福建省工程图学学科发展研究报告

福建省工程图学学会



福建省工程图学学科发展研究报告

福建省工程图学学会

总结了福建省工程图学学科的科技研究与应用、现代图学科技普及与技能培训、图学教育改革和人才培养的发展现状与存在的问题，指明了所面临的机遇和挑战，提出了我省工程图学学科今后一段时间的主要发展目标、海西建设的重点发展领域和具体对策。

工程图学 科技研究 科技普及 图学教育 学科发展

1 前言

图学是研究“图”与“形”关系的学科。随着计算机技术的发展，图形技术兴起了数字革命，并一跃成为当今信息时代的核心技术之一；图学发展的重点也相应转移到了“数”与“形”的关系上来，即研究如何用数字化形式来描述、存储和传输形体和图形。工程图学以工程与工业产品类图形为研究对象，研究其图形表达、数字化图形信息生成和图形信息的传递，现已在计算机图形学与计算机辅助设计（CG/CAD）、计算几何、数字化设计与制造、建模与仿真技术等方面得以发展。传统的工程图学已发展成为适应全球数字化信息时代的现代图学学科。国内外图学研究向图学高新科技方向发展，其研究内容涵盖：科学计算可视化、虚拟现实系统、真实感图形技术、分形图形、数码艺术、计算机动画、图形图像融合技术等，并已广泛应用于工程和产品设计领域、地理信息系统、艺术领域、动漫与娱乐业等。

现代工程图学是数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础，是提髙产品自主开发能力和技术创新能力、提高产品设计水平和企业在全球经济中的竞争能力与合作能力的技术基础。从科技为经济建设服务的角度看，作为产品设计、制造、施工中图样表达工具的“工程图学”是“CAD应用工程”、“CIMS应用示范工程”、“制造业信息化”、“工程设计企业信息化”等国家科技攻关重大项目的关键性环节。企业数字化设计制造的发展需求，促进了工程图学学科的发展。当前福建省制造业信息化、数字化还处于“初级阶段”，总体上还处于CAD、CAE、CAPP、CAM、PDM技术及制造装备数字化技术、企业资源管理（ERP）和网络化技术等单项技术的推广应用阶段，自主研发及创新能力不足。针对上述问题，也要求加强我省工程图学学科的科技研究和教育，为我省企业产品创新设计提供技术支撑，提高我省制造业产品的竞争力，促进我省区域经济和海西经济建设的发展。

当前，我省工程图学科技研究与应用、图学教育和人才培养等方面与全国先进省份相比，还存在较大差距。因此，总结我省工程图学学科的发展状况，分析所面临的挑战和机遇，明确今后一段时间的发展目标和重点发展领域，是十分必要的。

2 福建省工程图学科技研究的发展现状、目标及对策

2.1 我省工程图学科技研究的发展现状

2.1.1传统图学理论与应用

我省图学工作者在传统图学理论与应用的研究主要集中在上世纪80～90年代，主要成果如下：从画法几何学中最基本的几何形体三棱柱入手，研究三棱柱截断后断面三角形的几何特性，提出采用参数替换法或形体旋转法，解决任意选择三棱柱棱线进行三棱柱断面三角形形状的计算问题[1]；对二次曲面相交特殊情况交线进行了分析并叙述了其应用；对补色体视图的体视原理及其绘制方法进行了研究，提出了一组比较实用的参数和经验[2]；对轴测投影图画法进行了探讨，提出了一些画法和观点；对椭圆的画法进行了探讨，提出了椭圆作图的新方法，尤其是对最佳扁圆参数的探讨[3]；对剖面符号、尺寸注法和圆角等的简化画法与注法提出新设想；对透视图的画法进行了研究，介绍了一种不受灭点远近限制的成角透视图法；对子午投影、标高投影、单面投影、立体分割作图、图形表达、第三分角投影等，以及对画法几何中的几何变换、曲线投射、解析画法几何、计算画法几何、画法微分几何、运动画法几何、多维画法几何、非欧画法几何等传统图学理论的研究和发展动态进行了探讨[4]。由于现代图学的发展，传统图学理论研究的论文在近10年来不仅我省乃至全国都偏少。

2.1.2计算机辅助设计与图形学

计算机辅助设计（CAD）是随着计算机及软件系统的迅速发展而形成的一门新兴技术，成为图学学科的重要研究领域。我省图学工作者目前的研究内容大部分集中在计算机图形学算法、数字化设计理论、工程制图智能化处理、产品建模等方面，取得了一些CAD软件系统的自主原型开发、二次开发、集成等应用方面的研究成果。

在图形学算法及工程图纸智能化处理方面，我省图学工作者主要取得以下研究成果：提出相切多边形法，解决了绘制机械图形通用程序编制的难题；在研究已知圆的公切圆的基础上，提出机械图形的新算法；提出梁受力图、剪力图和弯矩图通用程序的一种设计方法[5]；提出画轴视图的多边形法和用轴套多边形描述轴套剖视图的新方法；提出自动标注尺寸的一些算法，使三坐标测量机能够将孔系的测量值通过标注有尺寸的图形直接报告给用户；推导出任意相交（两轴线为平行线的情况除外）圆柱圆锥相贯线和判别可见性的方程，并给出求该相贯线投影和判别可见性的程序的编制方法及其流程图；对任意视点的透视变换进行了分析，提出变换和计算的方法；研究了地图和林业图的图形数字化输入、数据处理和显示成图，建立一整套各地理要素数据的数字化输入格式；研制出相应的各种预处理算法、把原始数据从矢量形式转换成矩阵形式的算法以及各类图形图像数据之间的配准和拼接算法[6]；研究了计算机图形学中的几种曲面的表达方式及它们之间的联系与区别，双三次贝齐尔曲面的特性，双三次贝齐尔曲面在船体曲面设计中的应用；阐明了平面上两个二维旋转变换之积的变换规律，并给出了实现这种图形变换过程的子程序等。

