强化计算机应用能力培养的工程图学教学改革

强化计算机应用能力培养的工程图学教学改革

陈东祥姜杉郑惠江喻宏波

陈东祥姜杉郑惠江喻宏波天津大学机械工程学院300072

摘要面向“创新型工程科技人才培养计划”，在天津大学“求是学部”机械基础强化班开展了“增强创新能力意识的引导，进一步强化计算机应用能力培养”教学改革的研究与实践。

关键词教学改革计算机应用能力创新意识

“机械基础强化班”是天津大学求是学部为配合“创新型工程科技人才培养研究”项目的开展，以建设实体化“卓越工程创新人才培养实验中心”为目标，负责组织实施的天津大学工程教育改革的试点专业之一。按照技术科学型、工程专业型人才培养模式，工程专业型以培养高层次研发设计工程师为目标，强化学科基础和专业基础，尤其注重设计和动手能力。工程图学是该专业的必修基础课，按照“卓越工程师培养方案”的目标，对工程图学教育与实践提出了更高更新的要求，为此，对“求是学部”机械基础强化班的工程图学课程进行了“增强创新能力意识的引导，进一步强化计算机应用能力培养”教学改革的研究，并在“求是学部”机械基础强化班中进行了试点工作。

一、教学改革的目的、意义

工程图学是培养学生空间想象能力、表达工程思想能力的一门课程，图样被喻为“工程界的语言”。它是设计、制造、使用机器过程中的一项主要技术资料，是进行技术交流的有力工具，在我国所有的高等院校中都将其设为必修的机械基础课程，故此该课程是“求是学部”机械基础强化班主修的一门基础课。但由于目前该学部的“工程图学”课程与其他专业的该课程使用的教材、教学大纲、教学内容和考核方法相同，无法体现和突出“卓越工程师”培养计划的宗旨和特点，为此，按照“卓越工程师”培养计划的要求，根据机械学院2009年底组织的海外机械学科的教育专家针对“求是学部”关于“卓越工程师培养方案”研讨会的精神，在2010级“求是学部”机械基础强化班的工程图学课程中进行了“增强创新能力意识的引导，进一步强化计算机应用能力培养”的教学改革试点工作。

二、教学改革的主要工作

“求是学部”机械基础强化班的“工程图学”课程为工程图学1A和工程图学1B分别在两个学期完成。工程图学1A侧重课程的理论知识教学，工程图学1B侧重实践教学。由于本次的教学改革重点是强化计算机应用能力的培养，因此教改是在实践教学环节课时较多的工程图学1B学期进行的，下一步将在此基础上全面展开教学改革工作。

1、教学内容的改革。本学期课程的主要教学内容为轴测图、装配图和三维实体造型及其表达，总学时为48学时，本次在教学内容上作了以下的改革。在轴测图部分，要求学生在掌握轴测投影原理的基础上，突出强调徒手绘制轴测图，加强培养学生徒手绘图的能力。在装配图部分，以前是学习利用丁字尺等绘图工具，在图板上绘制装配图及由装配图拆画零件图。这样的教学内容，已经不能满足现在“课程设计”、“毕业设计”等相关后继课程利用计算机完成的需要。并且目前所有的设计部门没有再利用图板画图的，它已与现实的需要不相适应。为此，本次教改调整了教学内容，为了培养学生严谨的工作作风，在保障尺规作图基本训练的基础上，把重点放在了计算机绘图能力的培养上，在原有的学时内，不仅能够让学生掌握了装配图的原理知识，并且熟练地掌握了计算机绘图的技能。

在三维实体造型及其表达部分，引入先进的CAD软件作为平台，加强工程意识的引导，按照零件形成的加工工艺流程引导学生进行三维零件的特征设计，按照机械制图国家标准的规定启发学生进行工程图的生成制作，引导学生的工程意识和标准和规范，加深多学科工程实践能力的培养，使课程内容与工程实际有机结合。

