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摘要： 本文从卓越工程师教育培养计划的特点出发，分析了工程图学教学中的不足，提出了工程图学教学改革的切入点，并从教学内容改革角度提出了基于卓越工程师培养的工程图学教学改革的重要途径。
关键词： 卓越工程师 工程图学 教学改革 教学内容
教育部“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）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，该计划具有三个特点：一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程能力和创新能力。
工程图学是许多工程类专业的基础课程，与生产实际结合紧密。但目前国内绝大多数高校的工程图学课程教学内容设置陈旧、教学方法单一、与工程应用结合不够紧密、对学生的工程能力和创新能力培养不足。为此，本文将结合多年的教学实践研究卓越工程师计划给工程图学课程教学提出的要求和挑战。
一、工程图学教学中的不足之处
工程图学具有教学内容抽象、实践性强的特点。工程图学的发展存在两个趋势：一是对投影理论等基础知识的要求降低；另一是对二维图形的计算机绘图能力的要求越来越高，同时有增加三维图形知识的倾向。卓越工程师计划的提出增强了这两个趋势，对工程图学的教学内容和教学方法也提出了新的要求。
目前工程图学处于传统教学与现代教育手段深度结合期，与传统的工程图学教学相比，多媒体课件的应用提高了课堂的教学效率，但其中也存在许多亟须改进的不足之处。
1.校内教学与工程实践的结合较差。该课程要求很强的实训性，掌握制图的基本知识和基本能力需要课后大量的作业训练，但目前学生实训严重不足。同时由于缺少工程实践经验，学生仅靠课堂教学难以掌握工程背景的部分知识。另外目前国内大多数高校工程图学的教学内容相对陈旧，与工程实践的结合比较松散。
2.随着招生规模的增加，教学资源、实验室建设严重滞后，影响了该课程的实践教学，从而影响了整体教学效果。
3.工程图学教学课程体系与有关专业技术基础课如机械设计、机械原理等课程的结合不够紧密，需要形成一体化的课程体系，并能够与课程设计、毕业设计等深度结合。因此有人认为工程图学教学中应以构形设计、创意设计为核心，在整个教学过程中大力应用CAD技术，让学生能设计绘制较简易的机械产品。
4.能力培养目标不够清晰，尤其是思维能力、创新能力、实践能力的培养在传统的教学中体现得不够多。有人主张工程图学课程是把图学知识和思维（特别是形象思维）训练有机结合的一门课程，在图学教育中应充分发挥课程特色，强化课程思维训练载体的作用［１］。
综上所述，由于在开设本课程之前学生尚有很多专业知识没有学习，加之中学课程缺少丰富的形象思维能力训练，仅仅采用传统的教学模式已不能满足对人才培养的需求［2］。
二、教学改革切入点
教育部在“卓越计划”实施意见中提出要从五个方面采取措施：一是构建高校与行业企业联合培养人才的新机制，企业由单纯的用人单位变为联合培养单位，高校和企业共同设计培养目标，制定培养方案，共同实施培养过程。二是以强化工程能力与创新能力为重点改革人才培养模式。三是改革完善工程教师职务聘任、考核制度。优先聘任有在企业工作经历的教师，教师晋升时要有一定年限的企业工作经历。四是扩大工程教育的对外开放。五是教育界与工业界联合制定人才培养标准。
因此工程图学的教学改革可以结合上面五方面的措施，从以下几个方面进行教学改革。
1.从与企业深度合作培养和强化工程能力方面考虑，工程图学教学应该结合工厂实习、生产实践等活动进行背景教学和实训操作。工程图学教学内容与生产实际联系密切，良好的工程背景知识有利于帮助学生掌握制图基本知识和基本技能。背景教学可以采取多种多样的企业合作教学形式，如生产实习、参观实训等，如可以安排学生到工厂参观各种零部件的制造、装配工艺过程。实训操作可以采取测量测绘、拆装训练等形式，如引导学生对部件的实物或模型进行拆装等。