在CAD软件系统的自主原型开发、二次开发、集成等应用方面，我省图学工作者主要取得以下研究成果：对交互式绘图软件进行了研制，成功研制出绘图工具箱，提高了绘图的效率和质量；构建了基于特征的轴类零件参数化设计系统；在AutoCAD软件的使用、普及、推广的基础上，对AutoCAD软件在工程设计中的应用技巧、AutoCAD软件的二次开发、与其他软件的联合应用等方面进行了大量的探讨［7-9］；对常用机械三维设计软件（如Pro/E、UG、SolidWorks、CATIA、Solid Edge等）进行了深入研究，并应用到工程设计中，进行产品的三维建模、实体设计、运动仿真、利用其三维有限元方法对机器零件强度进行计算和分析，以提高设计质量和效率[9-10]。在产品建模、计算机辅助设计方法、面向特征造型技术、智能CAD系统的开发、三维模型参数化设计的开发和应用、逆向工程等方面也进行了许多探讨与研究[11-15]。

2.1.3工业设计

福建省工程图学学会成立之初就分设了“工业设计专业委员会”，在我国工程图学界算是起步最早的。我省图学工作者在工业设计理论与应用的研究取得的成果主要有：

承担国家级、省级、市级以上的研究课题数十项，研究内容涉及非物质设计研究、系统设计方法论、家用电脑设计定性调查研究、传统竹产品的开发研究、福建省旅游纪念品开发研究等；设计作品分别获得全国美展优秀作品奖、中国工业设计周展银奖和铜奖、“海尔杯”工业设计大赛参赛奖；入围“2004中国玩具创作设计竞赛”等；获得清塑机、智能水表防拆卸装置、自助金融终端外形等多项专利；发表的专著、译著、教材数十部；发表的论文涉及产品表面装饰、非物质设计、产品差别设计[16]、产品的价值工程理论、绿色设计[17]、工业产品美的属性及其产品的审美特征、应用层次分析法对工业设计评价模型进行综合评判[18]等研究方向。

福州大学厦门工艺美术学院是福建省工程图学学会“计算机艺术与工业设计”专业委员会的挂靠单位，是福建省第一个开设工业设计专业的高校，2004年设立了福建省首个工业设计硕士点。经过25年的建设与发展，已建立起从本科生、学科硕士和专业硕士研究生完整的高层次人才培养体系。华侨大学、福建工程学院、厦门理工学院等高校也都设有工业设计专业，多年来培养了大批专业素质高、适应能力强的工业设计专门人才，许多毕业生已经在国内外知名的设计公司、企业担任设计总监或项目经理职务，如联想移动通讯、灿坤集团、厦华电子、厦新电子、路达、松霖集团、威迪亚集团、嘉兰图、浪尖、拙雅等等，为国家尤其是福建省的经济建设和文化产业发展做出了积极和重大的贡献。

我省图学工作者在工业设计的理论与应用的研究不仅仅停留在工业设计的一般理论与技法上，更注重政、产、学、研结合，研究的产品涉及卫浴、家电、IT产品、汽车、自行车、旅游快艇、工程机械、机床、叉车、复膜机、包装、环境艺术等领域，完成了千余件（套）各类产品设计，投产数百套，提髙了产品出口创汇的高附加值。培养的工业设计人才在近年来的国内外设计大赛中，取得了一系列优异的成绩，获全国、省、市各类奖项数十个，专利数十项。全国首届工业设计研讨大会特邀我省图学工业设计专业委员会章拓领队参加大会报告并展示工业设计作品，成为各省中人数和作品最多的一个团队，引起了大会的高度重视。2010年，厦门市成立了福建省第一个工业设计中心，将福州大学厦门工艺美术学院、华侨大学、厦门理工学院列入主要的技术支撑单位。

2.1.4其他研究及应用

与现代图学学科发展密切相关的高新技术还包括虚拟现实、真实感图形、数字几何处理、科学计算可视化、视景仿真、多媒体技术、计算机动画、图像处理等众多领域。

虚拟现实技术是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。它集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。

我省图学工作者在产品的虚拟现实建模、虚拟设计、虚拟装配等方面进行了诸多探讨与研究[19-21]。对工程制图虚拟模型库的制作进行了研究[22]，为丰富工程制图的教学手段，改变传统教学的单调模式创造了条件,有助于学生从被动学习变为主动学习, 提高学习效率。

厦门大学机电工程系建设的虚拟制造中心，投入200多万元人民币采购虚拟操作设备和软件，包括：图像处理仿真、立体成像投影仪、数据手套、数据头盔和开发软件，对虚拟装配及运动仿真方面进行了一些应用尝试，在此基础上探讨了虚拟现实工业设计技术平台的建设及在数字化制造中的应用。

在科学计算可视化[23]、小波变换[24-25]、分形技术以及在图形图像分形技术的建模、算法、控制等研究方面取得了诸多成果[26-27]。在不同程度上均触及了计算机图形学发展的前沿，反映了我省学者在图形学领域的最新研究成果。

在省科协的支持及省工程图学学会理事长高诚辉教授领导下，图学技术在我省企业数字化设计制造方面取得丰硕的成果：针对信息化基础较差的企业，以CAD技术的应用为切入点，开展“甩图板工程”，重点推广应用二维CAD技术，使CAD的应用率和覆盖率达到98%以上；针对有一定CAD应用基础的企业，使企业CAD应用由二维向三维深化，应用三维CAD、CAE技术，完成产品的三维数字化与参数化建模、基于数字化样机的产品性能分析与仿真和装配过程仿真等；针对CAD技术应用较好，迫切需要进行产品数据管理的企业，推广应用PDM技术，实现图文档管理、项目管理和工作流程管理。福建省制造业数字化设计工程研究中心开发了福建省制造业信息化工程运行管理平台，提供工程数字化设计服务、产品逆向反求及原型开发服务、数字产品制作服务、CAE与模拟仿真服务、远程设计服务等。

