李艷萍 / 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院

基于CDIO的機(jī)械制圖測繪項目化實施與探索

李艷萍 / 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院

為實現(xiàn)能力本位機(jī)械制圖測繪課程的培養(yǎng)目標(biāo)，本文提出基于CDIO的機(jī)械制圖測繪項目化模式改革，從測繪項目設(shè)置、測繪過程實施和考評體系等方面進(jìn)行探索與實踐，并應(yīng)用三維建模虛擬裝配仿真，提高學(xué)生形象思維和抽象思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和工程能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和參與度，提高教學(xué)質(zhì)量。

CDIO；機(jī)械制圖測繪；項目化改革

機(jī)械制圖測繪旨在進(jìn)一步鞏固學(xué)生制圖基礎(chǔ)知識，提高學(xué)生識讀、繪圖能力。CDIO工程教育模式為更好地培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識解決工程問題的能力，已成為高校教育改革的重要內(nèi)容之一?；贑DIO的能力本位機(jī)械制圖測繪培養(yǎng)目標(biāo)，以學(xué)生為主體，加以項目化驅(qū)動，將學(xué)生帶入工程情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生綜合解決工程問題能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.機(jī)械制圖測繪教學(xué)模式改革的必要性

傳統(tǒng)的測繪教學(xué)模式存在諸多不足[1]：①有效教學(xué)手段缺乏?！昂诎?粉筆”教學(xué)，課堂信息量少，不直觀，學(xué)生在短時間內(nèi)對測繪對象的工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)難以充分理解；多媒體教學(xué)也未能有效改善。②教學(xué)模式不靈活。以教師為中心，學(xué)生根據(jù)教師要求按部就班地進(jìn)行手工繪圖，忽視對零件設(shè)計、工藝結(jié)構(gòu)、尺寸標(biāo)注合理性等知識的理解和綜合運(yùn)用。③考評形式單一。以學(xué)生最終上交圖紙的準(zhǔn)確性及規(guī)范性定量評價，忽視學(xué)生的主體作用，扼殺了對學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和個性發(fā)展。

為解決這些不足，引入CDIO工程教育理念，基于CAD三維建模和二維工程圖表達(dá)，進(jìn)行機(jī)械制圖測繪項目化模式探索。

2.基于CDIO的測繪項目化模式探索

2.1 引入CDIO工程教育理念的測繪教學(xué)

CDIO（Conceive構(gòu)思-Design設(shè)計-Implement實施-Operate運(yùn)作）工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。以實踐項目為整個教學(xué)過程載體、模塊化組合設(shè)計、項目化案例化教學(xué)實施、小組合作團(tuán)隊完成等特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)知識、能力和素質(zhì)的一體化培養(yǎng)[2]。將CDIO引入機(jī)械制圖測繪項目化教學(xué)中，改善當(dāng)前機(jī)械制圖測繪教學(xué)現(xiàn)狀，解決學(xué)生學(xué)習(xí)難和學(xué)不能致用的瓶頸問題。

2.2 基于CDIO的測繪項目設(shè)計

基于CDIO的測繪項目化模式教學(xué)，以學(xué)生作為實踐的主體，教師為主導(dǎo)，利用三維CAD建模技術(shù)來輔助實際模型的測繪過程[3]。

借鑒基于CDIO的三級項目教學(xué)的思想[4]，構(gòu)建出課內(nèi)與課外實踐相結(jié)合的項目教學(xué)體系。測繪項目設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：①項目可控制。項目要有利于開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能，完成項目的時間、所花費(fèi)的精力要可控制；②項目覆蓋面廣。在考慮設(shè)施設(shè)備等條件下，項目要整合課程內(nèi)容，覆蓋知識面廣；③項目實踐性強(qiáng)。依據(jù)學(xué)生的實際知識水平設(shè)計難易適度的項目，調(diào)動其積極性。另外，項目設(shè)計還應(yīng)包含部分可自主探索學(xué)習(xí)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。如圖1所示。