2.从完善工程教师师资和扩大工程教育对外开放的角度，可以采取“双师型”教师的培养、聘用高级工程师合作教学等方式，加强卓越机械工程师的师资队伍建设。另外，也可采取派送教师到国外进行访问、学习、交流，聘请国外教师任教等方式扩大工程教育的对外开放程度。
3.从人才培养标准方面建立合理的工程图学卓越课程评价指标体系。该体系应能体现工程图学教学改革的发展趋势，反映卓越工程师对工程图学课程的要求。着重考核教学过程中企业合作的深度性、培养目标中的工程实践能力培养和创新能力培养以及教学内容的实践性。
三、教学内容改革是实现卓越工程师计划的重要途径
1.按照教学内容设置有序地增加工程实践背景知识。
大学一年级的学生缺乏工程背景知识，认识不到学习《工程图学》的重要性，也不了解学习这门课程的方法。尤其对机械制图部分，大多数学生不清楚这些知识的应用背景，学习兴趣淡薄，传统的教学模式无法提高学生的工程素养和工程意识，学习效果也就不尽如人意。
增加学生的工程实践背景知识可以通过下面两个途径实现：
（1）针对每部分知识增加相关的参观、实习等环节。
在学习机械制图部分基本内容前后都安排具有相应的工程背景的实践环节，进行工程意识和工程思维能力的培养。全部课程结束后再进行两周的部件测绘，加强画图和看图的基本技能的训练。合理安排实习的教学内容，整门课程大约需要三次左右的实习就可以实现，很多学校的校内实习工厂和校内实验室、校内模型室完全能够满足实习需要。
（2）利用课件、录像、三维造型软件等
引入工程背景知识的另一重要途径是课件、视频影像和三维造型软件。计算机技术和多媒体技术的发展，使得许多立体的、复杂的零部件结构和工艺过程都能够活灵活现地展现在教室中。精美的课件能增加表现力，静心剪裁的影像能帮助同学们了解生产，三维造型软件能够帮助同学们掌握产品设计和产品加工的过程。这些手段无疑会使课程内容和教学方式满足生产实际的需求，符合课程教学发展的趋势。 2.增加三维造型内容和在构型创新设计内容的教学量。
在工程图学教育中，加强对学生构型创新设计能力的培养有利于创造性思维的培养，同时也利于增强学生的空间想象能力和三维造型能力，对学生的画图能力和读图能力的提高都有很大的帮助。这一部分内容应结合模型和实训的教学方式，教学效果会更好。
三维造型内容能够利用三维造型软件构建空间概念，从体的角度分析和讲解物体的形成和投影，更加符合认知规律。另外三维图形比二维图形形象、易懂，学生更感兴趣。比如在组合体三视图时，利用三维造型软件展现组合体的叠加、切割和综合，能帮助深刻理解组合体的形成方式。
3.增强动手实践训练和综合实践训练。
综合设计项目是该课程教学内容中的一个重要部分，综合设计项目使学生运用自己在该课程中学到的理论和技能进行产品设计，从而激发学生对本学科的兴趣和热爱，提高学生的实践能力和创新意识，培养学生的团队合作精神［3］。
开展学生动手实训的课程设计、机械创新大赛、工厂实习等实践教学工作，拓宽工程图学课程的教学空间，丰富立体化的教学模式。完善教学实践环节，将创新意识切实引入教学各个环节之中。例如对实际生产中应用的部件（空气压缩机或减速器）进行测绘，包括测量、绘制草图、计算机绘图等。
综合性实践环节的内容包括拆装零部件、零件测绘、部装图的绘制、计算机绘图。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；零件测绘训练学生选择合理的表达方案、合理地选择标准尺寸，着重培养学生的知识应用能力和应用创新能力。部装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；计算机绘图训练学生利用AutoCAD绘图软件完成二维零部件工作图和装配图的绘制，培养学生的计算机绘图和计算机应用能力。
参考文献：
［1］徐健，张承谱，丁伯慧，等.高等工程教育体系中工程图学课程的改革刍议［J］.工程图学学报，2011（3）：86-90.
［2］王伟冰，张东梅，李玉菊.基于CDIO理念的新机械制图教学模式研究［J］.长春理工大学学报（社会科学版），2010，23（1）：171-172.
