高征兵，秦永法，張軍，陳世棟

（揚州大學(xué)機械工程學(xué)院，江蘇揚州225127）

裝備人才培養(yǎng)

“卓越”模式下工程圖學(xué)實踐教學(xué)改革

高征兵，秦永法，張軍，陳世棟

（揚州大學(xué)機械工程學(xué)院，江蘇揚州225127）

從工程圖學(xué)在卓越工程師培養(yǎng)計劃中的地位出發(fā)，分析了工程圖學(xué)實踐教學(xué)的現(xiàn)狀，重新構(gòu)建了以尺規(guī)作圖、計算機繪圖、徒手畫圖及構(gòu)形設(shè)計并重的多階段的新實踐教學(xué)體系，并從考核方式以及改革的保障等方面提出了措施。

工程圖學(xué)；實踐教學(xué)；卓越工程師；繪圖

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”）旨在培養(yǎng)一大批創(chuàng)新能力、生產(chǎn)能力、管理能力強且具有良好職業(yè)道德的新型工程技術(shù)人才。2012年9月，我校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)獲得卓越工程師培養(yǎng)計劃項目。工程圖學(xué)是該專業(yè)卓越計劃中必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，它是產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢驗的技術(shù)資料，在卓越工程師培養(yǎng)計劃的過程中起著舉足輕重的地位。因此，如何采用高效的教學(xué)方法、教學(xué)手段培養(yǎng)出優(yōu)秀的卓越人才，是每一位圖學(xué)工作者首先所面臨的課題，對照培養(yǎng)目標(biāo)和我校工程圖學(xué)的現(xiàn)狀，作者對該課程的實踐教學(xué)進(jìn)行了全面改革，并在2015級新生中實施。

1 工程圖學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

我校機械類工程圖學(xué)分為理論和實踐兩部分，理論部分又分為工程圖學(xué)上、工程圖學(xué)下兩部分，工程圖學(xué)上主要講授傳統(tǒng)制圖內(nèi)容，安排在第一學(xué)期完成，共80學(xué)時；工程圖學(xué)下主要講授計算機繪圖內(nèi)容，安排在第二學(xué)期，共32學(xué)時。改革之前的實踐教學(xué)也是安排在第二學(xué)期，內(nèi)容是一周的時間用尺規(guī)繪制零件圖和裝配圖。

以這種模式對毫無工程背景的學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生可以較好地掌握制圖基礎(chǔ)理論，但對機械專業(yè)圖樣的表達(dá)和應(yīng)用是不能完全理解的，在后續(xù)涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計的課程及畢業(yè)設(shè)計的工程圖中都會出現(xiàn)多種錯誤。因此，結(jié)合專業(yè)特點和學(xué)生以后工作實際的需要，對工程圖學(xué)的實踐教學(xué)的改革是勢在必行的。

2 實踐教學(xué)改革

2.1 構(gòu)建新的實踐教學(xué)體系

目前計算機已滲透到各行各業(yè)，計算機繪圖已普及，但尺規(guī)作圖仍是教學(xué)的重點，是學(xué)生掌握制圖規(guī)范及繪圖的基本技能的最有效手段；計算機繪圖技術(shù)是一種繪圖環(huán)境和工具，是圖板和丁字尺的發(fā)展和延伸[1]。多年教學(xué)表明，能快速應(yīng)用計算機繪圖的同學(xué)都是較好地掌握了制圖規(guī)范和繪圖的基本技能的學(xué)生；在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計、機器測繪、技術(shù)交流等場合，經(jīng)常需要徒手圖，徒手圖可加速新產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)，有助于組織、形成和拓展思路；構(gòu)形設(shè)計是一種淡化設(shè)計和工藝的專業(yè)性要求，根據(jù)給定的條件構(gòu)思出不同結(jié)構(gòu)、不同形狀的組合體并畫出視圖，這種訓(xùn)練方法可以把空間想象、形體構(gòu)思和圖樣表達(dá)三者結(jié)合起來，對于空間想象能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)非常有利[2]。因此，新的實踐教學(xué)體系應(yīng)涉及到尺規(guī)繪圖、計算機繪圖、徒手畫圖及構(gòu)形設(shè)計等方面的內(nèi)容。

