商 鵬

（河北工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院，天津 300401）

0 引言

隨著新興技術(shù)的飛速發(fā)展與新工科建設(shè)的深入推進，各技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品設(shè)計的高效化、通用化、智能化提出了更高的要求。工程圖樣繪制與表達是工程技術(shù)人員完成產(chǎn)品設(shè)計的基本功，應(yīng)積極吸收新技術(shù)，豐富工程圖紙與模型的形式與內(nèi)容，滿足社會技術(shù)發(fā)展需求[1，2]。圖像識別與AR/VR等先進技術(shù)的發(fā)展與進步，都為傳統(tǒng)圖學(xué)與計算機和信息技術(shù)的深入融合提供了豐富的科技資源[3，4]。

1 研究背景與意義

由教育部高等學(xué)校工程圖學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會、中國圖學(xué)學(xué)會制圖技術(shù)專業(yè)委員會和中國圖學(xué)學(xué)會產(chǎn)品信息建模專業(yè)委員會主辦的“全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽”（簡稱“成圖大賽”）是目前工程制圖領(lǐng)域最權(quán)威的全國性賽事[5，6]。分析歷屆大賽考核的主要內(nèi)容，既包含傳統(tǒng)的尺規(guī)作圖，也包括計算機繪圖與結(jié)構(gòu)設(shè)計、三維建模、輕量化設(shè)計與3D打印。比賽的內(nèi)容充分做到了與時俱進，體現(xiàn)先進技術(shù)的發(fā)展需求與導(dǎo)向[7]。

綜合目前工程圖學(xué)教學(xué)與成圖大賽參與情況[8]可以看出：大賽的考核內(nèi)容反映當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容與工程應(yīng)用脫節(jié)；由于受客觀原因制約，河北工業(yè)大學(xué)參賽人數(shù)較少，時間尚短，尚未將先進成圖技術(shù)與理念融入課堂教學(xué)，師生參與積極性尚待提高。課程建設(shè)可以從這項比賽著手，從多個層面將比賽的經(jīng)驗融入課堂，進一步提高教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2 主要研究內(nèi)容

成圖大賽考核內(nèi)容包含制圖基本知識考核；構(gòu)型與設(shè)計方法、尺規(guī)繪制工程圖、計算機建模與成圖技術(shù)、輕量化設(shè)計與3D打印技術(shù)。圍繞大賽考核內(nèi)容，擬從以下幾方面展開課程建設(shè)工作。

（1）基于大賽宗旨與指導(dǎo)思想，提升課程培養(yǎng)目標(biāo)。隨著計算機應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，借助CAD軟件構(gòu)造三維模型并將其轉(zhuǎn)換成工程圖樣已成為現(xiàn)代化工程設(shè)計的一種常見方法和手段，學(xué)習(xí)并熟練地掌握先進的成圖技術(shù)和參數(shù)化、信息化建模技術(shù)已經(jīng)逐漸成為學(xué)習(xí)現(xiàn)代化工程制圖的重點[9，10]。課程培養(yǎng)目標(biāo)也應(yīng)在現(xiàn)有強調(diào)讀圖與繪圖能力的基礎(chǔ)上，強化學(xué)生借助現(xiàn)代化工具進行構(gòu)型與設(shè)計的能力，并強調(diào)建模方法與所建模型及工程圖樣的規(guī)范性。

（2）根據(jù)大賽考核內(nèi)容，完善教學(xué)內(nèi)容。結(jié)合大賽要求與課程建設(shè)目標(biāo)，優(yōu)化教材結(jié)構(gòu)；將重要國際制圖標(biāo)準(zhǔn)引入課程，開拓師生視野；增加構(gòu)型與測繪等實操環(huán)節(jié)，提升學(xué)生空間想象能力與創(chuàng)新構(gòu)型設(shè)計能力；增加工程案例，注意將工程實踐思維融入教學(xué)；將二維與三維CAD工具融入教學(xué)內(nèi)容，加強培養(yǎng)學(xué)生三維CAD模型與二維工程圖樣的轉(zhuǎn)化實施能力；努力實現(xiàn)工程圖學(xué)課程與后續(xù)機械設(shè)計、機械原理等課程的無縫銜接，既有利于學(xué)生理解繪圖與設(shè)計和加工的關(guān)系，又能夠增強學(xué)生的工程實踐意識，優(yōu)化提升教學(xué)效果。

