以创新设计促进工程制图教学的探索

刘晶 郭慧 赵菊娣 马惠仙

摘 要：随着各行业对高质量创新型技术人才的需求不断增大，创新设计越来越受到关注。因此将创新设计与工程制图教学相结合具有重要的意义。文章在更新教学内容，将各类先进成图比赛和设计比赛融入课程，各类创新创业项目融入课程等方面进行了探索，以提高学生的学习兴趣，培养学生的创新素质和创新理念，推动学生创新积极性，从而达到创新型人才培养的目的。通过创新设计与课程相结合，也促进了工程制图的教学。

关键词：创新设计；工程制图；创新创业 创新型人才

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）16-0035-03

Abstract： Creative design gets more attention with increasing demand for high quality innovative technical talents. So it is significant to combine creative design with engineering drawing teaching. Updation ofteaching content， integration advanced drawing and design competition into courses， integration programs of innovation and entrepreneurship into courses are discussed and analyzed. This can improve students' learning interest， train students' innovation quality and ideas， promote students' innovation enthusiasm. Thus innovative talents can be cultivated. Creative design is combined with course， which can improve engineering drawing teaching.

Keywords： creative design； engineering drawing； innovation and entrepreneurshi； innovative talents

引言

工程制图这门课是工科类专业必修的一门技术基础课，它服务于机械制造，建筑，化工，电子产业，资源环境等多个行业。工程制图在培养学生的形象思维、科学研究和创新能力等综合素质起着重要的作用。这门课教学目的主要是培养具有良好的形象思维和设计表达能力的高素质应用型工程人才[1]。但是传统的教学目标已经跟不上时代的发展，需要与时俱进，教学内容也需要进一步丰富和完善。随着“卓越工程师教育培养计划”的提出，对工程技术人才提出了创新能力强这一要求。教育部提出的“卓越工程师培养计划” 旨在培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才[2]。目前国内一些高校对创新人才模式和工程制图课程教学进行探讨[3-6]，可以看出创新能力已经成为课程培养的一个方向。需要对创新设计与工程制图教学间的关系进行探索。需要将课程内容与创新创业大赛，大学生创新创业训练计划项目等结合起来，增加学生的学习动力，提高学生的学习兴趣，培养学生的创新实践能力，将工程制图课程与工程实践相结合。

随着科学的发展，传统灌输式的教学方式已经不能满足工科学生的学习需求。工程制图与计算机技术的结合，促使工程制图的理论和技术发生了很大的变化。因此教学也应该随之而变化。创新是工程图学教学过程中必经之路。需要将各类创新项目，创新比赛和学术活动与课堂教学内容相融合，激发学生的创新动力，培养符合时代发展的创新工匠。在创新的过程中，学生更需关注设计细节，更需注重质量和效率，更需遵守国家标准和规范。

一、课程内容的设置

工程制图作为一门实践性很强的课程，不仅需要培养逻辑思维能力，还需要培养很强的形象思维能力。华东理工大学的工程制图课程，包含了化工制图，工程制图（机械类），工程制图（非机类）等几个部分。化工制图是国家精品课程，主要针对化工专业的学生开设，除了介绍制图内容外，还要介绍化工设备图，化工工艺图等。工程制图（机械类）主要针对机械专业的学生开设，教学难度最高，其中读图和绘图是课程的重点。工程制图（非机类）主要针对全校非机械专业的工科专业学生开设，包括测仪电自专业，自动化专业，食品专业，制药专业，信息专业，化分专业，资源环境专业的学生。工程制图（非机类）的教学内容比较全面，但是和工程制图（机械类）比较，降低了教学难度。

华东理工大学针对不同专业的特点，工程制图课程内容也各有侧重，在课程内容上进行了优化。化工制图这门课程除了常用的制图内容外，还会对化工设备图，化工工艺图等进行详细介绍，主要是为了满足化工专业的实用性以及化工专业自身特点的需求。工程制图（机械类）主要针对机械学院的同学。课程的理论内容包括投影基础，制图基本知识，基本立体及其表面交线，组合体，机件的表达方法，轴测图，剖视图，标准件和常用件，零件图以及装配图等，此外还需要进行零件测绘，提高学生的动手能力，工程实践能力和团队协作能力。上机实驗为AutoCAD计算机绘图，主要是为了培养学生的先进成图能力，使学生在短时间内快速掌握AutoCAD绘图基本功能和操作技术。为了让同学们能够更好地理解工程制图内容，还开设了UG，Solidworks等三维造型软件课程，这些课程是在公共选修课中进行介绍，通过学习三维造型软件，不仅便于理解消化工程制图课堂内容，还可以辅助学生理解工程图和装配图，也为学生的创新活动设计方案提供了数字化造型和验证手段。工程制图（非机类）对制图的主要内容和AutoCAD计算机绘图都有所介绍，由于学时较少，因此在教学过程中降低了教学内容的难度，依然可以满足这些非机类专业的需求。

二、培养学生的创新素质

应用型创新人才的培养对实现社会经济、科技、文化等方面和谐、持续良好发展具有重要的意义[7]。在教学过程中，要按通用标准和行业标准培养工程人才，因此需要在工程制图课程中始终贯彻国家新标准，将最新的知识传授给学生，以便学生将学校所学知识能与行业标准顺利接轨。此外还需强化培养学生的工程能力和创新能力。在课堂中详细介绍工程制图中理论知识的同时，将上图杯创新模块，高教杯，全国3D大赛等比赛内容融入到制图课程中去。使学生主动地，自发地去进行创新。通过在学校里参与创新活动，提高学生的创新素质和能力，为将来的工作打下坚实的基础，为社会做出更大的贡献。