2.2 我省工程图学科技研究的发展目标及对策

2.2.1与国内外图学科技研究发展现状的对比和不足

我省图学学会会员多数是工程图学教师，教学任务重，高职称人数少，科研项目和科研经费少，投入图学科技研究的人不多、研究深度不够。从理论研究上看，系统性、原创性的研究成果很少，难以参与国家级科研项目。在图学应用研究上，也是模仿和使用国内外的方法和软件居多，大量是基于国外CAD软件的二次开发技术方面的应用研究，具有自主知识产权的图形软件几乎没有，更不用说CAD图形核心系统的研究开发。同时，校企合作项目少，院校在企业中参与度不足；并缺乏来自本省企业的强大需求刺激与支持，导致研究动力不足，基础不厚，研究与应用脱节。对CAD/CAM/PDM等最新技术和集成的研究和应用不足，未能形成相关的软件和应用产业。图学软件产业起步晚，水平较低，对企业应用支持的技术能力较差，与先进省份相比差距较大，如清华大学、西北工业大学、华中科技大学、浙江大学等许多国内大学都推出了许多适合企业使用的CAD/CAM/ CAPP/PDM等产品，并在企业中大量应用，同时，产业应用又反过来促进了学校的应用研究水平。

随着我省综合实力的显著增强，我省图学科技研究的深度和广度明显与我省的社会经济发展不相匹配。当今，在图学学科快速发展、各相关学科专业之间的渗透程度日益加深的背景下，我省图学工作者应重新审视传统的图学科技及教育体系，使其与新兴技术及学科相互交融、同步发展，注重图学交叉学科及高新技术的研究，同时建立图学教育的新模式，培养具有综合设计科研能力和创新能力的图学人才。

2.2.2我省工程图学科技研究的发展目标及重点发展领域

由计算机图形学的发展而衍生出越来越多的新的分支和领域，如科学计算可视化、虚拟现实系统、真实感图形技术、计算机动画技术等构成了图学髙新科技，并广泛应用于航天和航空、造船工业、轻纺和服装工业、建筑工程、艺术领域和现实生活。由于我省图学研究的整体水平在国内的地位不高，对现代图学的研究深广度不够，难以参与企业的实际工程技术，校企合作项目少。尤其在图学髙新科技领域的研究许多方面尚处在空白。所以我省图学科技研究的发展目标首先必须紧跟国内外图学的高科技发展趋势。一些图学重点领域必须深入研究，包括：①计算机辅助设计技术，②科学计算和工程信息可视化技术，③虚拟现实技术，④计算机艺术与动画技术，⑤图形图像融合技术等。在软件开发及产业应用领域，必须深入研究：①CAD/CAM系统，②地理信息系统(GIS)，③动漫制作系统及产品，④科学计算和工程信息可视化软件，⑤模拟仿真软件，⑥虚拟现实/虚拟环境/增强现实等。

其中，计算机动画技术是图学技术各方面综合的结果，计算机动画制作充分利用了计算机图形学知识，融合了图形图像处理、虚拟现实等技术。当前动漫产业已经成为信息时代发展前景巨大的文化产业，动画是图学体系中“图形创意”的主要部分，理应成为图学科技研究的重点发展领域。近年来，在福建省政府的大力推动下，动漫产业发展迅猛，成为推动本省GDP增长的新兴力量和主打产业之一。目前在福州、厦门两个软件园内相继建立了动漫园，其中，厦门软件园影视动画产业区被确定为国家动画产业基地，园区65家动漫制作企业，年产值达到7.3亿元。2008年、2009年，厦门市政府主办了两届“厦门国际动漫节”活动，为世界动画协会和来自世界各地的国际动漫爱好者打造了一场“动漫盛宴”。动画作品大赛中，8部厦门原创动画片获奖，网络游戏厦门领军企业吉比特销售收入1.4亿元。厦门市政府对动漫的扶持政策发挥了导向作用，2009年又支付动漫产业发展资金523万元，吸引了上海华博等知名动漫企业入户厦门动漫软件园，并与美国卢卡斯公司、上海美术电影制片厂达成合作意向。在厦门软件园二期建设起了一个16万平方米与动漫游戏产业区相配套的数字传媒专业技术平台，该平台里包括非常专业的动漫捕捉摄影棚、录音棚以及3D放映室等，并创建了“厦门数字创意学院”。

根据福建省《关于加快发展文化产业的意见》，到2020年，动漫产业的总体水平位居全国前列，发展重点为建设国家动漫产业基地和教学研究基地，培育一批动漫原创与核心技术研发能力强、充满活力、专业性强的的动漫企业和自主创新与竞争能力强的产业链和产业集群。同时随着国家将福建省定位为两岸交往与产业对接的先行区，福建动漫游戏产业迎来了历史性机遇，台湾动漫产业开始向大陆转移，福建动漫产业应抓住这发展机遇，充分挖掘“海西”政策和环境的优势，做大做强本省动漫产业，借助于海西这个大平台，创造有福建特色的文化产业。省工程图学学会拥有活跃在我省各院校和企业从事数字艺术教育和动漫创作的人才，应争取由省科学技术协会和省信息产业局牵头，使福建省工程图学学会与福建省动漫行业协会合作，互动学术交流，互助培养人才，探索出一条适合我省动漫产业发展的产、学、研一体化道路，积极推动我省动漫产业的发展。

