时间：2022-10-15 23:02:54
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇现代工程制图，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
摘要 本文探讨了开展以三维实体造型为核心的现代工程制图研究性学习必要性，设计了“形体构造分析”、“调查典型零件”以及“产品创新设计”三个研究性学习方案，期望能有效地提高学生的学习质量和效率，促进学生解决问题能力和创新思维能力的发展。
关键词 三维实体造型
现代工程制图
研究性学习
设计方案
一、建立全新的课程体系和内容
对非机械类传统56学时《工程制图基础》课程增加“计算机绘图”内容（18学时），对《工程制图基础》课程的教学体系、内容、教学大纲和教学进度等重新进行了优化组合，将手工绘图和计算机绘图科学地融为一体。彻底实现传统教学模式与现代教学模式的整合，建立科学、合理和实用的《工程制图基础》课程立体化体系，面向全校56学时24个班全面进行《工程制图基础》课程多媒体教学，与传统工程制图相比在相同56学时学生不仅学习了工程制图理论和手工绘图，而且学习了计算机绘图。
对计算机绘图部分，由于学时所限和AutoCAD软件的强大功能，决定通过AutoCAD软件介绍计算机绘图过程。三维设计是现代工程技术发展的需要，利用网络为学生提供三维绘图教学平台，增加、强调了三维绘图内容。设置模块包括：“UG软件三维绘图简介”“CATIA三维绘图简介”和“Pro/E软件三维绘图简介”等，以便学生了解UG、CATIA和 Pro/E等软件。
二、立体化教材建设
1.教材建设
根据新世纪对人才素质的要求，结合多年的教学经验，本着“够用为度、应用为主”的教学宗旨，应根据专业和教学学时，编写适合一般高校需要的教材。把制图与计算机绘图结合起来，以满足全新的56学时《工程制图基础》课程教学体系、内容，充分融入现代工程技术发展的最新成果，编写出版《现代工程制图》和《现代工程制图习题集》。
2.多媒体课件和上网课件建设
高校“计算机绘图与工程制图”课程课件所用AutoCAD软件版本要更新，且课件不应只是用PowerPoint制作的电子教案。课题组综合应用各种软件，已形成了各类强大的课件，其多媒体课件和上网课件技术含量较高、交互性强，且与最新版教学大纲和教学进度一致，课件内容完备，界面友好、操作方便、形象生动，具有创新思路和启发性。一些课件具有助教功能和助学功能，突破原有教学模式的全新的助教功能，发挥学生内在潜质，学生能够通过课件自学完整课程内容、自我检验学习效果。在利用现代多媒体教学环境下，方便教学和自学，优化“工程制图与计算机绘图”课程的各个教学环节和自学条件。
三、建立、优化教学环境
1.在机房建立现代多媒体网络教室
将多媒体网络教室应用于软件类课程的课堂教学已势在必行，因此，对于计算机绘图内容授课，建立并全程应用了多媒体网络教室，且对如何有效应用多媒体网络教室进行了重点研究与实践。多媒体网络教室是由一台计算机作为服务器、一台多媒体计算机作为主机（教师机）和分机（80台学生机）组成。由主机通过网络控制分机、传输信息（包括图像和声音）。教师机可控制80台学生机显示，实现“广播教学”“学生示范”“屏幕监视”“遥控辅导和转播教学相结合”“电子举手”和“师生对讲”等功能，教师能很好地控制多媒体网络教室的授课秩序，学生能清楚看到教师机屏幕的内容。全程在计算机机房应用多媒体网络教室和CAI课件，并与传统教学黑板板书模式有机结合。
2.全面应用多媒体教室
对工程制图内容，应用自制“计算机绘图与工程制图”课程的各种CAI课件进行多媒体教学研究与应用。其多媒体教室的教学设备不仅能满足课堂教学，且已网络化，教师能够演示登陆网络教学平台和“CAD工程制图”网站，指导学生利用网络资源和图书馆资源等进行自主学习和师生互动活动。课堂教学时应用AutoCAD软件为电子黑板，不仅通过AutoCAD软件的三维绘图和二维绘图演示介绍三维实体画图、读图方法，帮助学生加深理解和读懂视图，而且同时使学生开阔学习AutoCAD软件操作的视野。在以多媒体课件教学为主的同时，还要恰当使用教学实物模型和黑板板书。
3.建立网络课堂平台和“CAD工程制图”网站
建立并全面开通从美国引进的基于校园网的精品课程Blackboard 网络平台，不断应用各功能、效果很好。在网络上为“计算机绘图与工程制图”课程师生筑起一个交互平台。为主讲教师所授课程各个班全体学生开通用户登陆账号和密码，使主讲教师与所授课班级之间实现网上实时通知、资料传递、讨论、发送E-mail和其他各种课余助学互动活动，主讲教师实时更新课程资料。学生可以利用教学支撑平台所提供的自主学习空间进行学习、答疑、作业、讨论和测试，学生可通过网络巩固所学知识。此外，其他人作为访客也可以获得一定权限的网上活动。其主要模块如下：（1）“通知”模块：教师通过网络课程相关信息，如组织创新活动、竞赛、学习某内容途径等。（2）“精品课程相关项目”模块：基本情况、课程负责人情况、课程组教师情况、教师队伍情况、课程描述、自我评价、课程建设规划、学校的政策措施和课程资源，其中精品课程资源包括上网课件、课程介绍、教师介绍、指定教材、教学大纲、 教学进程、授课教案、上机指导和练习、综合测试题、考核办法、参考文献、授课实况、视频教材、电子教材和学生评价材料等内容。（3）“课程资料”模块：教学用的各类资料，如：将双语课各讲英文专业词汇、临时让学生看的某章节电子教案、安装AutoCAD软件说明及图示等信息传到网上供学生下载使用。（4）“CAD工程制图网站” 模块：经过调研、查阅资料建立了哈尔滨工程大学“CAD工程制图”网站框架及各模块，将CAD工程制图相关信息应用网上，其平台更大、更广，面向对象不只是学生，还可以是相关技术人员，对网络教学平台是一个补充，增加了网络课程的灵活性。可以通过 “CAD工程制图”网站学习 “CAD工程制图”的相关知识。（5）“快速链接”模块：与哈尔滨工程大学主页、校内BBS和其他相关网站链接。（6）“讨论板”模块：由主讲教师添加讨论话题，学生回复，也可由学生添加讨论话题。
4.继续完善开放教室（包括触摸屏式计算机、实物模型、座椅和黑板等）
师生可以在此利用触摸屏式计算机和实物模型进行面对面课外辅导，学生利用实物模型和触摸屏式计算机中的课程资源进行自学，让学生反复观察、体会知识重点和难点，巩固、补充课堂所学习内容。
5.解决学生上机问题
除了要加强课堂实践教学环节外，还要免费提供机房计算机，课题组教师指导学生在周六、周日去免费机房上机和应用教学楼触摸屏计算机，使学生能及时充分巩固所学知识。
四、双语教学立体化建设
双语教学是与国际社会交流融合发展的需要，是高等教育改革的重要组成部分，也是推进素质教育的一个重要方面。英语和AutoCAD软件是应用计算机的重要工具。双语教学可以增强学生的竞争力，提高学生获取新知识能力和创新能力。“工程制图与计算机绘图”双语课程立体化建设，包括师资培训、自编双语讲义、选用双语教材、制作双语CAI课件、编写双语授课教案和研究教学方法及教学手段。学校应定期有计划地派出双语教师出国培训和在学校组织英语培训，并举行双语教学研讨会，提高双语教师的整体素质。《计算机绘图》和《工程制图基础》双语课程教师完成学校双语课程建设工作。选择《工程制图基础》双语教材、编写英文讲义《Computer Aided Drawing》、制作双语电子教案和CAI课件及编写双语授课教案。目前，我校双语教学建设已经全面落实，并应用于两学期、五个班计算机绘图和工程制图基础课程的教学中。
五、考查环节建设
多样化的评价方式，具体采用了闭卷考试、平时作业及表现综合评定。2006年对试题库进一步完善，卷面考试题目从建立的试题库中选择，全面考核课堂上讲述的相关内容，提高了出题质量。
采取流水作业方式阅卷，提高了阅卷效率和质量。制图大作业采用手工绘图和计算机绘图，考核学生对知识的综