2、教学方法的改革。教学方法的改革主要体现在启发式教学。在教学中不是完全地给学生讲授，而是采用提出问题，让学生解决问题的方式，从解决问题过程中学到知识，学到学习和解决问题的能力。这样的教学方法给于了学生能力的培养，这些能力主要体现在工程设计、创新思维和计算机应用等方面，以便作为机械基础课程，为“课程设计”、“毕业设计”等相关的后继课程在形象思维、创新意识和CAD能力方面打下基础。

3、成绩考核的改革。过去的成绩考核是平时作业和期末考试按一定比例确定该学期的成绩。这样传统的考核方法，特别是对这样一门培养表达工程思想能力，设计动手能力的课程，是不准确的，缺乏对学生能力和创新思维的评价。为此，在这次改革中采用了综合大作业的形式取代了装配图部分的卷面考试，通过学生用计算机绘图完成装配图的过程，来全面的考核学生在装配图的原理知识，读图、画图、以及掌握计算机绘图等方面的情况和能力。这样由原来的：“总成绩=平时成绩（30%）+装配图卷面考试（35%）+CAD基础部分考试（上机35%）”改革为：“总成绩=平时成绩（30%）+计算机绘图综合大作业（35%）+CAD基础部分考试（上机35%）”

三、教学改革取得的效果

1、本学期的学习成绩比上学期有明显的提高。期末成绩平均分数88.4分，90分以上达到47.2%，没有不及格的。改革教学方法，引导学生从思想上重视该课程的学习，使之由被动的学习转变为积极主动的学习是行之有效的。2、计算机应用能力有明显增强。在原计划学时内，试点班的学生不仅掌握了“制图课”的知识点，完成了齿轮油泵装配图的计算机绘图以及用计算机绘图由装配图拆画零件图；完成了轴套、轮盘、叉架和箱体四类零件的造型设计及工程图制作，根据考试和考核结果表明学生熟练地掌握了计算机绘图的技能，并奠定了CAD能力的基础。3、学习的能力增强。启发式教学激发了学生的主观能动性，在努力解决问题的过程中培养了学习的能力，即，解决问题就要有方法，这样的方法就得摸索学会，为此，学生学习了如何去学习。

四、总结经验，进一步开展教学改革

在总结本次教学改革经验的基础上，下一步拟对该课程进行系统全面的教学改革。教改的总体思路是，针对“卓越工程师”的培养方案，探索在教学实践过程中如何设计合理的知识结构、实践平台、考核制度等关键问题，摸索出一套适应高层次创新性人才培养的组织模式和实践方法。

1、知识结构。保留课程的基础理论，消减由于因传统绘图工具的局限而产生的课程内容，针对现代设计方法组织教学内容，使教学充分体现时代特色，满足现代人才培养的需要。2、实践平台。教学中解决问题固然重要，但发现问题更重要。进一步采用启发式教学、课题式教学。教授知识的基本点，提出问题让学生解决，培养学生的创新思维，注重培养创新精神和研究能力，综合设计能力。加强徒手绘图能力的培养，计算机辅助绘图、辅助设计应用能力的培养。3、考核制度。进一步探索对学生课程学习其能力的评价体系的科学方法，本着理论知识需要考试，能力方面需要综合考核的原则制定考核方法。

总之，教学改革的目的是将“工程图学”课程由过去的一种技能教学转变为思维方式的引导和设计意识、创新意识的培养，课程的内容以加强基本理论为根本，以设计思想为主线，以培养在工程设计中计算机的应用能力为目标。以满足机械设计的课程设计、机械基础课程综合实验、毕业设计等后继课程的需求。

参考文献

【1】丁伯慧,陈东祥,何改云,郑惠江,田颖.将CAD基础引入工程图学教学的研究与实践[J].教育教学论坛,2011.1(29):122-124.

【2】姜杉,徐健,安蔚瑾,喻宏波,陈东祥.面向“卓越工程师培养”，机械制图课程教学改革探索[J].教育探索与实践,2011.26(5):10-11.

【3】何改云,徐健,陈东祥.新型图学课程质量保证体系的构建[J].图学教育理论与实践,2006.81(1)46-49.