2.2.3我省工程图学科技研究的发展对策

加强学术交流。要发展和提髙科技研究水平，必须深入企业尤其在软件开发企业中发展从事CAD/CAM系统、动漫设计制作和计算机辅助工业设计等的技术人才为本学会会员，并举办新知识、新技术的现场讲座，以使院校的会员们更新知识，跟上信息时代的发展，跟踪国内外现代图学科技，逐步形成具有我省特色的图学研究方向与新型图形技术，形成具有原创性、前瞻性的成果。目前，从事图学研究和教育的人员分散在以下几部分人群中：工程图学界、计算机图学界、图形软件产业界、图学应用界等，他们的工作和研究内容也有较大差异。基于学科人才分散和研究内容差异等特点，需要探索一种学术上互相合作、相互促进、共同发展的机制，需要组织跨行业、跨学会的形式多样的学术探讨与交流活动。

以应用促发展。注重应用，捕捉应用中提出的需求，发展有特色的理论、方法与算法。重视产业化开发，要特别注意哪些具有竞争性的产业核心技术的开发，紧跟行业中各种最新技术的发展，并在校企中推广应用，由此促进我省图学科技的进步和普及。相关的软件开发公司应通过自主创新，掌握一批图学软件的核心技术，提高国际竞争力，并开拓图学软件市场，形成软件产业化规模。企业是创新的主体，要充分依靠和发挥相关软件开发公司、大型企业技术中心的作用，深入调研企业的需求，积极参与企业的研发和应用项目，校企合作出成果。

重视人才培养和高层次人才的引进。应通过培养或引进学科带头人，造就和形成一批学术思想活跃、造诣深、在国内有一定影响的学科领军人物。加强我省图学工作者业务水平的培训提高，特别是科学研究水平的提高。充分依靠有关软件企业和厦门大学、福州大学、福建农林大学、华侨大学、集美大学，尽可能为图学工作者提供提高科研能力的平台，使工程图学教师在搞好教学的基础上，能更多地参与科研工作。

3 福建省工程图学教育改革与人才培养的发展现状、目标及对策

3.1 我省工程图学教育改革与人才培养的发展现状

3.1.1教学模式、教材建设及精品课程

近年来，我省工程图学教育模式呈多元化。主要有三种教学模式的探讨与实践：(1)传统教学模式，主要体现为将计算机绘图放在最后教学；(2)贯穿教学模式，即将二维计算机绘图融于工程图学教学全过程；(3)工程图学与三维参数化造型设计软件相结合的教学模式。我省已有少数高校将工程图学与CAD合并为一门《工程图学及CAD》课程。个别院校还试验采用通过学科间横向联系和纵向贯通重组教学内容，将工程制图、机械原理、机械零件与CAD课程整合成一门《机械设计制图》的“机械基础课程的融合模式”；或将建筑制图、建筑构造、建筑设计、力学、材料等融合成一门《建筑设计制图》课程。也有按模块划分的，如：分成投影基础、投影制图、机械制图、计算机绘图、土建制图等几个模块，便于与相关专业协调安排教学模块。

在教学内容的探讨与改革上，注重基本概念，精简画法几何中偏深的理论，加强读图、零部件测绘（草图为主）、计算机绘图的训练和创新思维的培养，同时及时将国内外先进的教学成果充实到教学内容中，使教学内容和课程体系更加符合培养目标和岗位群的要求。

工程图学教学模式、教材内容和教学法的改革带动了我省教材建设，如冯秋官主编的《机械制图与计算机绘图》、王其昌主编的《机械制图》、卢健涛主编的《现代工程制图》、许冬梅主编的《机械制图与计算机绘图》、林国华主编的《画法几何与土建制图》、张佑林主编的《现代机械工程图学教程》等。

结合教育部开展的精品课程建设，创建了多门工程图学相关的省级精品课程，如：电子工程制图（2005年，泉州黎明职业大学，课程负责人杨雪春）、工程制图及CAD（2006年，厦门理工学院，课程负责人李文望）、机械制图与计算机绘图（2007年，福建信息职业技术学院，课程负责人许冬梅）、建筑制图（2007年，漳州职业技术学院，课程负责人薛奕忠）、机械制图与CAD（2008年，福建电力职业技术学院，课程负责人阮予明）、水利工程制图（2008年，福建水利电力职业技术学院，课程负责人王世华）、AUTO CAD（2010年，厦门海洋职业技术学院，课程负责人魏茂春）等。在精品课程的建设过程中进行了许多新的探讨与好的尝试[28]，为我省工程图学学科的课程建设和教学质量的提高做出了应有的贡献。

3.1.2教学方法与手段的改革

科学合理的教学方法是培养具有创造能力和竞争能力的高素质人才的基础，传统的“灌输式”、“应试式”教学模式已不适应现代工程图学素质教育的要求，我省广大图学教师对于“启发式”、“课堂讨论式”、“自学式”、“现场教学”、“案例教学”等教学方法进行了探讨和实践，在引导学生积极思考，培养学生的创新精神、获取知识能力，营造活泼生动的课堂教学氛围，进行了大胆改革和探索。

由于工程图学教学内容不断增加、教学时数减少、班级人数增加，以“粉笔与黑板+模型与挂图”的传统教学手段已难以适应当今工程图学教学的需求。根据工程图学课程以讲解画图与看图为主的特点，采用多媒体教学与传统教学手段各取优势互补兼容的教学方式进行图学教学的效果，已被图学教育界所公认。我省图学教师在运用多媒体课件教学与传统教学相结合方式上以及多媒体课件的设计与开发，进行了大量改革与实践，取得了一定的成绩。例如福建信息职业技术学院的“《机械工程制图》网络教育系统的设计与制作”[29]，福建农林大学的“基于虚拟现实及多媒体技术的工程制图习题指导系统”和“基于Authorware多媒体工程制图课件”分别获得 2009年福建省高校“福建师大网络教育杯”多媒体课件与网络课程大赛一等奖和二等奖。我省不少学校图学教师利用校园网进行开放式图学教学、作业指导等，增强了教与学的互动，提高了图学教学水平和质量。

