面向现代制造业信息化的工程制图改革实践与探索

    传统的机械设计方法是用二维平面信息表达三维结构。随着三维CAD系统的应用，为适应现代制造业信息化潮流，人们可以直接进行三维的设计和交流，即现代工程设计。以实现从图样向产品模型的过渡，以产品的几何模型为核心，实现CAD/CAE/CAM一体化，乃至虚拟制造及产品的数据管理，以优化设计促进产品改善，以智能设计促进产品创新?。面对这样的发展，必须要重新构建图学教育的新体系，按系列化，模块化的思想进行整体规划，以先进设计教学平台为依托，采用现代的教学方法进行教学，重建或更新当前的实验环境和条件，如在实验室中建立模拟CAD/CAE/CAM技术的工程环境，机械制图、课程设计等教学内容应逐步要求学生完全用计算机完成，将现代设计思想和现代设计方法贯穿到整个教学过程中。

    CAX课程群的建立势在必行，工程图学必须顺应这一潮流。为此，我们对《工程制图》教学内容进行了渐进式的改革，制订了新的教学大纲，研制开发了电子教案、多媒体课件、习题解答库软件、图视思维网络课件等。这些成果已在全校教学中应用，效果良好。《工程制图》课程2006年被评为江苏省一类精品课程。

    运用课程综合化思想。实施工程制图与AutoCAD融合式教学模式从1998年开始，运用课程综合化的思想，探索机械制图与AutoCAD融合式教学模式。即根据教学目的和要求，将工程制图和AuwCAD命令分成若干模块，再将工程制图模块与AuwCAD模块进行有机组合，创建了工程制图与AutoCAD的融合式教学模式。并于1999年主编了全国统编教材一套：《工程图学基础——制图与AutoCAD》、《工程制图与Auto-CAD技能训练题集》。目前正在编写全国统编教材《现代工程图学》。

    在机械与汽车工程学院试点了融合式教学方式，并在全校推广，收到了良好的教学效果。实践证明这种融合方法比较容易组织教学，层次结构清晰，目的明确。把AumCAD作为一个绘图工具引入了工程制图领域，充分发挥了AumCAD的高效绘图功能，对帮助学生建立空间概念，提高看、画图能力效果显著。经对实施融合式教学法班级进行了问卷调查，学生反映良好。

    2运用现代教育技术。采用多媒体方式教学与传统方式相结合的教学方法

    从2000年开始，机械制图课程全部采用了多媒体教学。教师根据教学内容自制了大量的素材库，可在计算机上随时调出已画好的图形。利用多媒体教学课俘还可方便的遴行课堂提溺与讨论，有时一道题目，学生们可以提出多种构思，争论热烈。最后由教师给出正确答案，使大家豁然开朗。极大的调动7学生兹学泻兴趣。学生靛对教师使愚课件进行教学表示欢迎，与不使用多媒体教学课件相比，效果显著。他们反映：这样上课，看褥见，理煞快，有兴趣。有计算机的学生还将一些课件拿回去安装，又扩大了学习的范围与学时。

    在实现甩图板和甩黑板工程强标的同时，注意趋利去弊。使用多媒体教学课件的同时还簧注意它的负面影响。由于课件的颜色都比较明朗，动画生动，一些学生将注意力放在了看热闹上，不注意理解教学内容，故使得教学效果容易两极分化。我们在使用课件时注意引导学生的注意力，将课件演示与课堂讨论、模型讲解、重点分析摆结合，既发挥课件的优势，又避免其不利影响，收到了较好的教学效果。

    3运用积极思想，开发微教学单元和素材库，丰富学习资源

    积件是新一代多媒体辅助教学系统(IntegralWare)，是针慰课件的局限性两开发的新的教学软件模式和新的教材建设思想，是在传统CAI课件的基础上发展起来的新型CAI，它使计算机辅助教学产生了又一次飞跃。积传是由教师和学生根据教学(或学习)的需要自己组合运用多媒体信息资源教学(或学习)的软件系统。它在现代教育思想指导下，充分发挥了教师与学生的双主导作用，促进了创新教育的发展。

    课程组开发了3套课件：《机械制图MCAI教学课件》(获1999年全国教学软徉三等奖)；《匿视思维网络课件》(获2004年江苏省高校优秀课件二等奖)、《三维实体模拟仿真系统》。购置了十几个外院校谭件。通过搜集、拆分、制俸等方法开发了大量微教学单元和素材库；丰富了教学策略；自制了试卷库；建立了图形资料库和图学试题库，构建了积件的雏形。建立了(CAX教学网站》，连接了大量的国内外网站，使得信息资源无限扩大。在教学中初步显现了前述的特点，促使了教学手段的更新，它把原来封溺的教学系统变成了开放的教学系统。实践证明，在工程图学课程教学中运用积件思想，可以使不同生源、不同学习进度穰有不同学习习惯的学生都能自如的达到学习目标。