2.2 分學(xué)期多階段的理論和實踐教學(xué)

工程圖學(xué)是一門既有理論和實踐又涉及具體相關(guān)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，在大一第一學(xué)期講授完，學(xué)生只能掌握其中的畫法幾何及制圖基礎(chǔ)，對于機械圖，由于沒有感性認(rèn)識，部分內(nèi)容不能完全理解，從而使課程教學(xué)與后續(xù)的相關(guān)課程及課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)相脫節(jié)[3]。因此，要改變原有的傳統(tǒng)教學(xué)模式，以相關(guān)學(xué)科知識的滲透為出發(fā)點，將原有一學(xué)期講授的工程圖學(xué)上轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬W(xué)期階段式教育方式，并將工程圖學(xué)下，即計算機繪圖部分穿插在各階段進(jìn)行。具體做法為：

第一階段：在第一學(xué)期安排畫法幾何及制圖基礎(chǔ)，為金工實習(xí)奠定了一定的繪圖和讀圖能力；第二階段：在第二學(xué)期先安排金工實習(xí)，而金工實習(xí)又為后續(xù)的工程圖樣的學(xué)習(xí)提供了感性認(rèn)識；第三階段：在第三學(xué)期講授完公差與配合等專業(yè)基礎(chǔ)課后，安排制圖課程設(shè)計，這樣不僅使學(xué)生進(jìn)一步提高了繪圖技能，同時又能全面掌握機械圖樣內(nèi)容；其他階段：組織學(xué)生參加CAD高級輔導(dǎo)班、各類競賽活動、和專業(yè)教師共同指導(dǎo)含有結(jié)構(gòu)設(shè)計的畢業(yè)設(shè)計等工作，這樣學(xué)生可以將一些薄弱環(huán)節(jié)得以彌補、教師更清楚以后的教學(xué)側(cè)重點。這種分學(xué)期多階段的工程圖學(xué)（含計算機繪圖）的教育方式，在保證知識融會貫通的基礎(chǔ)上，使學(xué)生的繪圖能力、讀圖能力不斷得到提升?；谶@種模式，設(shè)置如表1所示的工程圖學(xué)實踐項目[4]。由于總的學(xué)時是一定的，大部分項目在課內(nèi)規(guī)定的學(xué)時是完成不了的，需要課外完成。對于計算機繪圖的項目，可在機房講授時作為練習(xí)完成。相應(yīng)實踐目的如表1所示：

表1 工程圖學(xué)實踐項目

（1）平面圖形的繪制：在講授完機械制圖基本知識后分別用徒手、尺規(guī)、計算機抄畫圓弧連接類平面圖形。實踐的目的要求學(xué)生熟悉有關(guān)圖幅、圖線、字體和尺寸標(biāo)注的制圖國家標(biāo)準(zhǔn)；學(xué)習(xí)正確使用包括計算機在內(nèi)的制圖工具以及徒手繪圖的方法；在對平面圖形尺寸分析和線段分析的基礎(chǔ)上掌握圓弧連接的作圖方法；培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍的作風(fēng)和畫圖習(xí)慣。

（2）組合體三視圖及軸測圖的繪制：在講授組合體三視圖（含軸測圖）時分別用徒手、尺規(guī)、計算機繪制三視圖及軸測圖；在講授完組合體的尺寸后，再完成較復(fù)雜的同類題目。實踐的目的要求學(xué)生學(xué)會布置三視圖的方法，學(xué)習(xí)運用形體分析法、線面分析法、恢復(fù)原形法分析、想象出組合體的結(jié)構(gòu)形狀，從而掌握組合體三視圖的畫圖、看圖、尺寸標(biāo)注以及由三視圖畫軸測圖的方法。

（3）組合體構(gòu)型設(shè)計：在講授完組合體視圖后分別用徒手、尺規(guī)完成組合體的構(gòu)型設(shè)計。該實踐的目的要求學(xué)生在某些限定條件下利用基本幾何形體或簡單形體構(gòu)建組合體圖樣。