合应用能力和绘图技能。
关键词：通识教育；工程制图；教材建设
从我国高等教育的实践情况看，课程改革已成为当前我国高校教学改革的核心。从课程涉及的范围来看，有广义和狭义之分。广义的课程指课程体系或培养计划，狭义的课程指单门课程。课程体系是实现人才培养目标和体现人才培养模式的具体课程结构框架。而教材是课程的核心，建设一个课程意识明确而又具有开放性特征的立体化教材，关系到课程改革的成效，也是课程研究与改革成果的展示与应用。
一、工程制图课程在河南理工大学课程体系中的定位
高校的定位决定着自身的课程体系，其课程体系是人才培养的载体，包含了课程各个层面的性质，把课程的知识、目标、计划、学习评价等诸多要素整合为一体。综合类大学因拥有理、工、文等多类别学科作为支撑，其本科教育的目标是培养“厚基础、宽口径、创新型、复合型”的高素质人才，重视对学生综合能力的培养，树立“以学生为教学主体”的观念。河南理工大学作为以工科为主的综合类大学，其课程体系按“平台+模块”的方式构建，结构如下图所示。
其中通识教育要与专业教育有机结合，在强化基础的前提下实行分类培养。为学生专业教育提供一个广阔的知识背景和坚实的技能基础，使学生掌握正确的科学原理和思维方法，并注重加强通识教育与专业教育之间的贯通，在专业教育中融入通识教育的内涵。
工程制图课程作为以工科为主的综合类大学通识教育平台的必修课程，跨专业、跨学科地培养学生以二维平面图形表达三维空间形状的能力；培养对空间形体的形象思维能力；培养绘制简单工程图样和阅读简单工程图样的基本能力；培养与掌握现代工程设计的有关思想和方法，树立现代工程意识，拓展眼界，为学生后续实践能力的培养奠定一定的基础。
课程体系结构图
二、基于通识教育理念的《工程制图》教材建设需注意五个方面
根据教育部高等学校工程图学教学指导委员会2010年制订的“普通高等学校本科工程图学课程教学基本要求”，由河南省工程图学学会组织河南理工大学、郑州大学等河南省多所本科高校编写的《工程制图》（第二版）教材，体现了现代设计思想的融入，CAD技术的渗透，及经典内容对学生思维能力培养功能的再认识，主要表现在以下5个方面。
1. 统一性与多样性
教材采用“基础平台+专业制图模块”体系。基础平台包含画法几何、制图基础、计算机绘图部分，旨在培养学生的空间形体的形象思维能力，还能培养学生应用基本理论从事工程设计的能力，既有完整的理论体系，又有很强的实践性。专业制图模块在保留第一版中的“展开图”、“焊接图”和“标高投影图”的基础上，增加了“房屋建筑图简介”一章，同时将第一版中“标准件、齿轮和弹簧”、“零件图”和“装配图”三章内容，合并为“机械工程图样简介”一章，减轻了教材中机械制图的色彩，更能体现多专业、跨学科的培养模式。在“机械工程图样简介”一章中，将标准件和常用件的相关内容分解在“零件图、装配图”两小节中，例如螺栓、螺母等标准件与螺纹结构安排在零件图这一小节讲述，而把它们的联接部件图安排在装配图这一小节讲述，强调了它们的装配图画法；压缩了“表面结构的表示法”、“极限与配合”和“几何公差”的内容；对工艺结构只列表简介，使得教学体系更加完整、合理，适合跨专业、跨学科对本课程教学的要求。
2. 立体化
完善了教材立体化系列配套资源。修订了与本教材配套的《工程制图习题集》、《工程制图电子教案》和《工程制图习题与解答》课件。在《工程制图习题与解答》课件中，不但有标准答案，还有整个的作图过程，更加方便教学。工程制图课程网站内容也根据教材与课件的修订而做了针对性的更新。课件与网站充分利用挂图、模型、多媒体等手段，坚持理论联系实际的原则，启发和增加学生的学习兴趣，调动学生的学习自觉性、主动性和积极性，实现了全方位的现代教育技术助学。
3. 传授知识与培养能力并重
降低教材难度，注重知识的理解和掌握，加强实践，以培养创新精神和创新能力为目标，使学生在接受高等工程教育的开始阶段就接触工程设计的基本概念。
［关键词］零部件测绘三维建模教学体系
［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2013）08-0109-02
现代工程图学是研究绘制和阅读工程图样理论、方法和技术的一门技术基础课，是工科院校必开课程。随着计算机技术的发展及社会对高素质创新型人才的需求，工程图学的教育思想和教学理念也发生了深刻变革，以三维实体建模为主线，传统工程制图与现代设计手段相结合，形成了现代工程图学新的教学体系。机械零部件测绘是现代工程图学重要的实践教学环节，应该适应现代工程图学新的教学体系的要求，将三维实体建模与传统测绘相结合，这对培养学生的动手能力、实践能力、创新能力及综合所学知识解决实际问题的能力将起到非常重要的作用。
一、传统测绘模式及存在的问题
零部件测绘一般是安排在工程图学课程结束后两周内进行。内容安排为结构不是很复杂的泵类、减速器、阀类等部件，如一级圆柱齿轮减速器或齿轮油泵等。这些部件包括了四类典型零件中的三类：轴类、盘盖类和箱体类，还有标准件和常用件，涉及的范围较广，需要用到的知识点也比较全面，能够综合训练和考查学生能力情况。任务要求是绘制所有零件的零件草图及工作图，装配草图及工作图。测绘过程为：了解部件绘制装配示意图拆卸零件绘制零件草图绘制工作图绘制装配草图绘制装配工作图装订。
存在的问题有如下几方面。
（一）徒手绘制草图训练少，要求标准低
传统测绘中，草图是在坐标纸上绘制的，只作为工作量的要求，不作为成绩评定的内容，所以，学生为绘制工作图方便起见，常用尺规绘制草图，失去了绘制草图的意义，浪费了时间，学生的徒手绘制草图的能力没能得到提高。
（二）尺规绘图工作量偏大
传统测绘中，学生的测绘成绩主要是根据尺规工作图确定的。绘制尺规图耗时多，效率低。一张规范的尺规图，从布图到绘制视图，从绘制底图到加深，标注尺寸，填写技术要求，每一步都需要精心考虑，认真操作，一但要修改，图面质量就会受到影响。尺规绘图在培养学生一丝不苟、严谨细致的工作作风等方面起着非常重要的作用，但由于测绘中尺规图量大，学生往往为了赶时间，照抄照搬现象明显，收获不大。
（三）内容不够充实
传统测绘中，只是对现有的实物模型进行测绘，由于实物模型一般是由教学工具生产厂家生产的，其材料选择、加工制造过程、精度等与实际生产情况区别较大，再有实物模型重复使用造成磨损和损坏，对学生理解零件加工工艺、公差与配合、表面粗糙度等产生影响。而且，零件结构和尺寸的变化对装配的影响不能直观地反映出来。
二、三维建模与传统零部件测绘相结合的教学体系
（一）主导思想
1.强化徒手绘制草图。对现有零部件进行测绘，由于受场地限制，需要首先徒手绘制草图，草图的绘制质量直接关系到工程图和建模正确性，所以，徒手绘制草图是非常重要的，在测绘中应强化徒手绘制草图。在徒手绘制草图中，一是强化徒手绘图基本功的训练，包括执笔、运笔方法，图线、线段的绘制方法等。二是强化草图内容的训练。草图与工作图的区别只是绘制方法的不同，草图是徒手绘制，工作图是借助绘图工具绘制，草图与工作图的内容应该是完全相同。
2.尺规绘图是工程设计人员的一项基本素质，在测绘中也要进行绘图基本功的训练，但时间和内容都比传统测绘中的要少。
3.将尺规绘图中节省下来的时间用于三维建模，丰富测绘内容。在现代工程图学课程中，学习了零件建模、装配体、爆炸图、工程图等知识，但系统地、综合性地将一套较复杂的零部件建模、装配、出工程图，这还是第一次。让学生在零件建模中进一步学习零件结构、加工工艺等方面的知识，在装配体建模中进一步学习零部件的工作原理、零件间的相对位置、连接关系等方面的知识、进一步理解公差、表面结构质量等对配合的影响，通过改变零件结构和尺寸，动态观察装配体发生的变化，从而对测绘零件的构型有更深刻的理解，激发学生的学习积极性，培养学生的创新意识及能力。
（二）教学体系
本着充分利用测绘时间，使学生得到全方位的综合训练，实现有效教学最大化的思想，建立三维建模与传统零部件测绘相结合的机械零部件测绘课程的教学体系，其内容安排及流程如图1所示。
