《现代工程制图》在线开放课程建设研究

李雪梅

（桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林 541004）

0 背景

当前随着大数据、物联网、人工智能等信息技术的迅猛发展，以工业4.0 为特征的第四次工业革命（ The Fourth Industrial Revolution）速度之快、范围之广、程度之深前所未有；区块链、人工智能、 机器人等一系列新兴突破技术涌现，制造、消费、运输和交付体系等传统的商务模式被颠覆、被重塑。时代的迭替，意味着教育领域的变革不仅仅是某种教学方法的创新与改革，而是教育理念、教育体系、教育数据及实现方式等教育全系统全生态的变革。专业建设作为“双万计划”和“国际工程教育认证”的关键和核心，是高等教育教学改革的重中之重。一流本科教育培养什么样的一流人才，一流课程、一流课堂建什么，怎么建？课程建设是教育教学改革的核心和重点。

1 现代工程制图课程面临的问题

现代工程制图课程面向大一新生开设，是工科专业重要专业基础课。本课程涉及的专业有机械设计制造及其自动化、机械电子、电子组装、汽车工程、电气工程及其自动化、电子信息类、自动化类、材料类、环境工程等，它是学生必须掌握的一门工程师的技术语言，也是进行产品设计、技术交流的一项基本技能，它由正投影理论、基本体和组合体三视图、机件的表达方法、零件图、装配图等内容组成。

目前《现代工程制图》资源丰富，建有各类精品课程平台不少，同名教材《现代工程制图》版本也非常之多，但也面临以下问题：

（1）目前制造业的发展倒逼制图课程教学内容。目前教材体系、内容还多以20 世纪50、60 年代内容为基础，生硬增加计算机绘图内容，如何对标国际先进教学模式，以高水平教材建设引领，与工程认证专业教学目标及课程体系改革相配合是其中重要问题之一。

（2）体现“两性一度”的《现代工程制图》教学资源建设不够。目前已有的丰富的立体教学资源，但学生在实践任务完成的过程中应能方便地参考如：行业标准、典型案例、范例、考核标准、电子教材等系统化、高阶化教学资源建设迫在眉睫，基于大数据和VR、AI 的基于工业级的“理实一体、项目导向、任务驱动”的多维度图形和结构教学资源平台建设是目前现代工程制图在线开放课程必须解决的任务。

（3）交互特色的一流工程图学课件服务线上线下教学模式改革力度不够。如何充分利用现代信息技术服务教学，在现有课件的基础上，开发具有交互特色的一流工程图学课件服务线上线下教学，利用“雨课堂”等教学工具，促进师生课前、课中、课后互动，改变传统课堂教学模式改革还待深入。

（4）如何深度挖掘现代工程制图学习大数据，实现教与学多种方式自由结合，改变时间与空间上的禁锢，实现学生自由灵活的学习方式，并通过多重形成性评价考核方式检验学习效果的课程目标还未达到。

本着以“理实一体、项目导向、任务驱动”为《现代工程制图》在线开放课程的教学理念和模式，结合大数据、VR 和工业级软件在线可编辑可重构多维教学课程资源建设。对现代制造工程对图学课程的要求、目标定位，课程内容优化，PPT 等多媒体进行制作、测试，全方位基于大数据解决多维度阶段性自测、在线作业及题解、线上与线下教学环节安排、课程测试与评价等。

2 现代工程制图在线课程建设实践

2.1 建设思路

结合教育部一流课程建设“双万计划”，我院双一流学科建设，《工程图学》课程改革的目标为：整合全校的工程图学课程教学，参照美国大多数高校采用的《Fundamentals of Graphics Communication》（第六版）内容，积极吸收和运用信息化的知识传播模式，推进教学内容、课程模式、教学方式改革，着力提高课堂教学效果，充分调动学生基于工程设计学科的工程图学课程的学习积极性。通过融合工业信息化为导向的教学手段，达到工程图学理论、实践、设计、创新的相互统一。

工程图学课程改革总体思路的出发是以学生为中心，遵循OBE 理念对教学环节进行反向设计，明确学生达到的标准是什么，如何达到要求，考核内容、方式是否科学有效。同时还让学生充分领略产品设计及图形表达等专业能力的魅力，充分调动学生学习专业知识的兴趣和动力，为学生完成后续专业学习打下坚实基础。

2.2 《现代工程制图》课程改革实践

（1）对标国内外先进的工程图学教学要求，参照美国大多数高校采用的《Fundamentals of Graphics Communication》（第六版）内容，积极吸收和运用信息化的知识传播模式，优化教学内容，重构工程制图教学内容，以一流教材建设推进教学内容改革。

（2）重构工程图例，设计案例，创新教学方法，基于大数据VR 重建教学资源，着力提高课堂教学效果，充分调动学生对于工程设计学科学习的积极性。如图1 所示。

（3）基于工业级的工程图学虚拟仿真平台课的建设，通过VR 的虚拟现实手段情景浸入式强化学生对工程、图学、设计的理解与掌握；通过结合我院的虚拟仿真区级实验平台，打造基于工程、图学、设计的工程图学虚拟仿真教学平台。使学校的培养目标与工业企业实际需求“无缝对接”。

（4）通过系列第二课堂设计，强化学生工程、图学、设计基本技能的训练；提高学生数字化创新设计的能力。通过融合工业信息化为导向的教学手段，达到工程图学理论、实践、设计、创新的相互统一。

图1 基于VR 的三维在线测量

数字化设计、智能化制造，3D 打印技术迅猛发展，引发行业巨变。在新兴和传统制造业并存的时代，《现代工程制图》课程在教学设计上如何考虑行业现状，与时俱进，科学有效训练学生正确的构形思维，适应现代设计方法和手段对图样表达的需求，在线开放课程建设理念、思路和具体措施都是值得深入研究探讨的。