“卓越工程师”背景下“工程制图”教学新模式探索

王爱芳?樊秀芹

摘要：为了适应教育部推动的“卓越工程师计划”，提出“工程制图”“一体两翼”的教学新模式，即以“传统的工程制图内容为主体，着力学生徒手绘图、设计能力和CAD绘图能力的提高”的教学模式。该教学模式可拓宽学生的视野，调动学生学习积极性，提高“工程制图”教学效果，培养出更适合需求的卓越人才。

关键词：卓越工程；工程图学；教學模式

作者简介：王爱芳（1979-），女，蒙古族，内蒙古集宁人，黑龙江科技大学机械工程学院，讲师；樊秀芹（1967-），女，山东巨野人，黑龙江科技大学机械工程学院，高级工程师。（黑龙江 哈尔滨 150022）

基金项目：本文系黑龙江科技大学教研项目（项目编号：JY13-55）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0110-02

教育部“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020 年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020 年）》的重大改革项目，[1]旨在培养创新能力强、适应我国经济社会发展需要的工程技术人才，是增强我国核心竞争力，建设创新型国家，走新型工业化道路的必然选择。

“工程制图”是工科专业一门必修的技术基础课。它研究解决空间几何问题以及绘制和阅读工程图样的理论和方法。[2]近五十年，我国工程制图教学内容详尽，表达准确，有时过多偏重理论，而未充分考虑从实际的事物出发。新的形势下，必须以社会需求为导向，着力提高学生的工程意识、工程素质、工程实践能力，只有这样才能适应社会对卓越人才的需求。

随着计算机应用技术的发展，CAD、CAE、CAM等现代设计制造技术已经越来越多地融入到了工程制图课的教学过程中。但是根据我国生产发展的现状，传统的二维制图内容不能丢掉。因此，本文提出“一体两翼”的教学新模式，即以“传统的工程制图内容为主体，着力学生徒手绘图、设计能力和CAD绘图能力的提高”的教学新模式，充分调动学生学习的主动性和积极性，提高教学效果。[3]

一、传统教学模式

1.传统教学模式的劣势

（1）授课内容和方法。传统的教学内容都是将传统的制图知识和现代的制图知识完全独立，分开讲授，在内容上存在脱节和矛盾，学时上要求多，教学效果不理想。在授课方法上，传统的教学模式主要以教师的讲授为主，强调互动较少，学生参与课堂少，学生动手实践的机会少，学生的学习积极性调动不好。

（2）学生徒手绘图能力的训练不到位。徒手绘图能力在对设备改造、仿制、方案设计、现场设计加工及参观学习中具有非常重要的作用。对学生徒手绘图能力训练较少，考核部分也不体现学生这方面的能力，导致学生在课程后期的测绘及设计部分难度较大，进而导致学生就业后在实际工作中动手能力差的后果。

（3）传统的工程制图与CAD三维软件结合不好。目前，传统的工程制图教学模式通常是以正投影为前提的，以二维投影方式绘出的二维图形，[4]没有涉及三维CAD建模的内容，不能满足现代化的生产模式（构思三维产品→计算机三维实体造型→数控编程→机械加工）的要求。

由多年的教学经验可知，现有的教学模式使学生表现出听课容易，作业难，从二维图形到三维立体的思维过程比较困难，导致学生在点、线、面章节学习兴趣较好，接触到立体章节就失去学习制图课程的兴趣，教师难以调动学生的学习积极性。

2.以传统的制图教学内容为主体的必然性

依据我国目前制造业水平极不平衡的现状，传统的机械加工方法将在较长一段时间内长期存在，传统的工程制图内容不能丢掉。工程制图课程是工科类专业中一门实用的重要技术基础课，是所有工程师进行技术交流的语言，理论性和实践性都非常强，学好本门课程对工程类专业学生来说是必须的。本课程在培养学生空间想象能力、形象思维能力、设计表达能力、审美能力、创新构形能力等方面是其他课程无法替代的。