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图1教学内容及流程
时间安排如下：第一、二天了解部件、绘制装配示意图、拆卸零件、绘制零件草图，第三天绘制装配草图，第四、五、六天零件建模、装配体建模、生成爆炸图、生成部分零件的工程图，第七、八、九天绘制零件图，第十、十一天绘制装配图，第十二天整理、装订，完成测绘任务。
三、教学效果
按着三维建模与传统零部件测绘相结合的教学体系进行测绘实践教学，学生不仅在读图、绘图、测绘和查阅技术文献等方面得到全方位的综合训练，提高了综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，而且三维建模能力和水平也有了大幅提高，如图2为学生三维建模中的部分作品。
四、结论
三维建模与传统零部件测绘相结合是行之有效的教学模式，学生在有限的两周测绘实践中，学到了更多的知识，得到了更全面的训练，使有效教学最大化。在当今二维设计与三维设计并行时期，三维建模融入现代工程图学课程，三维建模与传统零部件测绘相结合是非常必要的。
［参考文献］
[关键词]CAD 工程软件 工程设计
一、引言
对于工科学生而言CAD课程的一个重要教学目的就是培养学生的工程设计能力，即为产品设计、工艺设计、工装设计等实践环节服务。围绕着工程设计这一主题，国内外的高校对工程制图课程设置、教学模式、教学内容和方法等进行了广泛研究。如从上世纪80年代末美国就开始研究有关教学改革问题，并形成了现代工程设计图学的教学新模式。北京航空航天大学创建了以设计和三维为核心的现代工程设计图学（MEDG）的新课程体系。
工程图学课程是学生入学后接触的第一门技术基础课，为了便于学生的学习、理解、有利于读图、制图、造型设计的能力的培养。从一开始就引入了分段式教学模式，在第一阶段，即以传统图学课程为主的阶段；应注重构型、表达、制图和读图能力的培养；在第二阶段，即CAD教学阶段，在CAD教学阶段，很多高校缺少实际应用的训练，同时二维CAD与三维CAD分开授课。但从目前实际工程应用情况看，更多的用户是将二维设计与三维设计共同应用于工程设计当中。
可见，在新的教学体系当中，首先应将传统二维CAD技术、三维CAD技术有机地结合在一起，形成一个集CAD二维设计及CAD三维设计的新教学体系。同时以应用技能为核心，注重实践教学环节，探索出一套适应社会需求的人才培养方案。
二、人才培养中的CAD教学现状
在二维CAD方面，绝大多数学校开设了该课程，其中90%的学校开设了二维AutoCAD，也有些学校开设了CAXA等软件。但大多停留在基本指令的讲解及简单图形的绘制，缺少实际图样的绘制，这也就使学生进入企业后要重新学习该技术，造成教育的浪费。
同时在二维CAD的实际应用过程中，AutoCAD系统成为图板的代替品，设计人员借助CAD来摆脱传统的手工制图，将工程设计图的绘制提高到一个相当高的水准，大大地提高了绘图效率和质量。但CAD系统的深层次应用不到位，不能对设计意图进行捕捉，不能表达或提取完整的技术和生产管理信息，不能为设计人员提供设计过程的指导，不能提供其生命周期的各个阶段中的各种实践经验、专家知识以及其他相关的信息。
中国制造业信息化2010年度报告，我国中型制造业企业中，应用二维CAD的已超过90%，但其中结合使用三维CAD＼CAPP＼PDM的企业只有34%，随着技术的发展三维CAD技术会在企业中应用将越来越广泛。
所以三维CAD的实体造型、基于特征造型应引入教学中，尽管也有许多高校将三维CAD引入制图教学中，但最终的教学效果只是提供一个三维演示，怎样将三维CAD与传统的二维CAD有机融合，形成一套成熟的培养适应社会需求的产品设计师的教学方案，目前还存在很多问题。
三、面向应用型人才培养的CAD教学研究
1.CAD课程教学的内容和结构体系
建立一套科学合理的课程体系，是顺利实现教学理念和目标的前提与保证。以我校机械类44学时CAD教学为例，原CAD课程教学主要侧重于二维命令讲解和单项上机练习，其内容和结构体系如表1所示。
表2：CAD课程原内容及结构体系
此教学结构体系，内容相对独立，缺少综合训练。不注重实际应用，缺少三维设计内容。结合制图课的整体教学特点，确定新的CAD课程的内容和结构体系二如表2所示。
该课程体系包括基本知识和技能、上机训练及设计实践等三个模块。基本知识和技能包括计算机绘图基础和三维实体造型方法；上机训练分成专题训练和综合设计两个模块，其中的综合设计是两个开放性的实践专题。
表2：CAD课程新内容及结构体系
2.CAD课程教学方法的实践
与以前侧重于命令讲解和单项练习的教学体系比较，面向应用的CAD课程教学方法有明显的特点。
（1）从机件的绘制入手综合练习平面图形的绘制、编辑及尺寸、文本标注等相关内容。大多数CAD教材都是从命令的用法讲解人手，教学过程中用近l/2的学时比例介绍常用的绘图、编辑、尺寸标注及图层、图块及文本等基本命令和基本操作。当完成一个单元的教学内容后，再进行综合练习。这样教学使得命令的讲解与练习都是单个进行的，没有及时与绘图实例相结合，学生往往只能做到能听懂、会练习，但到真正绘制完整的部件和零件时，却不能根据实际条件灵活运用已学过的命令。造成这种情况的主要原因就是由于讲课时没有结合实例，学生听课积极性不高，练习时也缺少兴趣，教学效果不是很理想。实践证明，这种手把手从零学起的方法并不适合高校在校学生，因为学生在CAD课程学习之前，已经系统地学习了工程图学的基本知识，对投影理论和表达方法有了比较深刻的理解，并经历过手工绘图的训练。所以新体系一开始就从机件入手，结合平面图形绘制及编辑命令，以及常用的精确绘图方法，直接绘制机件的视图及剖视图等。将平面图形表达、尺寸及技术要求的标注等内容综合讲解并进行上机练习。这样做不仅效率上能够事半功倍，而且知识体系上能够融会贯通。
（2）增加三维实体造型的内容。传统的机械设计及制造过程是以二维图形为核心的，所以三维图形在教学及应用中始终起辅助作用以至于许多学校对三维CAD技术只是作简介。但随着信息技术与传统工业日益结合，三维实体造型设计方法将逐渐普及。这就要求工程技术人员要全面，掌握CAD/CAE/CAM一体化技术。所以对于现代CAD教学，必须向学生传授新技术、新观念，以培养学生现代工程设计的基本能力。新课程体系大幅增加了三维CAD的教学内容，主要讲解三维实体建模的方法，包括三维实体命令的运用、二维对象的拉伸与旋转等。同时介绍特征造型、曲面设计、动画模拟及仿真功能等，并通过综合设计阶段进行专题实践。
（3）面向应用的专题实践。这一过程可与零件及装配体测绘结合起来，将原来单一的模仿画图转变为综合设计实践专题的训练。通过两次有针对性 的设计专题，要求学生以真正的设计者的角色去完成任务，包括徒手图绘制、CAD三维建模、CAD平面图绘制等任务。采用共同讨论、分组研究、自学为主等开放性学习方式。主要目的是让学生运用所学知识解决实际问题，强化学生对工程产品设计阶段的理解，培养现代工程设计能力。
四、结束语
CAD不应仅用于辅助绘图，而应充分发挥其辅助设计的作用。而现代及未来设计方法是从三维模型开始至三维产品结束的一个全三维过程。教学实践表明，该教学方法，学生听课的主动性明显提高，扩展了学生的学习方法和思路，锻炼学生了的动手能力和团队协作能力。总之，应用型本科CAD课程的教学改革与实践是一个长期的过程，教师需要不断丰富自己来推进这一过程。
[参考文献]
[1]陈新，李平，修立威.基于“设计”和“三维”的AutoCAD教学研究.黑龙江教育学院学报.2008（07）.
[2]焦永和，张彤，陈军.近两年我国高校图学教育现状的调查与研究[J].工程图学学报，2006.
[3]郭士清，龙泽明，姜庆昌.应用型本科机械CAD/CAM教学研究与实践[J].长沙铁道学院学报（社会科学版）.2009（04）.