圖1 基于CDIO的測繪項目化教學(xué)模式

3.基于CDIO的機(jī)械制圖測繪項目化模式實施

機(jī)械制圖測繪是緊隨《機(jī)械制圖》和《計算機(jī)輔助繪圖》之后的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，本文以本校機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一個班級（40人）作為試點(diǎn)實施，以單級圓柱齒輪減速器為例說明基于CDIO的機(jī)械制圖測繪項目化教學(xué)模式實施過程（見圖2）。

圖2 基于三維建模的單級齒輪減速器測繪流程圖

項目準(zhǔn)備階段。每組學(xué)生了解單級圓柱齒輪減速器模型的作用、工作原理、零件組成等。通過多種手段，使學(xué)生建立感性認(rèn)識的同時上升為理性認(rèn)識，形成學(xué)生的直接經(jīng)驗知識。

第二個階段，零件測繪和計算機(jī)三維零件建模。各組學(xué)生在拆卸零件后，利用工具對減速器零部件測繪，并借助三維CAD軟件，對減速器進(jìn)行零部件的三維建模實體造型。

第三階段，三維裝配過程。裝配過程中對裝配體各零件間進(jìn)行干涉檢測與間隙檢測，對于出現(xiàn)的一些問題，學(xué)會思考尋找解決問題的方法。

第四個階段，裝配圖和零件圖生成。利用CAD軟件工程圖紙功能直接生成符合要求的減速器零部件與裝配體模型的二維圖紙，與教師討論零件圖及裝配圖的表達(dá)方案，并標(biāo)注尺寸、序號，填寫明細(xì)欄與標(biāo)題欄等，進(jìn)一步完善圖紙其他內(nèi)容，或者先將三維CAD軟件生成的工程圖轉(zhuǎn)換成AutoCAD的DWG格式圖，再進(jìn)行裝配圖相關(guān)內(nèi)容的完善和填補(bǔ)。

各項工作完成后，撰寫項目報告，制作PPT，分組進(jìn)行匯報。在整個CDIO項目的實施過程中，教師要加強(qiáng)對項目的督促和指導(dǎo)，突出學(xué)生主體地位的同時，掌控整個教學(xué)進(jìn)程。

課程考評。一是將目標(biāo)型評價轉(zhuǎn)變?yōu)樾纬尚驮u價，綜合考核學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識、工程技術(shù)能力以及綜合素質(zhì)等；二是評價主體的多樣化，充分調(diào)動學(xué)生主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生自我評價與小組互評等，做到評價科學(xué)、客觀、公正。

4 .結(jié)束語

本文引入能力本位的CDIO工程教育理念，進(jìn)行“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、學(xué)生間互助協(xié)作”的機(jī)械制圖測繪項目化教學(xué)模式實施與探索。從測繪項目設(shè)計、項目過程實施和考評體系等多方面實施，并應(yīng)用三維建模CAD虛擬裝配仿真，提高學(xué)生機(jī)械制圖能力，形象思維和抽象思維能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力?；贑DIO的測繪項目化模式，活化教學(xué)，提高測繪教學(xué)質(zhì)量，提升“應(yīng)用型本科”人才培養(yǎng)質(zhì)量。

［1］楊莉，郝育新，王建華.工程制圖測繪教學(xué)模式的研究與實踐[J].圖學(xué)學(xué)報，2013, 34(1):116-119.

［2］郭長虹，馬筱聰，李大龍，等.構(gòu)建基于“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”和CDIO的工程圖學(xué)教學(xué)體系[J].圖學(xué)學(xué)報, 2014,35(1):121-126.

［3］李明新.信息技術(shù)下應(yīng)用SolidWorks軟件輔助《機(jī)械制圖》課程教學(xué)[J].煤炭技術(shù)，2013, 32（2）：238-240.

［4］ 楊國威.在制圖測繪課程中開展項目教學(xué)法的研究[J].職業(yè)圈，2007,13: 84-85.