高征兵，秦永法，张军，陈世栋

（扬州大学机械工程学院，江苏扬州225127）

装备人才培养

“卓越”模式下工程图学实践教学改革

高征兵，秦永法，张军，陈世栋

（扬州大学机械工程学院，江苏扬州225127）

从工程图学在卓越工程师培养计划中的地位出发，分析了工程图学实践教学的现状，重新构建了以尺规作图、计算机绘图、徒手画图及构形设计并重的多阶段的新实践教学体系，并从考核方式以及改革的保障等方面提出了措施。

工程图学；实践教学；卓越工程师；绘图

“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）旨在培养一大批创新能力、生产能力、管理能力强且具有良好职业道德的新型工程技术人才。2012年9月，我校机械设计制造及其自动化专业获得卓越工程师培养计划项目。工程图学是该专业卓越计划中必修的专业基础课，它是产品设计、制造、检验的技术资料，在卓越工程师培养计划的过程中起着举足轻重的地位。因此，如何采用高效的教学方法、教学手段培养出优秀的卓越人才，是每一位图学工作者首先所面临的课题，对照培养目标和我校工程图学的现状，作者对该课程的实践教学进行了全面改革，并在2015级新生中实施。

1 工程图学教学现状

我校机械类工程图学分为理论和实践两部分，理论部分又分为工程图学上、工程图学下两部分，工程图学上主要讲授传统制图内容，安排在第一学期完成，共80学时；工程图学下主要讲授计算机绘图内容，安排在第二学期，共32学时。改革之前的实践教学也是安排在第二学期，内容是一周的时间用尺规绘制零件图和装配图。

以这种模式对毫无工程背景的学生进行教学，学生可以较好地掌握制图基础理论，但对机械专业图样的表达和应用是不能完全理解的，在后续涉及到结构设计的课程及毕业设计的工程图中都会出现多种错误。因此，结合专业特点和学生以后工作实际的需要，对工程图学的实践教学的改革是势在必行的。

2 实践教学改革

2.1 构建新的实践教学体系

目前计算机已渗透到各行各业，计算机绘图已普及，但尺规作图仍是教学的重点，是学生掌握制图规范及绘图的基本技能的最有效手段；计算机绘图技术是一种绘图环境和工具，是图板和丁字尺的发展和延伸[1]。多年教学表明，能快速应用计算机绘图的同学都是较好地掌握了制图规范和绘图的基本技能的学生；在产品开发设计、机器测绘、技术交流等场合，经常需要徒手图，徒手图可加速新产品的设计、开发，有助于组织、形成和拓展思路；构形设计是一种淡化设计和工艺的专业性要求，根据给定的条件构思出不同结构、不同形状的组合体并画出视图，这种训练方法可以把空间想象、形体构思和图样表达三者结合起来，对于空间想象能力和创新能力的培养非常有利[2]。因此，新的实践教学体系应涉及到尺规绘图、计算机绘图、徒手画图及构形设计等方面的内容。

2.2 分学期多阶段的理论和实践教学

工程图学是一门既有理论和实践又涉及具体相关专业的技术基础课，在大一第一学期讲授完，学生只能掌握其中的画法几何及制图基础，对于机械图，由于没有感性认识，部分内容不能完全理解，从而使课程教学与后续的相关课程及课程设计实践环节相脱节[3]。因此，要改变原有的传统教学模式，以相关学科知识的渗透为出发点，将原有一学期讲授的工程图学上转变为多学期阶段式教育方式，并将工程图学下，即计算机绘图部分穿插在各阶段进行。具体做法为：