（3）基于大賽對學(xué)生能力要求，優(yōu)化教學(xué)方法。促進課程的教學(xué)方式從傳統(tǒng)的“教的好”向“學(xué)的好”轉(zhuǎn)變，大賽能夠起到激發(fā)優(yōu)秀同學(xué)學(xué)習(xí)熱情的作用，指導(dǎo)教師可以分模塊、分階段組織強化訓(xùn)練。同時也會反哺正常班級課堂教學(xué)質(zhì)量的提高：采取精細化方式組織教學(xué)資源，針對不同種類和多樣化的教學(xué)目標(biāo)，在課堂教學(xué)的過程中以問題解答方法為指導(dǎo)、以習(xí)題驅(qū)動，通過課前預(yù)習(xí)、課中對重點知識講解、學(xué)生討論、教師引領(lǐng)總結(jié)、課后對知識進行拓展，形成以重點問題討論、習(xí)題解答、繪圖實踐、案例研究等驅(qū)動，以學(xué)生群體為教學(xué)主體的混合式創(chuàng)新教學(xué)模式，從而能夠充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。

（4）基于大賽對學(xué)生能力要求，改革課程考核方式。零件圖和裝配圖是工程圖學(xué)學(xué)習(xí)的重點，限于考試形式和時間，目前考核形式單一且不全面。基于大賽提出的“提高學(xué)生手工繪圖技能和使用現(xiàn)代工具（計算機繪圖）的能力”要求，以及大賽三維模型轉(zhuǎn)化為規(guī)范工程圖的考核形式，補充和完善現(xiàn)有考核方式，并完善學(xué)生成績構(gòu)成，形成知識與能力兼顧、客觀與主觀兼具的科學(xué)評價體系。

3 需解決的關(guān)鍵問題

關(guān)鍵問題1：如何將大賽經(jīng)驗反饋至教學(xué)環(huán)節(jié)。

本項目提出了“以賽促學(xué)、以賽促教、教學(xué)相長”多維度提升工程制圖課程建設(shè)的目標(biāo)，從培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與考核方式等多維度提出具體研究內(nèi)容。相信通過以上各項研究內(nèi)容的實施，可逐步將大賽經(jīng)驗融入教學(xué)過程，進一步優(yōu)化、提升教學(xué)效果。

關(guān)鍵問題2：教學(xué)環(huán)節(jié)如何兼顧拔尖人才培養(yǎng)與普適性。

通過校內(nèi)選拔的形式選出能力突出、積極性高的同學(xué)；通過興趣小組與開設(shè)實驗課的形式，拓展優(yōu)秀同學(xué)的知識與能力；在賽前由老師分模塊組織專門培訓(xùn)，進一步強化同學(xué)各項考點實操能力。同時拔尖人才的培養(yǎng)也會對其他同學(xué)的學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)熱情起到積極促進和帶動的作用。

4 課程建設(shè)的特色

為了解決工程圖學(xué)教學(xué)實踐中面臨的工程實踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)不充分、對外交流較少、學(xué)生學(xué)習(xí)主動性較低等問題，在全面把握河北省與全國“成圖大賽”的指導(dǎo)思想與宗旨的基礎(chǔ)上，提升課程培養(yǎng)目標(biāo)，開發(fā)新版教材，完善充實教學(xué)內(nèi)容，增設(shè)構(gòu)型、測繪、工程實訓(xùn)等教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)不同知識模塊特點采用多驅(qū)動混合式教學(xué)形式，全方位、多維度將大賽經(jīng)驗融合反饋至教學(xué)環(huán)節(jié)，深入優(yōu)化課程建設(shè)。相信通過以上環(huán)節(jié)的具體實施，工程制圖課程的教學(xué)效果將得到進一步優(yōu)化與提升。

5 推廣與應(yīng)用價值

本文提出“以賽促學(xué)、以賽促教、教學(xué)相長”多維度優(yōu)化工程圖學(xué)專業(yè)課程體系建設(shè)的思路，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)手段、考核辦法和教學(xué)策略等多個方面全方位提升教學(xué)質(zhì)量。將“成圖大賽”作為校際互動交流、效果檢驗、互相學(xué)習(xí)的平臺，將傳統(tǒng)工程制圖的教學(xué)內(nèi)容與競賽技術(shù)要求、工程實際需求以及國際先進教學(xué)思想緊密結(jié)合。本文提出的課程建設(shè)方案能夠適應(yīng)當(dāng)前工程設(shè)計和智能制造技術(shù)發(fā)展變化的需要，對于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力、圖樣的繪制與表達能力、構(gòu)型設(shè)計能力和使用智能制造技術(shù)的能力更加有效。全方位、多維度地推進并深化工程圖學(xué)以及相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革，一定能夠更好地培養(yǎng)出適應(yīng)未來工程實踐需要的應(yīng)用型一線卓越工程技術(shù)人員。