根据工程图学课程的特点，许多老师在建立工程制图虚拟模型库方面进行探讨和实践，取得了初步成果。探讨了基于SolidWorks、ModelPress及FrontPage等软件创建以网络形式显示的制图虚拟模型库；或利用VRML代码编程，将VRML与大型三维造型工具软件SolidWorks及3Ds Max相结合建立虚拟模型，构建基于VRML的工程制图虚拟模型库。学生通过利用模型库自主学习，培养了学生的观察力、空间想象力和分析力。

3.1.3试题库建设与考试方式的改革

试题库建设对于减轻教师的负担、真正实现教考分离、促进教学质量检测的科学化、规范化、提高试卷质量具有重要意义。我省图学工作者进行了试题库建设课题研究，提出了综合应用VFP、Word、OLE、VBA等技术,构建通用试题管理系统设计平台，实现了试卷公式、CAD图形、图片、文字的混排录入编辑和灵活的自动组卷方式以及试卷自动排版生成功能的通用试题库管理系统[30]，并在工程制图课程和计算机辅助设计课程得到了很好的应用。我省图学教师还提出了题库全部采用AutoCAD绘图软件录入，组卷系统利用VC++和ObjectARX库对AutoCAD进行二次开发的一种工程图学试题库的建设方法。近年来工程图学的试卷质量得到明显提高。但是，试题库的开放性和可扩充性、质量评价系统和智能化组卷方面还有待于进一步研究提高。

为适应当前素质教育的模式，考试内容和方式应多样化。目前我省各校图学考试的方式，基本上还是停留在应试的层面上，考试方法还较单一。学生基本上处于被动式学习状态。从培养研究型、创新型的学生为目标的教育来考虑，可以推进点上考试方式的改革，我省有的学校对制图成绩的评价进行了改革，根据学生个体的差异，进行学生成绩综合评价。总成绩由四部分组成：卷面成绩、平时成绩、计算机绘图成绩、习题作业成绩, 其中以卷面成绩为主。对于考查学生对基本知识的掌握程度，可采用闭卷考试。考查学生对所学的知识解决实际问题能力的内容，可采用开卷考试，还可以采用单元测试，口头答辩，实际操作等方式，使学生能从不同阶段、不同的方面展示自己的学业水平。

3.1.4图学人才的培养

工程图学是一门专业基础课，其涵盖和涉及理、工、农、经、管五大学科各门类专业基础教育，担负着培养学生的工程图学素质的重任，为后续专业课的学习、毕业设计以及将来工作打下坚实的基础，同时也为我省现代工程技术人才培养和海西建设发挥着重要的作用。

学科要发展，人才是关键。国家陆续建立了CAD & CG 国家重点实验室，并在一些重点院校设立了工程图学硕士点和博士点，为国家培养了工程图学领域的高级人才。但是，我省高校目前还没有条件申报工程图学硕士点和博士点，缺乏对图学高级人才的培养，影响我省图学的发展和整体实力。

近年来，我省新教师通过进修和考研，提高了队伍的学历结构，工程图学教育师资队伍年龄结构、知识结构、学历结构日趋合理。对培养技能型人才的职业院校的制图教师，还应积极争取到企业、到生产第一线从事有关工程图学的技术实践，以达到“双师型”教师的要求。另外，学会积极开展继续教育工作，组织多方位、多层次的学术交流和新理论、新技术的培训，提高了图学工作者的知识水平和综合素质。

3.2 我省工程图学教育改革与人才培养的目标及对策

3.2.1我省工程图学教育改革与人才培养存在的问题

虽然我省在图学教育改革和人才培养上做了不少工作，也取得了一些成果，但从我省大中专学生参加全国“CAD技能等级考试”（共4期）的成绩来看，平均及格率仅为65.83%，说明我省图学人才培养的质量尚处于全国的中等水平，究其原因，主要是我省在图学教育改革和人才培养上还存在以下三个方面的问题：

3.2.1.1 师资队伍建设

从客观上分析，由于批改制图作业的工作量繁重，科研工作和职称评定又受限制，使得部分图学教师不安心于制图教学，有的高校轮流上课的教师和兼职教师较多，图学教师队伍不稳定，教研教改工作较难开展。

从主观上分析，部分老教师对传统图学教材与教学法很内行，但对现代图学缺少钻研，难以对学生进行CG/CAD教学；而青年教师虽然熟悉CG/CAD，但多数青年教师徒手作图技能和读图能力不强，难以指导学生读图和画草图的示范训练；有的教师缺乏必要的工程知识，难以对学生工程实践提供有效的指导；部分兼职教师对图学课程的性质和教学特点不够了解，在教学中会不自觉地以纯粹的科学研究思维模式取代工程思维，影响了工程图学的教学效果。

3.2.1.2 教学资源建设

有的高校课程建设跟不上扩招速度，实训设施（机房及其电脑、测绘室及其零部件与工量具）投入不足，工程图学技能训练严重欠缺，加上又不可能安排制图教师都在多媒体教室讲课，势必会影响教学质量。在课程建设及其实训设施的完善方面应向华侨大学厦门工学院学习，关键在于领导的内行和重视。