关键词 工程制图 教学问题 改革措施
中图分类号：TH126-4；G712 文献标识码：A
《工程制图》是高职院校机械类专业学生的专业基础课程，以培养学生掌握绘图、读图及计算机绘图方法为主要目标，是后续课程包括：机械设计、机械制造工艺、金属工艺学、机械原理等重要课程的基础，对培养应用型人才具有重要的意义。传统的工程制图教学过程中教师采用黑板手工绘图、电子挂图、多媒体PPT以及实物模型等手段进行教学，偏重对学生尺规绘图与徒手绘图能力的培养，手工绘图技巧得到很大提高；相反，适应现代机械设计类工作岗位要求的CAD绘图技术以及3D绘图技术却相当薄弱，不利于学生工程素质的培养。
1现存问题分析
目前，机械行业对设计人员3D绘图能力要求不断提高，而现行的工程制图课程教学仍然以尺规作图为主，即便有部分高校开设3D绘图技术课程，也是作为一门独立课程开设，课程只涉及绘图技巧，缺少工程制图理论知识支撑，且与后续课程设计内容无衔接，课程结束后无法得到充分的训练应用，学生毕业后，依然无法胜任相关工作岗位。目前，高职院校工程制图课程教学存在的问题主要体现在以下几个方面：
1.1课程内容多
工程制图课作为高职院校机械类学生专业基础课，一般设置在大一上学期。课程内容包含机械制图标准、平面及立体结构绘图方法、标准件绘制以及计算机辅助设计等内容，所有课程内容需要在一个学期内全部完成。结合高职院校学生学习能力差的现状，有必要对教学内容进行删减，使其掌握主要内容。
1.2教学方式单调
工程制图课主要采用黑板绘图与多媒体相结合的方式进行教学，部分内容会用到教学模型进行演示，以增强学生的感知。由于教具模型种类及更新速度的限制，教师授课内容只能依托旧的教学案例，当插入新案例时，只能通过图片或视频文件向学生展示，无法直观展示其内部结构，影响学生空间想象能力的培养。
1.3缺少互动，课堂沉闷
工程制图课程是实践性很强，且学习较困难的一门课程，现有教学方式主要以教师黑板上画图，结合挂图和实物模型的方式进行讲解，课程讲解进度慢，挂图与模型基本都是老旧模型，不具现代机械的代表性。高职学生本身基础差，且该种教学方式无法激发学生的好奇心，导致课堂沉闷，缺少师生互动，教学效果差。
2改革措施
2.1精简教学内容
结合高职学生就业岗位需求，适当对工程制图课程教学内容进行精简是可行的。基础知识部分：保留正投影原理与点、线、面投影相关知识，重点讲解线面分析法与形体分析法，其他部分可以少讲或者删除；视图部分：重点讲解剖视图与标准件的画法，其他部分可以少讲；绘图软件部分：引入现代工程零件，从简入繁，从两维CAD绘图到三维Solidworks绘图，软件绘图原理少讲或不讲，重点放在练习上。
2.2引入多种教学方式
结合高职学生理解能力弱的特点，需要引入多种教学手段与方法来进行课程内容讲解。正投影原理、点线面投影以及形体分析法与线面分析法讲解时可以利用光影效果，进行投影的现场演示，引入三维实体模型，利用三维软件的投影功能进行讲解，一目了然；对于剖视图与标准件部分讲解引入学生感兴趣机械内容比如奥迪生产线，对生产线运行过程利用影像进行讲解，之后，提取其中重要机械比如升降机，结合课程内容进行讲解，使学生保持好奇心，激发其学习兴趣；绘图软件部分教学采用教学与比赛相结合的方式，用两节课将软件操作内容讲解完成，给班级学生分组，制定三维创新建模比赛内容，要求学生在规定时间内，完成相关的二维与三维作品，不仅锻炼了学生的绘图能力，而且加强其创新意识。
2.3多种手段激发学习兴趣
兴趣或者好奇心是学生学习知识的推动力。工程制图课程基本概念多，而且理解难度大，所以必须激发学生学习兴趣，使其投入时间与精力去钻研。激发学生学习兴趣的方法主要从以下几个方面入手：多种形式的课堂交流、灵活的作业布置与考核方式以及翻转课堂等教学方式的应用并配以丰富的多媒体视频、现代机械展示。
3总结
经过一学期的教学实践，对教案以及教学方法进行了改革与验证，形成了一套新颖的学生作业评价与考核方法。结果显示：同套试卷，参与改革班级工程制图平均成绩为78.63，未参与班级平均成绩为71.2，而且学生的创新能力与动手能力均显著提高。
基金项目：河北省高等学校科学技术研究项目（QN2015196）。
参考文献
[1] 王淑侠.制图系列课程实践教学存在的问题及改进措施探讨[J].图学学报，2016，37（4）：573-576.
[2] 郑东海.“画法几何与工程制图”课程教学改革实践[J].新课题研究，2016（08）：27-29.
【关键词】机械制图；教学改革
一、 引言
《机械制图》是机械类专业培养高级工程技术应用型人才的一门专业基础课，其目的是：学习制图国家标准的基本内容；学习正投影法的基本原理，初步掌握形体表达的基本方法；培养学生绘制和阅读工程图样的初步能力；培养学生空间想象和空间分析的初步能力；学习计算机绘图的基本方法。此外，在教学过程中还必须有意识的培养自学能力，以及认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。科学技术的迅速发展给制造业带来了机遇，同时对工科学生的构形、表达、读图、制图能力也提出了更高的要求。但是，现行的教学大纲为了适应时代的发展，压缩了学时，而制图课程教学内容丰富、知识抽象的特点并没有发生变化，因此，这两者之间产生了愈演愈烈的矛盾。在学时允许的条件下，如何运用更为简洁易懂的方式向学生传授相关知识，培养学生图物合一的空间想象能力，是摆在每一位制图教师面前的亟待解决的课题。作者认为，为了适应当前时展的需求，应从教学内容、教学方法等几个方面进行改革。
二、改革教学内容，合理调整教学顺序
应用型本科机械制图应坚持以“理解、应用”为教学目的，注重对基本概念、基本原理的理解，降低画法几何部分内容的难度，着重加强标准化教育，加大测绘、实践环节，在实际操作中培养学生的读图、制图的能力。
教学内容的选择还应该结合各专业的需要而制定，对于机械类及近机类专业，其教学内容应包含画法几何、制图标准、视图表达、标准件与常用件、轴测图、零件图、装配图、展开图以及计算机绘图等；而对于非机械类专业，则应将教学重点放在读图、绘图环节，降低画法几何部分的难度，删减展开图等内容，以适应不同学时的需要。
在以往的机械制图教学中，为了提高学生的空间想象能力，教师往往把大量的时间和精力放在画法几何的教学上。但是这部分内容直观性差，难于掌握，且与机械图样的联系不甚紧密；在教学顺序上，通常也是先讲授制图理论，最后再进行计算机绘图的教学，导致教学效果不佳。因此，作者认为应适当调整教学顺序，即在点、线、面、体的投影结束以后，即可开始讲授CAD内容。这样学生在上机操作中，通过二维制图、三维建模，有助于理解“图”和“物”之间的投影关系，提高空间想象力，并在实践中找到学习乐趣[1]。
三、优化教学方法
机械制图课程的实践性较强，应采用模型、课件及课堂学习相结合的方法，提高学生的感性认识。有条件的可带学生到工厂、模型室、实验室进行参观，建立模型库，让学生直观了解零件图和装配图的内容、画法要求等，认知零件的工艺结构，使学生全方位的接受信息，解决学习中的难点。
在教学过程中，除了改进教学内容和教学方法外，还应注重教学手段的应用。不管是传统的教学手段还是现代化的教学手段都有其自身的优缺点。因此，在教学过程中，应把传统的教学方法和现代化的教学手段有机结合起来，扬长避短，充分发挥二者的优势，使教学效果达到最佳。
机械制图是标准性很强的课程，教师在课堂讲解过程中应努力做到板书工整、线条清晰，在言传身教中使学生信服，从而将课程的要求转化为自我要求，强化标准化的意识和严谨的治学态度。但传统的教学方式中，信息量少且呆板，学生的学习积极性难于调动。
多媒体的形象化教学，可以弥补传统教学方法在直观感、立体感方面的不足，取得传统教学方法无法达到的教学效果。多媒体课件中可用AutoCAD、SolidWorks等多种应用软件制作，配合必要的动画、立体图和投影图等，使教学过程更直观、生动。
四、 在机械制图课程中引入三维几何建模
随着三维CAD/CAM技术的迅猛发展，设计和制造的理论和加工手段都发生了巨大变化。现代制造企业可直接进行产品的三维造型设计，由三维设计图直接转化为二维图形，还可以通过三维数字化信息传递直接输入数控机床，实现无纸化生产。应用型本科院校机械制图教学计划应体现这一特点，在计算机绘图课程中适量减少二维绘图学时，增加三维绘图学时，掌握常用的机械绘图软件如SolidWorks、Pro/E、UG等。学生在构建三维模型时，也加深了对实物的理解，提高了空间想象能力，相辅相成。
五、强化实践训练
应用型本科培养的学生，应具有很强的实践操作能力。因此，要加强学生的实践能力训练。在一段理论教学完之后，可安排一次习题课，让学生亲自动手解决问题。在理论课全部讲完后再安排2~4周的课程设计，让学生绘制一套减速器、球阀或齿轮油泵的零件图和装配图，再用计算机软件绘制上述图样。通过这一过程，使学生获得一定的成就感，更容易发现自己的不足，提高测量、绘图能力，还能强化计算机绘图软件的使用能力。
结束语
随着时代的发展，给应用型本科教育带来了前所未有的发展机遇，同时也给教师带来了巨大的挑战。机械制图课程的改革必须严格按照培养目标，紧跟学科发展，结合社会需求，并充分调动企业、社会、学校、教育部门等各方面的积极性、主动性和创造性，才能培养出实践能力强、适应社会和企业发展需求的应用型高级人才。
【参考文献】
［1］齐德新.机械制图课程改革探索[J]. 辽宁教育行政学院学报，2007（6）：165.