［3］徐滕岗.工程图学中的综合设计项目.东华大学学报（自然科学版），2010，36（4）：462-465.
关键词： 卓越工程师 工程图学 教学改革 教学内容
教育部“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）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，该计划具有三个特点：一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程能力和创新能力。
工程图学是许多工程类专业的基础课程，与生产实际结合紧密。但目前国内绝大多数高校的工程图学课程教学内容设置陈旧、教学方法单一、与工程应用结合不够紧密、对学生的工程能力和创新能力培养不足。为此，本文将结合多年的教学实践研究卓越工程师计划给工程图学课程教学提出的要求和挑战。
一、工程图学教学中的不足之处
工程图学具有教学内容抽象、实践性强的特点。工程图学的发展存在两个趋势：一是对投影理论等基础知识的要求降低；另一是对二维图形的计算机绘图能力的要求越来越高，同时有增加三维图形知识的倾向。卓越工程师计划的提出增强了这两个趋势，对工程图学的教学内容和教学方法也提出了新的要求。
目前工程图学处于传统教学与现代教育手段深度结合期，与传统的工程图学教学相比，多媒体课件的应用提高了课堂的教学效率，但其中也存在许多亟须改进的不足之处。
1.校内教学与工程实践的结合较差。该课程要求很强的实训性，掌握制图的基本知识和基本能力需要课后大量的作业训练，但目前学生实训严重不足。同时由于缺少工程实践经验，学生仅靠课堂教学难以掌握工程背景的部分知识。另外目前国内大多数高校工程图学的教学内容相对陈旧，与工程实践的结合比较松散。
2.随着招生规模的增加，教学资源、实验室建设严重滞后，影响了该课程的实践教学，从而影响了整体教学效果。
3.工程图学教学课程体系与有关专业技术基础课如机械设计、机械原理等课程的结合不够紧密，需要形成一体化的课程体系，并能够与课程设计、毕业设计等深度结合。因此有人认为工程图学教学中应以构形设计、创意设计为核心，在整个教学过程中大力应用CAD技术，让学生能设计绘制较简易的机械产品。
4.能力培养目标不够清晰，尤其是思维能力、创新能力、实践能力的培养在传统的教学中体现得不够多。有人主张工程图学课程是把图学知识和思维（特别是形象思维）训练有机结合的一门课程，在图学教育中应充分发挥课程特色，强化课程思维训练载体的作用［１］。
综上所述，由于在开设本课程之前学生尚有很多专业知识没有学习，加之中学课程缺少丰富的形象思维能力训练，仅仅采用传统的教学模式已不能满足对人才培养的需求［2］。
二、教学改革切入点
教育部在“卓越计划”实施意见中提出要从五个方面采取措施：一是构建高校与行业企业联合培养人才的新机制，企业由单纯的用人单位变为联合培养单位，高校和企业共同设计培养目标，制定培养方案，共同实施培养过程。二是以强化工程能力与创新能力为重点改革人才培养模式。三是改革完善工程教师职务聘任、考核制度。优先聘任有在企业工作经历的教师，教师晋升时要有一定年限的企业工作经历。四是扩大工程教育的对外开放。五是教育界与工业界联合制定人才培养标准。
因此工程图学的教学改革可以结合上面五方面的措施，从以下几个方面进行教学改革。
1.从与企业深度合作培养和强化工程能力方面考虑，工程图学教学应该结合工厂实习、生产实践等活动进行背景教学和实训操作。工程图学教学内容与生产实际联系密切，良好的工程背景知识有利于帮助学生掌握制图基本知识和基本技能。背景教学可以采取多种多样的企业合作教学形式，如生产实习、参观实训等，如可以安排学生到工厂参观各种零部件的制造、装配工艺过程。实训操作可以采取测量测绘、拆装训练等形式，如引导学生对部件的实物或模型进行拆装等。
2.从完善工程教师师资和扩大工程教育对外开放的角度，可以采取“双师型”教师的培养、聘用高级工程师合作教学等方式，加强卓越机械工程师的师资队伍建设。另外，也可采取派送教师到国外进行访问、学习、交流，聘请国外教师任教等方式扩大工程教育的对外开放程度。