3.2.1.3 教学内容与课时数

由于在工程图学的教学中加入了计算机绘图的学习和训练，导致教学内容有所增加，但工程图学的课时却逐年减少，这一结构性的矛盾阻碍了工程图学教学质量的提高。

3.2.2我省工程图学教育改革与人才培养的目标及对策

3.2.2.1 重构工程图学课程体系，培养现代工程技术人才

工程图学课程体系应遵循专业需求和社会需求的原则，根据人才培养的目标来构建，应以图学知识应用能力、创新能力的培养为核心，构建以识图和计算机绘图、计算机辅助设计能力训练为主的新型课程体系，使学生建立基于三维的工程设计概念，培养他们的工程素质和创新设计能力。

课程内容的选取应贴近专业需求和社会需求，从工程图学课程教学内容增加而课时减少的实际情况出发，以培养学生的识图能力、手工画图能力和计算机绘图能力为教学重点。在机械行业中，三级以上的木模工师傅（一级为最髙级），通常没有学过画法几何，但他们经过长期的读图造模实践就能获得很强的读图能力。因此，对于画法几何方面的内容，可本着实用、够用的原则，适当简化比较抽象且与机械制图关系不密切的空间几何元素的定位和度量问题，删除综合图解问题及投影变换等理论性较强的内容，简要介绍轴测图和其他工程图，以便突出基本形体和组合体投影的教学，并加强计算机绘图的训练。

在课程内容的选取、整合过程中，要兼顾学生的知识迁移，注意与后续课程的整体优化。还应考虑不同层次学校教学的要求，对于职业院校，应按照职业岗位（群）的需求选取，重点训练学生的识图和2D、3D计算机绘图能力，而对于本科院校，除以上要求外，还应加强学生的工程设计和创新能力培养。

创造性教育以及个性化教育是培养现代工程技术人才所不可或缺的两个方面。在图学教育教学中渗透产品的构形设计思想和方法，有利于培养学生的创造意识和创造能力，开发学生的潜能。

3.2.2.2 稳定教师队伍

稳定教师队伍必须采取以下措施：①突破以往单纯的图学教育构建理念——培养学生读图和绘图能力，把图学教育与设计相融，这样，既可结合后续专业课程教学，又可拓展教师教研的空间。②适当减轻教师教学负担，鼓励并支持图学教师在搞好教学的同时从事科学研究，以提高教学水平和综合素质。有条件的院校可增设有关数字化大图学的课程，使教师尤其青年教师有发展前途，从根本上稳定图学教师队伍。③高度重视师资队伍的进修、考研和培训，提高自身的专业素养。同时图学教师应主动与专业课教师加强联系，通过项目交流和对接，深化图学课程的改革，适应专业发展趋势。

3.2.2.3 引入工业产品设计思想

从国外的图学教育状况来看，将图学与工业设计相融是一个发展方向。把工业产品设计引入制图教学中，可以培养学生的设计造型能力，使学生不仅能绘图，看图，还能进行造型设计。工业设计与图学教育都具有培养学生形象思维和逻辑思维以及创造性思维能力，都需从三维概念出发，完成三维图形与二维视图之间的转换。这种教育教学思想有利于培养工程技术复合型人才，也有利于改善教师研究方向狭窄的局面。

4 福建省工程图学科技普及与技能培训的发展现状、目标及对策

4.1 我省图学科技普及与技能培训的发展现状

4.1.1图学科技普及

福建省工程图学学会成立之初便创办了全国发行、全国投稿的《图学天地》科普月报。1985年初由章拓在厦门筹办成立编委会，暂定名为《图学课外》科普小报，后改名为《图学天地》，由集美航海学院黄国雄任主编，在厦门水产学院印刷厂印刷发行；1993年转至福州大学，由林鸿仁任主编、欧仲尧任副主编及负责发行等事宜。该科普月报面对省内外大中专院校师生和工厂企业的技术人员，对普及图学科技知识、宣贯制图等有关新国家标准、及时报导国内外图学动态等发挥了应有的作用，办报近十年，共出版85期。《图学天地》深受省内外广大读者的欢迎，不仅得到了省科协和省教育厅科技处的表扬，还得到了中国工程图学学会的表彰和中国工程图学学会科普工作委员会的支持。

2000年，福建省工程图学学会在福州举办“福建省现代图学科普教育研讨会”，会议内容包括：新技术对图形的需求和探索，“CAD”技术应用、计算机绘图软件开发；多媒体CAI课件和网络教学等。通过大会报告及论文交流，并邀请教育部工程图学改革基地浙江大学陆国栋教授到会指导，对图学课程体系，教学方法和教学改革与实践，工程制图与机械基础系列课程改革的关系，制图教学与素质和创新能力培养，计算机辅助教学和新标准动态等进行了深入探讨，取得了很好的效果。会后举办的“计算机绘图”培训班，博得了来自全省各院校和企业图学工作者的好评。

2003年，福建省工程图学学会在厦门海洋职业技术学院召开了“最新国家标准《机械制图》宣贯会”，会议邀请国家技术产品文件标准化委员会委员“机械制图国家标准”主要起草人之一的王愧德教授讲课，大会满足了省内外企业、院校对近几年机械制图新标准修订的学习需求。促进了企业设计和工艺图样的规范化，推动了企业对外技术交流，推动了图学教育内容的现代化。

4.1.2图学技能培训

2005年，由中国工程图学学会主办，《制造业信息化》杂志社、UGS软件（中国）公司、福建省工程图学学会等协办，厦门海洋职业技术学院承办了全国第二期“计算机绘图师与三维数字建模师”师资培训班（山东大学机械工程学院苑国强教授主讲）及“双师”工作会议。百余名来自省内外各大中专院校、设计院和工厂企业的学员进行了Solid Edge软件三维数字建模的培训。

