过这些，给学生搭建多种形式的学用融合的实践平台。

5 完善实践教学环节，增强动手实践训练和综合实践训练

卓越计划注重培养学生解决实际工程问题的能力和动手能力，为此开展为期一周的零部件测绘实训课程设计，内容包括拆装零部件、零件测绘、装配图的绘制、计算机绘图，以拓宽工程图学课程的教学空间。拆装零部件训练让学生了解零部件的用途、工作原理、装配关系、装配工艺，培养学生对零件结构的分析能力；零件测绘训练学生选择合理的表达方案、规范标注尺寸，着重培养学生的知识应用能力和动手能力；装配图的绘制训练学生选择合理的装配图表达方案，强化学生的绘图能力；计算机绘图训练将工程设计与二维、三维CAD技术结合起来，完成零件图和装配图的绘制，让学生在实践中学到现代设计方法，培养学生的综合设计能力和运用机械工程基础知识表达复杂机械工程问题的能力。

具体实施时以学习小组为单位，根据测绘任务指导书，每位学生负责测绘不同的零件，小组成员共同讨论零件的表达方案，将测绘结果绘制成草图。教师以小组为单位，讲解、点评测绘及绘图过程中存在的问题，然后学生自行修改，修改后二人再相互校核，不断发现错误、纠正错误。通过这些过程，巩固所学知识，學生的成图质量大大提高，也增强了合作意识、团队精神。

6 改革考核方法，重点考核学生运用知识、分析问题、解决问题的能力

工程能力的提升、创新意识及工程素质的培养是一个长期积累的过程，灵活的培养过程和多样化的考核方法可以充分发挥学生学习的主动性、积极性和创造性。卓越班学生少，积极推进考核方式改革，将单一卷面考核改为多元考核，将以往的卷面与作业考核扩展为平时作业、平时测验、课堂讨论、绘图质量、构型设计、期末考试相结合的办法，重点考核学生运用知识、分析问题、解决问题的能力，形成多层次、多元化的考核模式，将综合考评成绩在总成绩中的占比由以往的20%提高到40%。

7 结语

面向卓越计划的工程图学课程教学改革已在15级、16级实施两年，课程以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，优化教学内容，推动基于问题的学习、基于项目的学习，加强实践环节，从工程实际出发，注重学生运用知识、分析问题、解决问题等能力的培养，将工程意识、创新意识引入教学各个环节，取得良好的教学效果和学生的高度评价，为卓越工程师的人才培养奠定坚实基础。

参考文献

[1]教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”[EB/OL].

[2010-06-23].http：//www.jyb.cn/high/gdjyxw/201006/t

20100623_369774.html.

[2]张丽萍，李兴田，程耀东，等.“卓越工程师”目标下的工程图学课程教学改革与实践[J].兰州交通大学学报，

2016，35（2）：140-142.

[3]高征兵，秦永法，张军，等.基于“卓越计划”的工程图学课程改革[J].装备制造技术，2014（9）：283-285.

[4]贾雨，王飞.面向卓越工程师培养的工程图学课程教学改革[J].实验科学与技术，2016，14（5）：95-98.

[5]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.

[6]梁艳书，丛萌，朱英杰.基于卓越工程师培养的工程图学课程教学模式的探索与实践[J].大学教育，2016（6）：132-134.

[7]冯冬菊，王丹虹，徐占国.基于项目驱动的机械制图教学改革[J].实验室科学，2012，15（3）：25-27.endprint