3.从人才培养标准方面建立合理的工程图学卓越课程评价指标体系。该体系应能体现工程图学教学改革的发展趋势，反映卓越工程师对工程图学课程的要求。着重考核教学过程中企业合作的深度性、培养目标中的工程实践能力培养和创新能力培养以及教学内容的实践性。
三、教学内容改革是实现卓越工程师计划的重要途径
1.按照教学内容设置有序地增加工程实践背景知识。
大学一年级的学生缺乏工程背景知识，认识不到学习《工程图学》的重要性，也不了解学习这门课程的方法。尤其对机械制图部分，大多数学生不清楚这些知识的应用背景，学习兴趣淡薄，传统的教学模式无法提高学生的工程素养和工程意识，学习效果也就不尽如人意。
增加学生的工程实践背景知识可以通过下面两个途径实现：
（1）针对每部分知识增加相关的参观、实习等环节。
在学习机械制图部分基本内容前后都安排具有相应的工程背景的实践环节，进行工程意识和工程思维能力的培养。全部课程结束后再进行两周的部件测绘，加强画图和看图的基本技能的训练。合理安排实习的教学内容，整门课程大约需要三次左右的实习就可以实现，很多学校的校内实习工厂和校内实验室、校内模型室完全能够满足实习需要。
（2）利用课件、录像、三维造型软件等
引入工程背景知识的另一重要途径是课件、视频影像和三维造型软件。计算机技术和多媒体技术的发展，使得许多立体的、复杂的零部件结构和工艺过程都能够活灵活现地展现在教室中。精美的课件能增加表现力，静心剪裁的影像能帮助同学们了解生产，三维造型软件能够帮助同学们掌握产品设计和产品加工的过程。这些手段无疑会使课程内容和教学方式满足生产实际的需求，符合课程教学发展的趋势。 2.增加三维造型内容和在构型创新设计内容的教学量。
在工程图学教育中，加强对学生构型创新设计能力的培养有利于创造性思维的培养，同时也利于增强学生的空间想象能力和三维造型能力，对学生的画图能力和读图能力的提高都有很大的帮助。这一部分内容应结合模型和实训的教学方式，教学效果会更好。
三维造型内容能够利用三维造型软件构建空间概念，从体的角度分析和讲解物体的形成和投影，更加符合认知规律。另外三维图形比二维图形形象、易懂，学生更感兴趣。比如在组合体三视图时，利用三维造型软件展现组合体的叠加、切割和综合，能帮助深刻理解组合体的形成方式。
3.增强动手实践训练和综合实践训练。
综合设计项目是该课程教学内容中的一个重要部分，综合设计项目使学生运用自己在该课程中学到的理论和技能进行产品设计，从而激发学生对本学科的兴趣和热爱，提高学生的实践能力和创新意识，培养学生的团队合作精神［3］。
开展学生动手实训的课程设计、机械创新大赛、工厂实习等实践教学工作，拓宽工程图学课程的教学空间，丰富立体化的教学模式。完善教学实践环节，将创新意识切实引入教学各个环节之中。例如对实际生产中应用的部件（空气压缩机或减速器）进行测绘，包括测量、绘制草图、计算机绘图等。
综合性实践环节的内容包括拆装零部件、零件测绘、部装图的绘制、计算机绘图。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；零件测绘训练学生选择合理的表达方案、合理地选择标准尺寸，着重培养学生的知识应用能力和应用创新能力。部装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；计算机绘图训练学生利用AutoCAD绘图软件完成二维零部件工作图和装配图的绘制，培养学生的计算机绘图和计算机应用能力。
参考文献：
［1］徐健，张承谱，丁伯慧，等.高等工程教育体系中工程图学课程的改革刍议［J］.工程图学学报，2011（3）：86-90.
［2］王伟冰，张东梅，李玉菊.基于CDIO理念的新机械制图教学模式研究［J］.长春理工大学学报（社会科学版），2010，23（1）：171-172.
［3］徐滕岗.工程图学中的综合设计项目.东华大学学报（自然科学版），2010，36（4）：462-465.