（4）機件表達(dá)方法的應(yīng)用：在講授完機件表達(dá)方法后應(yīng)用尺規(guī)、CAD軟件表達(dá)機件。該實踐的目的要求學(xué)生在表達(dá)機件時，首先根據(jù)物體的具體結(jié)構(gòu)考慮讀圖方便，然后在完整、清晰表達(dá)機件形狀的前提下，采用適當(dāng)?shù)谋硎痉η笾茍D簡便。

（5）標(biāo)準(zhǔn)件和常用件的繪制：在講授完標(biāo)準(zhǔn)件和常用件后分別應(yīng)用尺規(guī)、計算機繪制應(yīng)用較多的標(biāo)準(zhǔn)件和常用件，如螺紋緊固件連接、齒輪嚙合等。實踐的目的要求學(xué)生掌握標(biāo)準(zhǔn)件和常用件的圖樣畫法和標(biāo)注方法，掌握應(yīng)用CAD軟件將三維圖形轉(zhuǎn)換為二維圖形后修改成為符合圖標(biāo)工程圖樣的方法。

（6）零件測繪：在講授完零件圖后，畫出實際零件草圖（徒手圖），然后根據(jù)零件草圖應(yīng)用計算機整理出零件圖。實踐的目的要求學(xué)生能夠認(rèn)識實際零部件的功能結(jié)構(gòu)和工藝結(jié)構(gòu)、學(xué)會使用常用的工具、量具測繪出實際零件的相關(guān)數(shù)據(jù)、確定它的技術(shù)要求，最后畫出符合要求的零件工程圖。

（7）裝配體測繪（課程設(shè)計）：在講授完裝配圖后，要求學(xué)生選擇一個具有30種左右零件的裝配體模型中完成以下環(huán)節(jié)：①裝配體的拆裝；②繪制裝配示意圖、測繪并徒手繪制非標(biāo)準(zhǔn)件和常用件的零件草圖；③用尺規(guī)繪制完整的非標(biāo)準(zhǔn)件和常用件的零件工程圖；④在三維軟件SolidWorks或Pro/E中對各零件進(jìn)行建模、裝配并生成爆炸圖；⑤在上述三維軟件中將裝配體轉(zhuǎn)換為二維圖形并修改、添加明細(xì)欄、序號等各種標(biāo)注后形成符合國標(biāo)的二維裝配工程圖樣。通過這樣的綜合實踐，進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生的拆裝能力、測量工具的使用能力、繪圖能力（尺規(guī)、計算機）、查閱文獻(xiàn)的能力及協(xié)作能力，培養(yǎng)了學(xué)生的工程設(shè)計能力。

（8）其他項目：在講授工程圖學(xué)課程的同時，學(xué)校舉辦多種活動，如組織學(xué)生參加尺規(guī)繪圖競賽、華東地區(qū)CAD大賽、全國大學(xué)生先進(jìn)成圖與建模創(chuàng)新大賽及CAD高級輔導(dǎo)班、CAD技能等級考試培訓(xùn)班等等。通過這些活動拓展了同學(xué)們工程圖學(xué)的知識面，培養(yǎng)了同學(xué)們對工程圖學(xué)的興趣愛好，提升了同學(xué)們的讀圖能力、創(chuàng)新能力、設(shè)計能力和動手能力。

2.3 實踐教學(xué)考核

實踐成績考核應(yīng)盡可能貫穿整個實踐教學(xué)過程，應(yīng)較全面地體現(xiàn)學(xué)生的繪圖技能、讀圖能力以及動手能力。對于徒手圖、尺規(guī)圖主要從布圖、線型、表達(dá)方案、尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求書寫等方面進(jìn)行評定；對于CAD繪圖除上述評定要求外，還應(yīng)該從過程、答辯等方面進(jìn)行綜合評定。實踐成績由徒手圖（10%）、尺規(guī)作圖（50%）、CAD繪圖（40%）三個項目組成，采用百分制。如果其中有一個項目不合格，則實踐成績不合格，重修時只需要完成不合格的項目。