［2］杨东超.机械制图课程教学探讨[J]. 工程图学学报， 2007，28（2）.
关键词：工程制图；教学；改革
工程制图是一门既具有理论性又具有很强实践性的技术基础课程。工程制图课程的目标是培养学生绘制和阅读工程图样的能力以及空间想象力和计算机绘图能力。同时培养学生的工程意识、严谨的工作作风和工作态度，为后续专业课的学习打下基础。近年来，为适应人才培养的需要，工程制图课程在教学内容、方法及手段等都发生了较大的变化。现从工程制图课程的教学现状着手，分析存在的问题，就教学内容、手段及方法提出改革策略。
一、工程制图课程教学现状
目前，工程制图课程教学内容主要包括制图基本知识、投影法、组合体、轴测图、机件常用的表示方法、标准件与常用件、零件图、装配图、计算机绘图基础。制图基本理论和知识所占的比重较大，学生的动手能力以及实践应用能力不足。培养空间想象能力和空间思维能力是工程制图的基本目标之一，也是该课程的重点和难点。
工程制图的教学一般是采用不分专业的学模式。对于不同的专业，没有结合相关专业课程进行讲授，使学到的知识难以直接应用到工程实践上，以致学生认为该课程与所学专业联系不密切，进而影响了学生学习工程制图的积极性。随着计算机技术的迅速发展，多媒体教学虽克服了传统教学模式的不足，但存在讲课速度较快、手段单一、不够多样化等缺陷，时间长了可能会使学生产生厌烦情绪。
二、少课时教学内容改革要点
目前，在院校的课程教学中，内容多与学时少的矛盾早已存在，这一矛盾在缺少学时的工程制图的教学中显得尤为突出。在有限的学时内，适当删减部分难度较大的内容或者降低其难度，有利于基本知识的学习掌握。
在讲解制图理论、方法时要联系实际，使学生充分了解工程制图作为一种信息表达工具，在工程技术界及日常生活中所扮演的角色；在授课过程中，不仅要讲授一些经典的实例。还应该与各专业的需求相结合，进行针对性的教学，以更好地为专业服务。对于教师而言，在教学中应该注意强化专业意识教育、利用工程制图课程灌输专业内容及进行专业素质教育等。
目前大多数学校都增加了计算机绘图。计算机绘图软件比较多，主要有AutoCAD和专业CAD软件。AutoCAD是最基本的计算机绘图软件，在绘制某些专业图样时具有独特的优越性。为了使学生具有较强的计算机绘图能力，一般都选用AutoCAD作为教学软件。工程制图教学内容的改革对工程制图的教师队伍提出了更高的要求。不仅要具有扎实的工程图学理论知识，还要具有相关的专业知识。这就使得制图教师要不断更新自己的知识结构，提高业务水平。
对于少学时工程制图教学内容改革的基本要点如下：
1.以正投影的基本性质为切入点，在投影基础部分贯彻以基本立体为主线的内容体系。改革的思路是，点、线、面是立体的范围和边界，是立体表面的固有元素。在投影法的基本知识后即推出立体三视图的画法时，则从正投影的基本性质(平面、直线的投影特性)直接切人，精简了单一几何元素点、线、面投影的其它内容，从而达到学以致用和节省学时的目的。
2.把平面与立体相交、立体与立体相交视作形成组合体的不同方式，在投影制图部分贯彻以组合体为主线的内容体系。显然。把截切及相贯归人组合体部分后，交线内容的重点就由画法转化为形成，既贴近工程实际，又突出和增强了以体为主线的改革思路，简化了平面与立体相交、立体与立体相交的内容，节省了学时。
3.把常用件、标准件与机件图样合并为一个教学单元，在工程图部分形成以机件为主线的内容体系。由于学员已具备对图样上各种投影问题的处理能力，教员在这一教学单元的主要工作是把正投影的基本理论与工程实践联系起来，而联系的媒介仍然是体(机件)。
三、教学手段及教学方法改革策略
1.多媒体教学方式与传统教学方式有机结合。在教学过程中，应根据教学内容的不同，灵活选用不同的教学方式。即将多媒体教学与传统教学方法结合。因此对于工程制图这门课程。画法几何部分还是要以黑板教学为主。多媒体教学充当辅助理解的角色。利用它进行快速复习前面所学内容，同时利用它可以理解更多的实体模型。当然在机械制图部分，要充分利用多媒体资源，让学生看大量的零件图和装配图，以增加学生的读图能力。对于学生难以掌握的立体截切、相贯等内容，采用多媒体课件和板书相结合，并通过模型展示，引导学生边学边练，可以得到很好的教学效果。
2.注重培养学生的空间思维能力和创新能力。空间思维能力是培养创新能力的基础。为了培养学生的空间思维能力，在教学内容安排上，应该加快点、线、面投影等基础知识的讲课速度，使学生尽早接触到立体，结合三维模型并充分利用日常生活中的原型，由浅入深地培养学生的空间思维能力。同时，在工程制图课程教学中，应注重对学生创新思维的培养。具体来讲，在教学中，需要更新教育理念。合理设计课堂教学结构，努力营造培养学生创新思维能力的环境，激发学生的创新思维。在此基础上，通过制订切实可行的实践环节，促进学生创新思维的形成和发展。
3.采用启发式教学策略。在教学工程中，教师应根据教学内容不同，不断变换教学方式方法。在讲授新的内容之前，先带领学生回顾一下与新内容相关的知识点，提出新问题，并以此来启发学生对新问题做出思考，给出解决问题的方法：在分析问题及解决问题的过程中，通过引导和启发，培养学生学会利用已经学习过的知识来分析问题并解决问题的能力。
工业设计是机械设计、艺术设计及市场学相结合的一门综合性学科，是在现代化生产条件下将科学与艺术融为一体，进行产品设计的一种创造性活动[1～2]。该专业的就业前景好，企业需求量大。但随着科技的进步，现代企业工业设计人才的需求也越来也严格，需要工业设计师们必须具有丰富的艺术创意和严谨的工程技术知识。而传统的工业设计教学无法满足现代企业需求的客观现实，工科院校的工业设计与艺术类院校有所不同，应注重培养学生的工程素养，培养学生三维空间的创造能力和想象能力，使之成为高素质工业设计人才[3]。为了更好实现学校的人才培养目标，必须对传统的《工程图学》课程体系和教学内容进行了改革和创新，以培养与时俱进的工程师、设计师。
1 工业设计专业中“工程制图”教学特点
工程制图是一门工程类专业必修的基础技术课，该课程的主要教学内容有正投影法的基本原理，培养绘制和阅读工程图样的基本能力；培养空间想象和空间分析能力；培养用计算机绘制工程图样的初步能力[4]。学习该课程需要学生具有一定的逻辑思维能力，但是工业设计专业相当多的学生是来自于艺术类考生，这些学生部分都是数学知识和逻辑思维比较薄弱的，对“工程制图”知识的接受能力、空间思维想象能力的不足给教学带来诸多的困难。虽然艺术生这类的知识比较欠缺，但其具有一定的优势――“审美观”。因此，必须在新的教学模式下，不仅要有效地提高教学质量，极大地增强学生的空间思维想象能力，而且还将充分利用艺术生所具的美感优势来创造、创新产品，以适应现代社会产品的多样化、复杂化、个性化。
2 Pro/E造型技术融入教学模式
2.1 融入理论教学过程
在现在的制图教学过程中，大部分教师仍然采取传统的制图教学方法[5]，如在黑板上手工画三维图、利用挂图等手段向同学们展示三维实体的形状，这些方法缺少真实感，不能从根本上提高学生们的空间想象能力。特别对于立体的截交线和相贯线、以及组合体部分知识来说，学生的分析图形能力比较差，无法达到教学效果。因此教师最好在课堂上采用三维造型软件（（Pro/E）向同学们展示所要讲授的零件实体造型，帮助学生们尽快建立空间概念，提高空间想象力。通过零件的实体模型图，将“点―线―面―体”逐一表达出来，结合两立体之间的截交及相贯图形动画演示，提高了学生对组合体的形体分析能力，强化了读图能力，有效地解决了艺术生薄弱的空间思维的现象。通过三维软件中视图的选择，运用正投影理论为依据，强调准确的投影关系，掌握了画图的基本方法。
2.2 融入制图实验教学过程