    4运用自主学习理论，开发图视思维网络课件，提高学习效率

    多媒体网络的运用，彻底改变了传统教育中以教师为中心的单一学习模式，使学习模式呈现多样化趋势，运用网络开展自主学习就是其中之一。为了满足自主学习，课程组设计制作了圈视思维网络课件，在教学中应用，产生了很好的效果。图思维网络课件是工程制图课程的辅助教材，它的重点和创薪点在于立足于“图视思维”思想。课件试图通过大量生动的图例，由浅入深，从易到难，逐章的揭示看图的思维基础和各种思维方法。课件介绍了如何根据已知视图的特点，想象形状的思维基础；指导看图思维的基本方法——形体分析法和线、面分析法；通过几个典型看图题例的剖析，借以克服看图时纯凭“经验想象”，开阔看图思路，培养空间思维的敏感性，从而培养空间形体构思的创新能力；介绍了默思画图、物体变位、仿形设计、一面视图的构形、组合构形，构形分向穿孔、构形配孔、凹凸构形和切割与组合的构形九种空间形体的构思和表达方法，以模拟实际的构形与设计。图视思维网络课件充分利用了模拟仿真技术，对空间形体进行广泛的构思和彼此联想，剖析了一些复杂组合体，因而具有新颖性、独特性和创造性，对于培养创造性空间想象能力、思维能力和图视能力起到了非常好的启发作用。

    5突破传统教学方法，将三维设计的思想引入工程制图教学中

    从三维设计人手进行工程制图教学，是对教学体系的全新的设计，它更符合人们进行空间构思的思维方式，也有利于CAD/CAE/CAM的信息集成，跌藤实现课程的综合化。

    三维设计的方法与二维设计方法具有本质的不同，从三维构形切入的工程制图教学体系重点应放在三维设诗方法猩三维设计软件鹃使蔫上。·但是，针对当前部分企业还没有全部实现直接的三维设计，以及二维视图在工业上仍然有较广泛的应用，因此，薪的课程体系综合了两种设诗思想酶共同内容：以三维设计方法为主线，既要考虑二维设计与三维设计共网的地方，又要考虑到三维设计所特有的理论基础与概念。瞄的在于培养学生掌握必需的三维设计基本知识和技能外，还要了解视图的基本概念，掌握工程图的读图能力以及加工所需的非几何信息的标注等。

    具体的教学安排主要为三步骤：

    一是，在课程开始就让学生看三维立体模烈库，大量的三维立体吸引了学生的兴趣，在大脑中建立的是三维立体表象。二是，在学习立体投影前，先让学生进行实体建摸。在计算枧上完成基本体的建模、截交体及褶贯体的建模，学生看到了三维实体的生成，对截交线及相贯线的理解变得轻松深刻，将教学难点转化为了容易点。三是，在学习组合体投影前，先进行并、交、叉奄尔运箕练习，使学生真正理解了三维立体的构成，交线的生成，真正建立了三维立体的概念。

    在教学同时进行截新设计训练，具落的做法是：学擞自行组成小组，进行构思、设计、造型、出图、书写报告、班级演讲等完成全过程的训练。强调自行组织纛负责，强调设话的蛊主性、镊薪性和实用娃，在不考虑材料、工艺等条件下，让学生自由发挥，以培养学生形体设计和表达能力以及组织能力和团队精神。

    在整个教学过程中，充分运用多媒体三维模型库展示基本形体、零件、装配体构成，通过结构分析，直观、形象、生动地弓l导学生快捷、方便的认识工程图的特征和机理。在学时不变的情况下，达到了良好的教学效果。

    6强化实践创新能力，机械制图教学四年不断线

    注重动手能力的培养，淡化理论。实施画法几何理论、截交体、糯贯体的交线弱化，加强缀合体、枕件表达的训练；减轻仪器图作业，强化徒手草图训练，加强计算机绘图能力；增加形体构思训练。对于普高生源，增设了一周的“部件测绘”教学。另外还开展了丰富的第二课堂活动，如组织学生到企业参观，组建科研小组，写课程小论文和科研论文等活动。这整活动强化了教学效采，扩大了学生的眼界，激发了学生的创造性和学习兴趣。每一年级都有学生参加教学科研和开发活动。

    实施机械制图四年不断线，跟踪课程设计、毕业设计，不断提高学生的创新能力。有些学生从一年级到四年级一直跟随老师做课题。每年都有较多的学生参加院大学生科技创新课题，并有一定数量的课题获院级奖励和院级优秀毕业论文。相当数量的学生毕业后，从事设计绘图工作，并受到单位的好评。