3 改革的保障措施

3.1 實現(xiàn)開放式實驗室

由于每個學(xué)生的基礎(chǔ)不一樣，在規(guī)定的時間內(nèi)不能完成實踐內(nèi)容，同時也有同學(xué)想進(jìn)一步拓展自己的繪圖技能，這就要求學(xué)校提供必要的硬件保障，其中開放繪圖室和計算機室是非常必要的。繪圖室可以和模型陳列室、測繪室合用，在其中畫圖能找到類似的模型，有助于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，而且在專用的繪圖桌椅上畫圖還可以提高繪圖質(zhì)量。同樣開放計算機室能使學(xué)生更好地掌握計算機繪圖軟件及提升計算機繪圖技能。

3.2 加強師資隊伍建設(shè)

工程圖學(xué)雖是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，但它含有較強的專業(yè)性，這就要求工程圖學(xué)教師應(yīng)具有相應(yīng)的專業(yè)知識和實踐能力。但大多數(shù)工程圖學(xué)教師只擔(dān)任制圖類課程的教學(xué)，教師隊伍缺乏實際設(shè)計經(jīng)驗、科研經(jīng)歷不足是大部分制圖教師的現(xiàn)狀[5]。因此，工程圖學(xué)教師除了應(yīng)掌握專業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢外，還應(yīng)積極參與生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、科研等工作，這樣教師無論在理論教學(xué)還是在實踐教學(xué)中都能做到得心應(yīng)手，從而培養(yǎng)出具有優(yōu)秀工程素質(zhì)的學(xué)生。

4 結(jié)束語

以卓越工程師培養(yǎng)計劃為目標(biāo)，將傳統(tǒng)的機械制圖和計算機繪圖融為一體、將單課程教育變?yōu)榉蛛A段全程教育的工程圖學(xué)的實踐教學(xué)改革，圍繞徒手圖、尺規(guī)圖、CAD繪圖、構(gòu)型設(shè)計的教學(xué)體系而展開。這種教學(xué)模式提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更好地培養(yǎng)了學(xué)生的看圖能力、畫圖能力、創(chuàng)新構(gòu)型能力和工程設(shè)計能力，增強了學(xué)生以后工作的適應(yīng)能力，能較好地滿足社會的需求。

[1]裴善報.機械制圖課程教學(xué)改革與實踐[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2010，27（3）：128－129.

[2]大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2007.

[3]丁茹.從畢業(yè)計看工程圖學(xué)全程教育問題[J].遼寧商務(wù)職業(yè)學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2003（04）：83－84.

[4]袁玉紅，鄭繼明，李波，等.卓越工程師培養(yǎng)計劃下機械制圖課程實驗教學(xué)改革的探討[J].中國機械，2015（02）：187－189.

[5]舒宏，胡清泥，高菲.中日機械制圖教材的比較及對教學(xué)改革的啟示[J].工程圖學(xué)學(xué)報，2010（04）：166－171.

Engineering Graphics Qractice Teaching Reform in the Excellence Mode

GAO Zheng-bing，QIN Yong-fa，ZHANG Jun，CHEN Shi-dong
（College of Mechanical Engineering，Yangzhou University，Yangzhou Jiangsu 225127，China）

From the status of engineering graphics in PETOE，analyze the present situation of the practice teaching of engineering graphics，rebuild the new multistage practice teaching system laying equal stress on construction with ruler and compasses，computer graphics，freehand drawing and configuration design，put forward reform measures from examination modes and reform of the security.

engineering graphics；practice teaching；excellent engineers；drawing

G642.0

A

1672-545X（2017）06-0247-03

2017-03-02

揚州大學(xué)2016年教改課題《面向卓越工程師培養(yǎng)的工程圖學(xué)實驗教學(xué)改革與實踐》（YZUJX2016-30C）

高征兵（1970-），男，江蘇南京人，講師，碩士，研究方向：工程圖學(xué)及CAD.