2006年，福建省工程图学学会在厦门海洋职业技术学院举办了为期5天的我省首期“三维数字建模师师资培训班”（厦门海洋职业技术学院CAD/CAM实验师陈家欣主讲），27个院校的49名相关老师参加Solid Edge软件应用的培训。

2007年，由中国工程图学学会主办，优集系统（中国）有限公司，福建省工程图学学会协办，厦门海洋职业技术学院承办了为期7天的全国首届“制图员技师和三维数字建模师高级师资”培训班（优集系统有限公司髙建华髙级工程师主讲），来自全国40多名具备制图员技师/三维数字建模师高级师资培训资格的教师参加了培训。

以上培训为适应我国现代产业技术的发展，促进三维数字建模人才的培养，加强全国职业院校“双师型”教师队伍的建设，增强职业教育发展的活力做出了应有贡献。

4.1.3图学大赛与考证

福建省工程图学学会2006年以来组织学生参加全国“三维数字建模”大赛，先后获得首届、第二、三届技能类一等奖3名、二等奖8名、三等奖15名、优秀奖45名，同时还获得优秀组织奖2项、技能类优秀指导教师2名、技能类组织工作先进个人4名；2008年举办福建省首届计算机绘图竞赛，全省共有492名学生参赛，决出一等奖10名、二等奖20名、三等奖50名；2009年在厦门大学嘉庚学院举行“汇识杯”大学生三维CAD设计大赛，来自全省各院校的学生120人参赛，评出了一等奖1人、二等奖3人、三等奖5人、优秀奖10人。

福建信息职业技术学院2007年以来组织学生参加第三、四、五届全国“正保教育杯”AutoCAD机械设计竟赛，共获得特等奖1名、一等奖6名、二等奖3名、三等奖43名、优秀奖5名。2009年集美大学组织学生参加全国三维数字化创新设计大赛，设计作品《未来电动越野车》荣获该大赛唯一的特等奖、《“发现号”智能太空探测车》荣获二等奖。

通过竞赛有效地推动了全省学生学习现代信息技术的热潮，造就了一大批二维和三维CAD技术人才。

福建省工程图学学会发动和组织全省有关院校学生：①参加全国“制图员”等级培训考证，自第10期到第19期共参加了10期，其中参加“中级制图员”考证的共有3521人、及格率为78%；参加“髙级制图员”考证的共有3020人、及格率为83%。②参加全国“CAD技能”等级培训考证（包括工业产品类和土木建筑类），自第1期到2010年第4期，参加“CAD技能一级”考证的共有2137人、及格率为65.2%；参加“CAD技能二级”考证的共有2362人、及格率为56.18%；参加“CAD技能三级”考证的共有51人、及格率为76.1%。通过培训考证使广大学生提髙了职业技能，增加了就业机会。

4.2 我省图学科技普及与技能培训的目标及对策

目前，我省图学科技普及与技能培训的首要目标是推动CAD技术、特别是三维CAD技术的普及工作，培训造就大批掌握现代三维CAD技术的应用型和开发型人才，为加快我省企业数字化设计、制造的进程服务。此外，及时掌握与制图标准化有关的动向并积极进行新标准的宣贯工作，引导工程制图及CG/CAD向规范化、标准化方向发展，也是我省图学科技普及的目标之一。

为了达成上述目标，学会拟从以下几个方面采取对策，开展工作：

（1）继续在大中专院校和相关企业大力宣传由中国工程图学学会和国际几何与图学学会举办的工业产品类和土木建筑类的CAD技能等级认证培训考试，加强培训工作，提高认证考试的通过率；并组织学生参加各种与图学相关的竞赛，实现高职院校的课程与职业、学历证书和职业资格证书相结合，以提髙毕业生的就业率。

（2）利用和发挥福建图学网的作用，积极借助现代互联网络，整合利用各种培训资源，提供跨越时间和空间的标准化、定制化、多对多或点对点的网络远程培训，推动我省制造业信息化工程的建设。

（3）加强高校与企业之间的交流与合作，建设三维CAD、计算机动漫的培训基地，使该基地成为集教学、培训、职业技能鉴定和技术服务为一体的制造业信息化实践培训中心，双师型教师队伍的培训中心，高职院校和周边地区高校学生的实训与创业中心。

（4）定期举办有关CAD软件技术的培训和相关制图标准的宣贯会及标准化方面的研讨与经验交流，引导我省图学教育和相关企业沿着标准化、规范化方向发展。

（5）为进一步发挥我省在工业设计方面的优势，满足动漫产业发展的需求，还应注重交叉学科的特点，与其他学会（协会）尤其是与相关软件企业通力合作，定期进行计算机艺术设计和计算机动漫制作等方面的培训与交流。

5 加强学会建设，推进学科发展

我会将以“科学发展观”作为加强学会建设，推进学科发展的指导思想。

5.1 抓住机遇，谋求学会和学科的新发展

“中国工程图学学会”于2010年11月经民政部批准正式改名为“中国图学学会”，这给学会建设和学科发展带来了前所未有的机遇，随后学会将按新会名开展相应的学术活动。如今从业于计算机图学研究和应用的精英遍布各种工程和艺术及管理等各个领域。我会将抓住机遇，将本省从事各种工程设计图学、图学应用、图形设计、图形创意的科技人员、艺术家、企业家、科技管理干部吸引到本学会中来，与他们亲密合作，协同研究，不断扩展学会工作领域，推动学会和学科的发展。