（一）更新课程内容

随着时代的发展，工程制图的国家标准也在不断更新。如何贯彻新国标，都应该体现在教学内容的改进上。国家标准中对于表面粗糙度和形位公差等内容都有所改进，因此这些需要在教材和讲授过程中，及时更新教学内容，向学生介绍最新的国家标准，使学生熟悉并且能够正确使用新国标。同时在配套的教材和习题册中，用新的国标对旧的国标度进行替代。让学生学习到最新的制图知识，让学生了解工程制图这门课是这样一门需要持续学习，持续思考的严谨的课程。从而在平时教学过程中，培养学生严谨的学习态度和设计态度。

（二）比赛融入课程

在学习工程制图课程的同时，授课老师会向學生介绍各类创新大赛，其中包括上图杯先进成图大赛，高教杯全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛，全国三维数字化创新设计大赛，上海市大学生机械工程创新大赛等。这些创新大赛促进了学生的学习积极性。此外将以往大赛中的获奖作品作为教学素材为学生进行讲解，通过直观形象的实例增强学生的感官认识，通过学习学长学姐的设计理念，激发了学生的学习兴趣和创新意识。通过将大赛的各类讲座信息提供给学生，使其有接触行业专家的机会。在讲解大赛作品时，将专业的设计能力培养融入到工程制图的课程内容讲授中。将工程制图内容与专业课程的设计要求相联系，将工程制图理论知识，计算机绘图、先进的设计理念融入工程制图的整个教学过程中，从而提高学生的创新能力。通过实例的讲解，引导学生在生活中寻找灵感，在生活中寻找创新设计题目，对学生多鼓励。为各类设计比赛提前做准备。

华东理工大学近年来在上图杯先进成图大赛，高教杯全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛获得多项团体一等奖，多项个人一等奖，在上海市大学生机械工程创新大赛获得一等奖。在学生学习了后续的设计课程后，继续延伸参加了全国三维数字化创新设计大赛。在第九届全国三维数字化创新设计大赛中，获得了龙鼎杯全国二等奖和龙鼎杯全国三等奖。图1为全国三维数字化创新设计大赛龙鼎杯全国二等奖的作品，图2为全国三维数字化创新设计大赛龙鼎杯全国三等奖的作品。

图1 多功能手杖

图2 多功能健身器材

（三）大创项目融入课程

目前各类创新创业项目日益受到学生的关注。华东理工大学创新创业类的项目包括国家级大学生创新训练项目，上海市大学生创新创业项目，华东理工大学创新创业项目，USRP项目等，这些项目为本科生提供了在学校创新创业的机会。通过老师的指导，学生可以自主完成创新性研究项目设计、研究准备和项目实现，撰写研究报告，进行成果交流。通过参与这些项目，可以强化学生的创新能力和创业能力。在工程制图教学过程中，通过向学生介绍各类大学生创新创业项目，使学生在课程进行过程中树立创新意识，去发现创新题目，带着问题进行后续课程的学习。在讲解课程中，会通过实例方式将以往国家级大学生创新项目介绍给同学们，增进其学习制图课程的兴趣，从中得到启发。图3为国家级大学生创新创业项目通过3D打印机打印出的作品。图4为USRP项目设计的剃须刀渲染效果图。

三、结束语

近年来创新设计越来越受到高校和企业的重视，因此对工程制图这门课程也提出了新的要求，需要培养学生的创新能力，提高学生的创新意识，需要将先进的成图技术与手段贯穿到课程中，将创新设计的理念和手段融入到课程中，需要培养基础扎实，创新能力强的学生。在培养学生创新素质时，需要将课程内容与时俱进，将各类先进成图技术大赛结合到工程制图课程中，将各类机械设计大赛的经典案例与课程内容有效地结合，从而提高学生的学习兴趣，培养学生的创新理念，完善教学内容，提高教学质量和教学效果。

创新能力的培养不是一蹴而就的，是一个复杂的过程，需要渗透在每一个教学环节中去，也需要继续在工程制图的教学过程中进行探索和改进。

参考文献：

[1]张梅琳.工程制图教学的几点思考[J].东华大学学报（自然科学版），2010，36（4）：473-476.

[2]秦仙蓉，张氢，管彤贤，等.面“”卓越工程师“培育的”现代机械工程师基础“课程建设[J].高等工程教育研究，2014（3）：153-157.

[3]姜文锐，宫娜.拔尖人才培养模式下的工程图学教学研究[J].图学学报，2014，35（3）：455-458.

[4]毛文武.基于先进成图技术竞赛的制图系列课程教学改革[J].装备制造技术，2012（10）：210-212.

[5]李斌，徐蔚，面向卓越工程师培养的机械制图课程教学改革探讨[J].大学教育，2013（7）：127-128.

[6]刘平.工程制图课程创新教育的改革与探讨[J].中国高教研究，2008（7）：91-92.

[7]李凌乐.“应用型创新人才培养”背景下的工程制图教学[J].大学教育，2016（4）：167-168.