因此，本文针对以上两点，提出“一体两翼”的教学新模式。

二、徒手绘图

1.徒手绘图的概念

不用绘图仪器和工具，通过目测形体（图形或实物）各部分之间的相对比例，按一定画法要求，徒手画出图样的过程和方法，称为徒手绘图。徒手所绘出的图称为徒手图或草图。[5]

2.徒手绘图的应用及作用

徒手绘图表现形式灵活，能记录瞬间思维，不受工具场地限制，在工程实践中应用广泛。

徒手绘图是表达创意、交流设计思想的有力工具，对于学生独立思维、观察思维能力、动手能力和创新精神的培养都起着非常重要的作用。

3.掌握徒手绘图的要领

草图不等于“潦草的图”，线要直，图要对，尺寸要正确、清晰，目测比例要协调、美观。

本文提出在教学过程中从工程设计和制造的环节出发，强调课程的实际意义，让学生较早自主利用知识，发现问题，解决问题。在教学过程中遵循由易到难，循序渐进的方法加强徒手绘图能力的训练，并最终掌握徒手绘图的技巧。

4.实施步骤

首先在制图基础知识一章引入徒手绘图，明确徒手草图的基本要求，通过直线、圆的徒手绘制，让学生初步理解概念并最终掌握基本绘图技巧。其次在轴测图一章中加强徒手绘图的能力。再次，在零件图一章中充分运用徒手绘图，熟练绘图技巧，为以后的测绘、设计奠定基础。

为了增加学生的学习兴趣，本文还列出了笔者在教学实践中布置给学生的作业（见表1） 。

以下所列课后作业，从实际的事物出发，更能激发学生学习的兴趣，并使学生深切地感受到知识的应用所在。这种教学方式同时也贯穿在课程的其他章节中。例如，让学生徒手测绘课桌、自行车等等，通过不同产品的测绘、设计训练学生的徒手绘制草图、表达设计思想的能力，让学生建立设计之后才能根据草图形成二维图形或三维模型的理念。

表1 徒手绘图作业

三、工程制图和CAD三维建模软件内容的融合

目前，笔者将“工程制图”和“CAD”分成两门独立的课程来学习，在教授CAD课程的过程中，较多地片面强调命令的用法，脱离传统的制图内容，最终导致学生虽对图形的绘制过程较熟练，但却不能很好地对组合体、零件、部件、机器进行图样表达，课程的教学目标实现并不理想。

如何将传统制图内容与CAD三维建模有机融合，将CAD三维建模相关内容贯穿在工程制图课程的始终，把三维软件作为一种“思维工具”，既保证CAD课程内容的有效扎实掌握，又促进了学生对三维形体与二维图形之间相互关系的理解，提高了学生的空间思维能力，增强了三维设计技术，激发了学生的学习兴趣，改善了总体学习效果。图1为三维建模与二维投影图的结合实例。

四、结语

“卓越工程师计划”已提出三年之久，作为新时代图学界的一名教师，必须深刻领会“面向工业界、面向世界、面向未来”的工程教育理念，探索适合新时代要求的教学模式，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工程技术人才。

通过本文提出的“一体两翼”的教学新模式，精炼讲解传统工程制图内容的前提下，有针对性地训练学生徒手绘制草图的能力，使学生在学习过程中发挥了主体作用，提高了综合分析能力和创新能力；同时有机结合CAD三维设计的相关内容，培养学生的空间思维能力，激发学习兴趣，提高总体教学效果。

参考文献：

[1]刘元林，张增凤，李洪涛.基于“卓越计划”的机械类“3+1”人才培养模式改革[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2013，（1）.

[2]何铭新， 钱可强.机械制图（非机类第四版）[M].北京：高等教育出版社，1997.

[3]付俊强，张新娜.提高非机类“工程制图”教学效率的研究[J].中国电力教育，2011，（18）.

[4]郑雄胜，张玉莲.少学时“工程制图”课程融合式教学模式研究[J].中国电力教育，2013，（10）.

[5]刘颖.浅谈中职《机械制图》中徒手绘图能力的培养[J].装备制造技术，2013，（9）.

（责任编辑：王意琴）