建立并加强校企合作，是促进学会工作和学科发展的重大策略之一，必须狠抓落实。长期以来，学会工作的重心局限在大专院校，存在着脱离企业和社会经济发展、重理论轻实践的倾向。我会要深入机械、电子、土木、建筑、造船、汽车、模具等制造企业和设计院所，尤其是艺术设计、数字创意、动漫等文化产业和相关软件开发企业，大力发展会员，特别要注重在企业中发展团体会员，扩大学会成员的覆盖面，改变学会成员的成分，加强校企合作，开创学会工作和学科发展的新局面，实行开放式的大图学多元化的会员结构制度，并用改革的办法来解决学会发展中遇到的新问题。

5.2 坚持以会员为本，促进学会的和谐发展

“科学发展观”的核心是以人为本，学会以会员为本。会员是学会存在的基础和依靠力量，要确立以会员为本、民主办会的指导思想和为会员服务的组织机制，使学会真正成为学术交流主渠道、科普工作主力军、国际民间科技交流主要代表，成为本省广大图学工作者之家。

我会坚持把繁荣学术活动放在首位，充分发扬学术民主，精心组织形式多样、内容丰富的学术活动，还要通过网站等形式，为会员提供学习、交流的平台，千方百计地寻找机遇，为会员办好实事，这样才能不断提高会员的学术研究水平和创新能力，更好地调动广大会员在科技研究、教学改革和人才培养、科技普及等各项学会工作中的积极性，推进图学学科的发展。

5.3 统筹兼顾，实现学会工作的全面发展

学会要统筹兼顾在院校与企业开展工作的两个重点，充分发挥两个方面的优势，调动两个方面的积极性，达到互补双赢的目的；统筹兼顾学会与会员的工作与利益，既要调动会员的积极性，又要发挥团队精神，依靠学会的整体力量，使会员的学术价值能充分体现，学会的事业更兴旺发达；统筹兼顾科技研究、教育改革和人才培养、科技普及与技能培训方面的工作，实现学会工作的全面发展。并利用福建省的区位优势，开展与港、澳特别是台湾学术团体的联系与交流，拓宽学术交流的空间，也为促进海峡两岸的文化交流和科技进步发挥应有的作用，为加快“经济发展方式转变和自主创新”作出应有的贡献。

6 结语

现代工程图学既属于信息科学技术，又属于传统的机械、电器、轻工、纺织、工程建设等专业领域。从科技应用的角度看，现代工程图学是实现企业信息化、设计制造数字化等重大项目的关键技术环节，也是提高现代企业自主创新能力、产品研发水平、市场竞争能力的技术基础。在海西建设信息化及我国企业信息化和国民经济信息化正在全面展开的今天，并在现代制造业全球化协作分工的大背景下，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走新型工业化道路，现代工程图学的发展面临着新的机遇，同时也面临着全面提升工程图学科技创新平台，最终形成知识创新、技术创新、成果转化以及公共服务为主体的创新平台体系的新挑战。尤其是我省在图学髙新科技领域的研究落后于其他先进省份，与海西建设和我省的社会经济发展不相匹配，这给我们提出了严峻的挑战。2009年5月14日，《国务院关于支持福建省加快建设海峡西岸经济区的若干意见》全文正式发布，这标志着“海西”战略正式从地方决策上升为国家决策，从区域战略上升为国家战略。我们要以加快海西建设为契机，大力加强现代工程图学学科的科技研究、图学教育和人才培养以及全面普及有关产品数字化设计制造的知识与技能，是海西经济区建设和国家现代化建设的紧迫需要。

“中国工程图学学会”改名为“中国图学学会”，图学已不再局限于工程界以工程与工业产品类图形为研究对象，而是扩展为以客观真实世界或虚拟世界中的静止或运动的自然物体、人造物体和发生的现象为对象，研究其图形表达、数字化图形信息生成与图形信息传递的学科。我会将充分利用全国学会改名给地方学会带来的发展机遇，发挥我省图学学会既有工程设计图学的人才、也有艺术设计图学人才的特色和优势，以数字化大图学的新理念，调动全省图学工作者的积极性，紧跟图学高新科技，大力从事计算机图形学及其衍生、辐射的理论与应用的研究，积极开展“图学”学科体系中的工程设计图学、图学应用、图形设计、图形创意的研究与开发，并在图学教育和图学科普事业上，大力普及数字化图形技术，为图学学科的发展，为我省和海西的经济建设、科技进步和文化产业的发展做出应有的贡献！

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课题组成员：

1、髙诚辉，福州大学副校长、教授、博导，福建省工程图学学会理事长。

2、章拓，厦门海洋职业技术学院副教授，福建省工程图学学会名誉理事长。

3、卓勇，厦门大学物理与机电工程学院副教授，福建省工程图学学会副理事长。

4、许冬梅，福建信息职业技术学院副教授，福建省工程图学学会副理事长。

5、黄孙灼，福州大学机械工程及自动化学院副教授，福建省工程图学学会秘书长。

6、张佑林，华侨大学厦门工学院机械工程系主任、教授，福建省工程图学学会常务理事。

7、曾任仁，福建农林大学交通学院教授，福建省工程图学学会副理事长。

8、吴绍兰，福州大学厦门工艺美术学院副教授，福建省工程图学学会理事。

9、卢健涛，福州大学物理与信息工程学院副教授，福建省工程图学学会副理事长。

10、刘晓敏，福州大学机械工程及自动化学院副教授，福建省工程图学学会常务理事。

11、陈海良，厦门工程机械股份有限公司高级工程师，福建省工程图学学会理事。

12、姚斌，厦门大学物理与机电工程学院副院长、教授，福建省工程图学学会第五届理事。

13、唐整生，厦门海洋职业技术学院副教授，福建省工程图学学会理事。

14、郭智华，福建林业职业技术学院副教授，福建省工程图学学会理事。

15、陈家欣，厦门海洋职业技术学院实验师，福建省工程图学学会会员。