第一阶段：在第一学期安排画法几何及制图基础，为金工实习奠定了一定的绘图和读图能力；第二阶段：在第二学期先安排金工实习，而金工实习又为后续的工程图样的学习提供了感性认识；第三阶段：在第三学期讲授完公差与配合等专业基础课后，安排制图课程设计，这样不仅使学生进一步提高了绘图技能，同时又能全面掌握机械图样内容；其他阶段：组织学生参加CAD高级辅导班、各类竞赛活动、和专业教师共同指导含有结构设计的毕业设计等工作，这样学生可以将一些薄弱环节得以弥补、教师更清楚以后的教学侧重点。这种分学期多阶段的工程图学（含计算机绘图）的教育方式，在保证知识融会贯通的基础上，使学生的绘图能力、读图能力不断得到提升。基于这种模式，设置如表1所示的工程图学实践项目[4]。由于总的学时是一定的，大部分项目在课内规定的学时是完成不了的，需要课外完成。对于计算机绘图的项目，可在机房讲授时作为练习完成。相应实践目的如表1所示：

表1 工程图学实践项目

（1）平面图形的绘制：在讲授完机械制图基本知识后分别用徒手、尺规、计算机抄画圆弧连接类平面图形。实践的目的要求学生熟悉有关图幅、图线、字体和尺寸标注的制图国家标准；学习正确使用包括计算机在内的制图工具以及徒手绘图的方法；在对平面图形尺寸分析和线段分析的基础上掌握圆弧连接的作图方法；培养严肃认真、一丝不苟的作风和画图习惯。

（2）组合体三视图及轴测图的绘制：在讲授组合体三视图（含轴测图）时分别用徒手、尺规、计算机绘制三视图及轴测图；在讲授完组合体的尺寸后，再完成较复杂的同类题目。实践的目的要求学生学会布置三视图的方法，学习运用形体分析法、线面分析法、恢复原形法分析、想象出组合体的结构形状，从而掌握组合体三视图的画图、看图、尺寸标注以及由三视图画轴测图的方法。

（3）组合体构型设计：在讲授完组合体视图后分别用徒手、尺规完成组合体的构型设计。该实践的目的要求学生在某些限定条件下利用基本几何形体或简单形体构建组合体图样。

（4）机件表达方法的应用：在讲授完机件表达方法后应用尺规、CAD软件表达机件。该实践的目的要求学生在表达机件时，首先根据物体的具体结构考虑读图方便，然后在完整、清晰表达机件形状的前提下，采用适当的表示法力求制图简便。

（5）标准件和常用件的绘制：在讲授完标准件和常用件后分别应用尺规、计算机绘制应用较多的标准件和常用件，如螺纹紧固件连接、齿轮啮合等。实践的目的要求学生掌握标准件和常用件的图样画法和标注方法，掌握应用CAD软件将三维图形转换为二维图形后修改成为符合图标工程图样的方法。

（6）零件测绘：在讲授完零件图后，画出实际零件草图（徒手图），然后根据零件草图应用计算机整理出零件图。实践的目的要求学生能够认识实际零部件的功能结构和工艺结构、学会使用常用的工具、量具测绘出实际零件的相关数据、确定它的技术要求，最后画出符合要求的零件工程图。

（7）装配体测绘（课程设计）：在讲授完装配图后，要求学生选择一个具有30种左右零件的装配体模型中完成以下环节：①装配体的拆装；②绘制装配示意图、测绘并徒手绘制非标准件和常用件的零件草图；③用尺规绘制完整的非标准件和常用件的零件工程图；④在三维软件SolidWorks或Pro/E中对各零件进行建模、装配并生成爆炸图；⑤在上述三维软件中将装配体转换为二维图形并修改、添加明细栏、序号等各种标注后形成符合国标的二维装配工程图样。通过这样的综合实践，进一步锻炼了学生的拆装能力、测量工具的使用能力、绘图能力（尺规、计算机）、查阅文献的能力及协作能力，培养了学生的工程设计能力。

（8）其他项目：在讲授工程图学课程的同时，学校举办多种活动，如组织学生参加尺规绘图竞赛、华东地区CAD大赛、全国大学生先进成图与建模创新大赛及CAD高级辅导班、CAD技能等级考试培训班等等。通过这些活动拓展了同学们工程图学的知识面，培养了同学们对工程图学的兴趣爱好，提升了同学们的读图能力、创新能力、设计能力和动手能力。