实验教学是工程制图中的一个重要实践性环节，是培养学生动手能力和工程意识的重要手段。在实验过程中，根据不同的章节，提出不同的实验方案，通过练习不同的图样，学会AutoCAD的各种绘图工具，快速地实现图形的绘制。而在现代工业设计中，二维平面图远远不能满足人们的需求，这主要是因为三维投影具有很强的可视性，将三维造型技术融入《工程图学》课程实验教学中，在学习图样绘制的同时，有效的提高学生空间思维能力，同时很好的解决了二维和三维共存的关系，提高了课程中投影画法、组合体、剖视、装配的教学知识。在计算机实验教学过程中，首先要采用精讲多练的教学模式，督促学生要多动多练认真地完成整个实验过程，以提高了学生的动手能力，分析能力，创新能力。同时，不仅教学的模式改变，而且教学内容也要适当改变。在运用模型建模实验教学过程中，不应选择与工科类机械专业运用减速器之类的零件，而应选择与工业设计专业相关的模型进行建模讲解，例如汽车，电子产品外壳之类，以提高学生的课堂兴趣。
此外，Pro/E还有对模型进行调色盒设定光照与场景模块，可以把产品的色泽、色彩场景等艺术化的展示出来，着色后犹如看到真实产品，它能准确反映工程师的设计思想，是设计的产品在形态、色彩、装饰等美感要求方面得到充分表达，可以给设计者以广阔的创新设计空间[5]。在实验教学过程中，结合美术院校的艺术类教学方式，提倡学生的主动性和创新性，可以提供学生一些基本的尺寸，让学生通过组合的形式，建立不同的模型，并对实体模型进行装饰或调色，在实验中体现了美学的特性，并绘制出其模型的工程图样。从而在给学生读图的同时，学会三维模型到二维图样之间的相互转换；通过学生的自己创新想法通过不同的截切和叠加方式，巩固了组合体的相关知识，锻炼了学生的创造能力，提高了学生的自主能力。进而有效地解决了《工程图学》传统内容与三维造型技术的衔接、协调、融合等问题，减少了因学时压缩而造成的负面影响，更注重学生综合能力的培养。
大工程观的本质就是将科学、技术、非技术、工程实践融为一体的，具有实践性、整合性、创新性的工程模式教育理念体系。大工程观作为一种新型工程教育理念体系，1993年由美国麻省理工学院（MIT）院长乔尔•莫西斯提出。大工程观教育理念更加重视工程实际以及工程教育本身的系统性和完整性，得到了国内外教育界的认可。在我国，2010年教育部启动卓越工程师教育培养计划，专家们指出，未来的优秀工程师应该具备大工程观，这既是科技发展的趋势、学科交融的必然，又是社会的需求；2014年国务院召开常务会议部署加快发展现代职业教育，进一步强调了以实践为基础的工程教育目标。由此可见，培养大工程观的工程教育理念已经成为高等工程教育改革的方向。大工程观要求工程教育提供综合的知识背景，强调工程的实践性，培养学生的创造性。大工程观特别强调培养一名优秀的现代化工程师应该主要具备以下3个方面的能力：
（1）工程实践能力。
既强调单元工程的设计能力，更关注单元工程与系统、与环境的关联，强调用联系的观点分析和解决工程实践中出现的问题。
（2）多学科的背景以及多方面的能力。
既强调专业知识领域内的知识要点，更强调各个知识领域之间的关联性和整体性，关注多学科的交叉与融合。强调所具备能力的多样性，包括学习能力与自学能力、工程思维能力和创新能力、协调能力与组织能力等。
（3）职业道德以及社会责任感。
不仅要有高超的科学技术水平，还要有良好的人文素质，即宏思维能力，强调能把科技创新活动同人类社会的重大问题紧密结合。基于大工程观的高等工程教育理念，课程改革是核心，大工程观要在教学中通过各门课程加以落实。课程教学改革重点要处理好较宽的知识应用能力与较系统的专业知识体系的关系。
2机械制图课程教学特点
机械制图课程是理工科大学机械类专业必修的一门重要的技术基础课，主要目的是培养学生识图和绘制机械图样的能力，具有很强的工程实践性。在大工程观背景下，机械制图课程的教学存在着与高素质应用型人才的高等工程教育培养目标不适应的地方，主要体现在：
（1）过于重视学科的发展以及学生科学知识的获得，而忽视学生工程素质的培养；过于重视学生专业技术知识的学习，而忽视学生工程实践能力的培养，以致在专业学习与实践工程中，学生实际应用能力较差，能够用到实践中的产品设计能力弱，准确、标准、快速的完成视图表达能力凸显不足。
（2）传统的教学采用以二维为主线的教学方式，整体、直观表达不够，使得学生对该课程难入门，且三维建模与形体表达能力不够。
（3）教学手段贫乏，仍以课堂讲授为主，课程缺少综合性、与实际应用紧密联系的实践性教学环节，更缺少客观考核学习效果的评价方式。教学空间封闭，尤其缺少引导学生深入学习较复杂机构图样的项目，不利于工程思维能力和创新能力的培养。
3课程改革的思路与内容
机械制图课程改革，即应适应大工程观理念的高等工程教育培养目标，强调工程意识、工程素质、工程实践能力的培养。近年来，课程组在机械制图课程教学活动中，坚持以大工程观教育理念为导向，突出工程应用这一主题，在教学理念、教学内容、教学手段、教学方法等方面进行了一系列改革与实践，取得了初步成效，对其他课程起到了示范作用。
（1）以制图大赛为风向标，引入工程教学理念。
一方面，将国家制图标准训练作为常规化教学，通过常规化的国家制图标准训练，使学生制图时做到结构设计合理、图纸表达标准、尺寸及技术要求标注可测可加工，避免设计出来的图纸不能应用到生产实践中的尴尬。另一方面，以大赛要求深化教学理念，强化设计、制图、表达三者间的关系，切实提高学生的综合运用能力和现代设计能力。以制图大赛作为课程教学的风向标，可以帮助学生明确学习目标，以大赛标准作为常规化教学，对学生工程实践能力的获得具有重要意义。
（2）引入三维—二维—三维的教学方法，突出直观教学。
传统的制图教学以二维设计为主线，这种方式增加了抽象思维的难度，影响教学效果。三维—二维—三维的双向教学方法，则突破传统教学方法，以三维作为教学的切入点，采用直观教学，更好的帮助学生掌握教学难点。由于三维实体模型具有形象、直观的特点，使学生对制图方法的掌握更为容易。等学生具备基本的二维图制图能力后，再由二维回到三维建模。使学生既能掌握由零部件到工程图的转换，完成设计的过程，又能实现由工程图到具体的零部件的转换，从而能够校验设计过程的合理性，理解设计的过程是一个不断反复、不断优化的过程，以符合现代工程设计的需要。三维—二维—三维的双向教学方法，可以让学生通过虚拟样机的虚拟装配、干涉检查、机构运动分析等操作避免产品试制过程中可能遇到的问题，从而提高工程实践应用能力。
（3）融入项目法教学，教学辅导因材施教。
教学过程中，融入项目法教学，提高学生的学习主动性。用符合专业实际需要的案例给学生布置学习任务，以此引出教学内容。以学生为主体，分组合作，在此过程中以建议的形式给学生提供必要的知识信息，以提问的形式引导学生拿出解决方案。然后对不同的方案进行讨论、分析、选出最佳方案。教学过程中，加强对学生的个体辅导，并针对不同层次学生的学习方法指导因材施教。融入项目驱动教学法，将变学生被动学习为主动学习，培养学生的发散思维与求异思维，对培养学生的工程综合素质与创新能力有极大的促进作用。
（4）创办第二课堂，提高创新能力。
创办第二课堂，加强课外辅导，采用项目驱动经行教学，满足不同层次学生的需要，培养学生的创新设计能力。项目内容来源于两方面：一是大赛项目；二是学生自主构思产品，如科技论文报告会参赛作品。教学过程中将制图与表达方法相结合。老师给出项目任务后，由学生利用三维软件完成构思设计或建立实物模型（如用橡皮泥制作），结合模型的特点，选择不同的表达方法（包括不同的剖切面和剖切种类），加以分析比较，选择合适的方法完成二维平面图，绘制零件图和装配图。最后建立三维动画，验证设计标准。通过第二课堂，学生根据自己的认知水平、知识结构层次自由选择学习内容，自行规划、安排学习进程，达到学习个性化的目的。
（5）考核方式。
考核，有利于强化学生的技能训练。科学、合理的考核方式应该注重对学生素质和能力的考查。《机械制图》是一门工程性、实践性都非常强的专业基础课，其有效的考核方式尤其应突出学生的实践应用能力，强调绘图的工程可用性。《机械制图》的考核可分为三个部分：徒手绘图、课程结束性考试和项目设计考查。徒手绘图能力考核，占课程总成绩的20％。这部分考核，应突出考核徒手绘图及机件表达能力，从视图表达和尺寸标注，到最终形成图纸，要求图线清晰、投影正确、尺寸标注正确合理、字体工整。课程结束性考试，占课程总成绩的50％。考核内容包括：绘图基础知识的掌握和工程图的阅读、分析与绘制。绘图基础知识含：机械制图的国家标准、几何作图；常用的基本投影方法；平面体、曲面体的三视图及体表面取点；常用的平面与回转体相交的截交线；平面体与回转体的表面交线和圆柱正交的相贯线等等。工程图的阅读、分析与绘制含：组合体、轴测图、典型机件、标准件与常用件的读图绘图方法、符合国家标准的常规画法及尺寸标注方法；装配图、零件图的工艺结构、尺寸标注、表面粗糙度及技术要求的标注方法；公差与配合、形位公差的标注方法；从装配图拆画零件图，并合理的标注零件的尺寸等。项目设计考核，占课程总成绩的30％。项目设计内容，需结合工程实例，指定几个机械产品，让学生分组选做。让学生利用第二课堂，通过讨论、作业、测绘和计算机绘图等环节完成一个复杂机构的产品设计与建模。该项目考核中强调结合现代设计理念，提高三维设计能力，因此对该部分30％的考核比重分配建议：对二维设计的能力考核占课程总成绩的10％，要求能够选择合适的方法完成二维平面图，绘制零件图和装配图；对三维设计的能力考核占课程总成绩的20％，要求能建立三维动画，验证设计标准。
4结语
关键词：中职；Pro/E课程教学；教学设计理念；基本操作
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）06-0049-02
随着科学技术和生产力的飞速发展，产业结构和教育模式都发生了深刻的变化，机械生产已进入了数字化设计、分析与制造时代。Pro/Engineer（简称Pro/E）软件以其强大的功能广泛应用于机械、建筑、航天等领域。
2009年11月，教育部职业教育与成人教育司和美国参数技术软件有限公司（简称PTC公司）联合推出了面向中职学校的教育部—PTC校园计划。该计划旨在为各职业院校提供高质量的培训服务，培养学生的职业能力，提高职业学校学生应用Pro/E软件的能力，推动职业学校在相关专业领域的教学改革和发展。该合作项目的实施对提升校企合作水平，改革传统的职教课程体系和培养适应新型工业化进程的人才具有积极意义。结合我校的办学定位、人才培养目标、岗位需求，通过广泛调查就业岗位群工作范围和技术领域，分析人才知识、能力和素质的结构，我校也加入了教育部—PTC校园计划。借助该平台，我校数控和模具专业开设了Pro/E课程。
Pro/E课程的性质与定位
Pro/E是当今世界上应用最为广泛的高级CAD软件之一。Pro/E是美国PTC公司的产品，于1988年问世，二十多年来，经历了二十余次改版，现主要用于产品的工业设计、零部件装配、数控加工仿真、工程图绘制等领域，常作为企业产品设计的标准软件。它强大的功能、全参数化的设计，提高了设计效率和设计质量。随着计算机与电子技术的飞速发展，利用计算机软件进行机械零件的设计已经成为机械类各专业学生应该掌握的核心技能之一。
Pro/E课程以机械制图、机械设计基础、机械制造基础、金工实训等课程为基础，着重培养学生设计各种机械零件的基本技能，为所有需要零件设计的课程、实训、课程设计、毕业设计服务。本课程是为后续课程和专业实践服务的一门核心技术课程，是整个专业培养方案中承上启下的重要一环。通过本课程的学习，可以使学生对先修的机械制图与CAD、机械制造、机械设计等课程理论知识的理解更加透彻，也为后续学习数控编程、数控加工等课程奠定基础。
学生现状与课程目标
中职生普遍存在学习基础差，学习目的性不强、学习兴趣低下的问题。兴趣是最好的老师，如果不感兴趣自然也不可能学好。Pro/E以机械制图、机械设计基础、机械制造基础、金工实训等课程为基础，在前导课程的学习中，理论多，概念多，学生都觉得枯燥乏味，这也严重影响学生对Pro/E课程的学习。另外，中职学生的学习基础相对薄弱，理解能力不强，教学进度与学生掌握程度往往不同步。
本课程主要针对的就业岗位为制图人员、装配人员、设计人员、编程人员等。这些岗位要求从业人员能根据图纸或实物对产品进行三维建模，具备对产品进行三维建模设计、虚拟装配、工程图制作以及进行数控编程的能力。
课程目标定位就是要把以上工作领域的职业能力转化为学习领域的学习能力。因此，本课程的课程目标是：（1）知识目标：能够正确地使用各种造型方法和实体的变更方法，掌握零件造型、零件装配、零件工程图制作技能。（2）能力目标：培养学生具有空间形象思维和三维形体设计的能力；培养学生善于运用现代设计工具和软件思考、绘制、造型及解决问题的能力；培养学生的机械综合设计能力（包括查阅标准和规范、设计手册、图册等技术性资料、文献的能力）。（3）素质目标：培养学生自学能力，创新和动手能力，分析问题和解决问题的能力，认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风，在学习中培养合作精神，养成优良的职业道德素质。
课程教学设计理念与教学思路
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出：“发展职业教育是推动经济发展、促进就业、改善民生、解决‘三农’问题的重要途径，是缓解劳动力供求结构矛盾的关键环节，必须摆在更加突出的位置。职业教育要面向人人、面向社会，着力培养学生的职业道德、职业技能和就业创业能力。”在这段话中我们可以看到，职业教育主要是要培养学生的职业技能和创新能力。围绕这个目标，本课程以知识够用、实用为原则，采用基于工作过程的设计思路，在教学中引导学生积极思考，培养学生的创新能力。
长期以来，受到技术手段的限制，传统机械设计不得不弃用直观感强的立体图表达产品，而大量采用二维图形，使得制图教学内容和方法都远远落后于现代工业生产实际。学生也对机械制图缺乏信心和兴趣。受空间想象力的影响，大多数学生都认为机械制图深奥、无趣。而Pro/E是三维制图软件，可用以直观地进行零件设计。笔者的做法是：
（一）熟悉Pro/E软件的主要功能和基本操作
作为行业软件，Pro/E以其简单明了的界面以及参数化的设置受到越来越多的业内人士喜爱。目前，Pro/E已成为许多中职机械类专业的必修课。但传统的教学手段在一定程度上使其与实际应用脱节。如今社会需要中职毕业生离校就能做事，然而实际上，学生出现了“学”但不会“用”的现象。要学会该软件，必须先熟悉软件的主要功能。熟悉软件功能最好的方法就是练中学，学中练。通过具体的操作来熟悉软件，了解软件的功能。
（二）课堂教学内容即为工作内容，通过完成工作任务而完成教学
自2007年接触生本教育理念，我校的办学理念也从传统教学转化为把学生作为教学中心，教师只是适当地引导，让学生参与到教学的思考过程中来。
过去我在讲解AutoCAD机械制图时，对一个个工具详细地讲解使用方法，但学生觉得枯燥，提不起学习兴趣，效果不佳。在Pro/E教学中，我调整了教学方式，按照以下环节展开教学：首先，介绍Pro/E软件的基本功能，介绍软件在现代工业生产实际中的运用。通过展示应用实例引发学生兴趣。其次，采用任务驱动法让学生主动参与到解决问题的过程中来。在第一个环节，由教师提出学习任务，让学生思考如何完成任务。通过小组合作学习，让学生在思考的过程中，进行思维碰撞，相互学习，并融合以前所学知识，让学生主动参与到学习过程中来，而非像以往那样被动学习。再次，当学生思考到一定程度后，学习进入第二环节，即教师引导学生分析完成任务需要哪些工具。继而由教师指定一个小组的成员与大家分享完成以上任务所需的知识，并演示如何完成任务，即为教学的第三环节。最后，由学生思考如何完成图纸的绘制，并要求学生在一定时间内完成。这样，教学就与实际工作过程有效对应起来了，学生由被动学习转为主动学习，既增强了学习的积极性，又有效地锻炼了思维能力。
（三）实施阶梯式教学
Pro/E属于专业性很强的工具软件，它不需要很多理论知识的讲解，需要的是在实际操作中总结学习。通过对课程的分析，我决定实施阶梯式教学，将教学的过程分成难度由低到高的三个阶段。
在第一阶段，我所提出的任务是很简单的，是只有一两个特征的零件，并且也给出详细的步骤。经过这个阶段的学习，让学生基本掌握Pro/E三维实体造型的基本操作，对常用的特征能够熟练地掌握，对一些简单零件也能够自主分析，完成三维模型的建立。