2.3 实践教学考核

实践成绩考核应尽可能贯穿整个实践教学过程，应较全面地体现学生的绘图技能、读图能力以及动手能力。对于徒手图、尺规图主要从布图、线型、表达方案、尺寸标注、技术要求书写等方面进行评定；对于CAD绘图除上述评定要求外，还应该从过程、答辩等方面进行综合评定。实践成绩由徒手图（10%）、尺规作图（50%）、CAD绘图（40%）三个项目组成，采用百分制。如果其中有一个项目不合格，则实践成绩不合格，重修时只需要完成不合格的项目。

3 改革的保障措施

3.1 实现开放式实验室

由于每个学生的基础不一样，在规定的时间内不能完成实践内容，同时也有同学想进一步拓展自己的绘图技能，这就要求学校提供必要的硬件保障，其中开放绘图室和计算机室是非常必要的。绘图室可以和模型陈列室、测绘室合用，在其中画图能找到类似的模型，有助于培养学生的空间想象能力，而且在专用的绘图桌椅上画图还可以提高绘图质量。同样开放计算机室能使学生更好地掌握计算机绘图软件及提升计算机绘图技能。

3.2 加强师资队伍建设

工程图学虽是一门技术基础课，但它含有较强的专业性，这就要求工程图学教师应具有相应的专业知识和实践能力。但大多数工程图学教师只担任制图类课程的教学，教师队伍缺乏实际设计经验、科研经历不足是大部分制图教师的现状[5]。因此，工程图学教师除了应掌握专业的现状和发展趋势外，还应积极参与生产实习、毕业实习、毕业设计、科研等工作，这样教师无论在理论教学还是在实践教学中都能做到得心应手，从而培养出具有优秀工程素质的学生。

4 结束语

以卓越工程师培养计划为目标，将传统的机械制图和计算机绘图融为一体、将单课程教育变为分阶段全程教育的工程图学的实践教学改革，围绕徒手图、尺规图、CAD绘图、构型设计的教学体系而展开。这种教学模式提高了学生学习的积极性，更好地培养了学生的看图能力、画图能力、创新构型能力和工程设计能力，增强了学生以后工作的适应能力，能较好地满足社会的需求。

[1]裴善报.机械制图课程教学改革与实践[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2010，27（3）：128－129.

[2]大连理工大学工程图学教研室.机械制图[M].北京：高等教育出版社，2007.

[3]丁茹.从毕业计看工程图学全程教育问题[J].辽宁商务职业学院学报（社会科学版），2003（04）：83－84.

[4]袁玉红，郑继明，李波，等.卓越工程师培养计划下机械制图课程实验教学改革的探讨[J].中国机械，2015（02）：187－189.

[5]舒宏，胡清泥，高菲.中日机械制图教材的比较及对教学改革的启示[J].工程图学学报，2010（04）：166－171.

Engineering Graphics Qractice Teaching Reform in the Excellence Mode

GAO Zheng-bing，QIN Yong-fa，ZHANG Jun，CHEN Shi-dong
（College of Mechanical Engineering，Yangzhou University，Yangzhou Jiangsu 225127，China）

From the status of engineering graphics in PETOE，analyze the present situation of the practice teaching of engineering graphics，rebuild the new multistage practice teaching system laying equal stress on construction with ruler and compasses，computer graphics，freehand drawing and configuration design，put forward reform measures from examination modes and reform of the security.

engineering graphics；practice teaching；excellent engineers；drawing

G642.0

A

1672-545X（2017）06-0247-03

2017-03-02

扬州大学2016年教改课题《面向卓越工程师培养的工程图学实验教学改革与实践》（YZUJX2016-30C）

高征兵（1970-），男，江苏南京人，讲师，硕士，研究方向：工程图学及CAD.