在第二阶段教学中，我只给学生提供一些典型零件图，涉及的零件相对比较复杂。在这个阶段我不再提供创建过程，而是引导学生自己分析零件，确定零件涉及的特征类型，操作步骤。并且引导学生展开讨论，寻找可能的方法，以及确定最优的方案。在这个阶段，学生学会了分析零件，互相学习，运用不同的方法造型，并且会最终确定最优方案。经过这个阶段的学习，学生已经能够熟练地运用Pro/E软件进行单体的零件造型。
学会了基本零件的造型后，我带领学生进入第三阶段的学习。在这个阶段，我不再限定题目，而是让学生以小组为单位，制作自己的作品。这些作品要求是多个零件装配而成的机械部件。我要求学生以小组为单位合作完成，每个学生完成1～2个零件，然后将这些零件装配成型，形成部件或者机构。完成这个阶段的学习，学生就学会了装配，并且学会了如何在工作中合作。
至此，Pro/E软件的教学基本完成，还有一些技能提高和工程图生成之类教学活动，留给个别学生课余提高之用。
综上所述，Pro/E课程教学须与实际应用紧密相连，实施任务式教学，并针对学生实际水平，根据任务难易度的不同，把任务细化，使每个学生都能找到适合自己水平的训练实例，从而让他们觉得每节课都有收获。作为中职教育工作者，我们的目的就是培养出社会需要的高级职业技术人才，并不追求高深，让学生能用、够用就行。
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关键词： 《机械制图》 信息化 教学方法
一、《机械制图》课程的特点
《机械制图》是工程界的技术语言，主要介绍识读、绘制机械图样的基本原理、有关方法和当前的国家标准。教学目的是培养学生识读和绘制机械图样的基本能力，培养学生的空间想象能力、逻辑思维能力和设计创造能力。教学重点是培养学生的空间分析想象能力、构思建模能力和机械图样的固定表达方式。教学难点在于培养空间分析想象能力，这是获取物体信息之后，在脑海中构建三维空间，确定物体的空间位置并构筑其外部形状及内部结构的能力，教学难度较大。
由于本课程是多数工科专业学生入学后开设的必修课，无论是学习环境、教学方法手段、学习模式、考核方法等都发生了较大变化，而且与中学阶段所注重的逻辑思维能力的培养有所区别，比如，一些机械类学生即使在学习画法几何课程上花费大量的时间、精力，进行了大量的绘图练习，但在学习《机械制图》的过程中，从他们对于截交线和相贯线的绘制、零件图和装配图的尺寸标注等方面可以看出，前期的学习并未取得理想效果。出现这种情况的原因主要有两个：一是本课程的抽象性，要具备由图想物、由物画图的空间想象能力。二是本课程的实践性，它包含许多较为专业的机件、设备和标准等信息，而实践经验和对机械的感性认识是学生普遍缺乏的。因此，选择适合的教学方法对本课程的教学有着决定性作用。
二、引入多媒体教学手段
在信息化技术尚未普及时期，《机械制图》的教学主要以板书、挂图和模型等工具为依托，教学效果受到教学方法手段及软硬件设施的限制。对于教师在黑板上手绘图形的教学方式，不仅耗费了大量的时间和精力，而且不能将书本和教师所掌握的信息完全传递给学生，限制了学生的视野。合理使用教学模型模具演示教学虽然可以给予学生直观的感受，但模型毕竟无法适应教学图形千变万化的数量需求。挂图能够表现点、线、面及一些简单模型的三视图关系，但诸如组合体视图、相交剖切平面剖视图、装配图等就属于挂图难以突破的项目。
在当前的《机械制图》教学中，为了丰富教学的灵活性与生动性，强化教学效果，教师会充分利用各种多媒体手段。运用多媒体手段首先可以激发学生的学习兴趣。在教学活动中，由于“讲授式”是大多数教师最常用的教学方式，教师习惯以自我为中心，学生长时间地接受“满堂灌”，学习过程比较乏味，学习积极性、自主性较低，教师讲得越多，学生能接受的越少，教学效果很差。运用多媒体手段能使枯燥乏味课堂鲜活起来，激发学生的学习兴趣，增强学习动力。其次，多媒体还可以节省大量的教学时间，提高教学活动效率。相比于教师花费大量的课堂时间在黑板上手工绘图，运用多媒体教学手段，可以将组合体、装配图、空间点线面的相互位置关系等较难描述的内容清晰简明地表现出来，大大强化学生的理解效果。再次，运用多媒体手段还可以优化课堂教学模式，使得一些教学重难点更加容易突破。课件是当前教师授课必不可少的要素之一，教师在制作课件的过程中，如果运用各种软件，则不仅可以将教学的重点内容以图片、影像、动画等方式相结合展现在课件上，还可以配以声音、颜色变化突出难点，使学生能够形象直观地接受教学内容，强化教学效果。此外，运用多媒体手段还可以改变教学模式，纵向扩展教学空间。相比于以提问和回答为主要互动手段的传统教学模式，灵活运用多媒体手段可以用图形变化、机构运动等引导学生的思维、引发学生对教学内容的主动思考，层层深入地启发，设计交互型课堂，使师生互动贯穿于整节课之中，加深学生对所学知识的理解。
三、CAD软件的应用
随着科学技术的飞速发展和计算机技术的日益普及，特别是三维CAD/CAM技术在现代工程设计制造中的逐步应用，CAD软件与《机械制图》的教学已经变成不可分割的整体。在现代工业企业中，CAD软件应用广泛，种类繁多。常见的CAD软件有AutoCAD、CAXA、Pro/Engineer、UG、Solidworks等，侧重点各有不同，但都是强大的计算机辅助设计软件，可以为《机械制图》的教学提供极大的便利。
画法几何内容是学习《机械制图》的基础，在学习过程中，必须先让学生进行手工绘图，这样对学生掌握绘图方法和理解所学知识有非常大的帮助。再使用二维CAD软件，针对已经手绘过的图形进行计算机绘图训练，这样既能使学生进一步加深对画法的理解，又能在训练中熟悉计算机绘图的一般方法和流程，使学生掌握软件的一些简单操作，提高学生对课程和软件的学习兴趣。在学习组合体的相关知识以后，可以选取一些具有代表性的教具模型，仍然让学生先练习手工绘图，再上机操作使用软件进行组合体三视图的抄绘，以便学生更好地掌握形体分析法、线面分析法和恢复原形法等识读组合体的方法。此外，对于本课程的一个重点内容——零件图，它有一些必须记忆的基本规定、固定画法等内容，在进行了相关知识的学习之后，可以先让学生进行尺规作图，再上机进行CAD绘图，在绘制的过程中可以通过一张完整的零件图教授图框的绘制、标题栏的设置技巧，让学生学会使用图层的使用、标注样式和文字样式的修改、块功能的使用、形位公差和各种尺寸的标注等内容。利用计算机的高效性和直观效果使较为固定、死板的内容变得更加灵活、有趣，这样既能提高学生的学习兴趣，又能节省练习时间，取得更好的教学效果。
在学习《机械制图》的过程中，学生理解比较困难的是组合体、装配图等内容。如果在学习基本体时就可以使用三维CAD软件建模，让学生更好地理解它们的形成过程，在后续学习组合体之后就可以过渡到实体编辑对各个基本体的位置关系、一些比较复杂的组合体的内部结构进行展示，使用“旋转视图”功能就可以让学生清楚地看到模型的全貌。也可以对基本体进行组合与截切，对于求取截交线和相贯线有较为明确的观察效果。对于教学中较为复杂的装配图，由于学生多数缺少机械方面的实践经验，对于机械设备的内部结构缺乏感性的认识，因此对装配零件本身的结构、连接方式、相互配合关系、传动过程等都比较难以理解，如果使用软件生成装配体的爆炸图就可以让学生清楚地观察到每个零件的结构和零件之间的相互关系，如果使用软件进行动画演示，就可以让学生观看到零件之间的连接关系和传动过程，对于装配图的教学有着非常重要的作用。
四、结语
传统教学方法虽然有优点，但随着社会对人才要求的不断提高、学生视野的不断开阔，教学难度逐渐增大。传统的《机械制图》教学方法已经难以满足教学需求，难以达到教学目标。因此，综合运用多媒体手段和CAD软件配合《机械制图》的教学已经成为当前本课程教学方法的主要趋势。在未来的教学中，还可以充分发挥计算机和网络技术的优势，建立更高效、便捷的网络平台为《机械制图》的教学拓展新的思路。
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