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1大工程觀理念

大工程觀的本質(zhì)就是將科學、技術(shù)、非技術(shù)、工程實踐融為一體的，具有實踐性、整合性、創(chuàng)新性的工程模式教育理念體系。大工程觀作為一種新型工程教育理念體系，1993年由美國麻省理工學院（MIT）院長喬爾•莫西斯提出。大工程觀教育理念更加重視工程實際以及工程教育本身的系統(tǒng)性和完整性，得到了國內(nèi)外教育界的認可。在我國，2010年教育部啟動卓越工程師教育培養(yǎng)計劃，專家們指出，未來的優(yōu)秀工程師應(yīng)該具備大工程觀，這既是科技發(fā)展的趨勢、學科交融的必然，又是社會的需求；2014年國務(wù)院召開常務(wù)會議部署加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育，進一步強調(diào)了以實踐為基礎(chǔ)的工程教育目標。由此可見，培養(yǎng)大工程觀的工程教育理念已經(jīng)成為高等工程教育改革的方向。大工程觀要求工程教育提供綜合的知識背景，強調(diào)工程的實踐性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性。大工程觀特別強調(diào)培養(yǎng)一名優(yōu)秀的現(xiàn)代化工程師應(yīng)該主要具備以下3個方面的能力：

（1）工程實踐能力。

既強調(diào)單元工程的設(shè)計能力，更關(guān)注單元工程與系統(tǒng)、與環(huán)境的關(guān)聯(lián)，強調(diào)用聯(lián)系的觀點分析和解決工程實踐中出現(xiàn)的問題。

（2）多學科的背景以及多方面的能力。

既強調(diào)專業(yè)知識領(lǐng)域內(nèi)的知識要點，更強調(diào)各個知識領(lǐng)域之間的關(guān)聯(lián)性和整體性，關(guān)注多學科的交叉與融合。強調(diào)所具備能力的多樣性，包括學習能力與自學能力、工程思維能力和創(chuàng)新能力、協(xié)調(diào)能力與組織能力等。

（3）職業(yè)道德以及社會責任感。

不僅要有高超的科學技術(shù)水平，還要有良好的人文素質(zhì)，即宏思維能力，強調(diào)能把科技創(chuàng)新活動同人類社會的重大問題緊密結(jié)合。基于大工程觀的高等工程教育理念，課程改革是核心，大工程觀要在教學中通過各門課程加以落實。課程教學改革重點要處理好較寬的知識應(yīng)用能力與較系統(tǒng)的專業(yè)知識體系的關(guān)系。

2機械制圖課程教學特點

機械制圖課程是理工科大學機械類專業(yè)必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，主要目的是培養(yǎng)學生識圖和繪制機械圖樣的能力，具有很強的工程實踐性。在大工程觀背景下，機械制圖課程的教學存在著與高素質(zhì)應(yīng)用型人才的高等工程教育培養(yǎng)目標不適應(yīng)的地方，主要體現(xiàn)在：

（1）過于重視學科的發(fā)展以及學生科學知識的獲得，而忽視學生工程素質(zhì)的培養(yǎng)；過于重視學生專業(yè)技術(shù)知識的學習，而忽視學生工程實踐能力的培養(yǎng)，以致在專業(yè)學習與實踐工程中，學生實際應(yīng)用能力較差，能夠用到實踐中的產(chǎn)品設(shè)計能力弱，準確、標準、快速的完成視圖表達能力凸顯不足。

（2）傳統(tǒng)的教學采用以二維為主線的教學方式，整體、直觀表達不夠，使得學生對該課程難入門，且三維建模與形體表達能力不夠。

（3）教學手段貧乏，仍以課堂講授為主，課程缺少綜合性、與實際應(yīng)用緊密聯(lián)系的實踐性教學環(huán)節(jié)，更缺少客觀考核學習效果的評價方式。教學空間封閉，尤其缺少引導學生深入學習較復雜機構(gòu)圖樣的項目，不利于工程思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3課程改革的思路與內(nèi)容

機械制圖課程改革，即應(yīng)適應(yīng)大工程觀理念的高等工程教育培養(yǎng)目標，強調(diào)工程意識、工程素質(zhì)、工程實踐能力的培養(yǎng)。近年來，課程組在機械制圖課程教學活動中，堅持以大工程觀教育理念為導向，突出工程應(yīng)用這一主題，在教學理念、教學內(nèi)容、教學手段、教學方法等方面進行了一系列改革與實踐，取得了初步成效，對其他課程起到了示范作用。

（1）以制圖大賽為風向標，引入工程教學理念。

一方面，將國家制圖標準訓練作為常規(guī)化教學，通過常規(guī)化的國家制圖標準訓練，使學生制圖時做到結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、圖紙表達標準、尺寸及技術(shù)要求標注可測可加工，避免設(shè)計出來的圖紙不能應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中的尷尬。另一方面，以大賽要求深化教學理念，強化設(shè)計、制圖、表達三者間的關(guān)系，切實提高學生的綜合運用能力和現(xiàn)代設(shè)計能力。以制圖大賽作為課程教學的風向標，可以幫助學生明確學習目標，以大賽標準作為常規(guī)化教學，對學生工程實踐能力的獲得具有重要意義。

（2）引入三維—二維—三維的教學方法，突出直觀教學。

傳統(tǒng)的制圖教學以二維設(shè)計為主線，這種方式增加了抽象思維的難度，影響教學效果。三維—二維—三維的雙向教學方法，則突破傳統(tǒng)教學方法，以三維作為教學的切入點，采用直觀教學，更好的幫助學生掌握教學難點。由于三維實體模型具有形象、直觀的特點，使學生對制圖方法的掌握更為容易。等學生具備基本的二維圖制圖能力后，再由二維回到三維建模。使學生既能掌握由零部件到工程圖的轉(zhuǎn)換，完成設(shè)計的過程，又能實現(xiàn)由工程圖到具體的零部件的轉(zhuǎn)換，從而能夠校驗設(shè)計過程的合理性，理解設(shè)計的過程是一個不斷反復、不斷優(yōu)化的過程，以符合現(xiàn)代工程設(shè)計的需要。三維—二維—三維的雙向教學方法，可以讓學生通過虛擬樣機的虛擬裝配、干涉檢查、機構(gòu)運動分析等操作避免產(chǎn)品試制過程中可能遇到的問題，從而提高工程實踐應(yīng)用能力。

（3）融入項目法教學，教學輔導因材施教。

教學過程中，融入項目法教學，提高學生的學習主動性。用符合專業(yè)實際需要的案例給學生布置學習任務(wù)，以此引出教學內(nèi)容。以學生為主體，分組合作，在此過程中以建議的形式給學生提供必要的知識信息，以提問的形式引導學生拿出解決方案。然后對不同的方案進行討論、分析、選出最佳方案。教學過程中，加強對學生的個體輔導，并針對不同層次學生的學習方法指導因材施教。融入項目驅(qū)動教學法，將變學生被動學習為主動學習，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維與求異思維，對培養(yǎng)學生的工程綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力有極大的促進作用。

（4）創(chuàng)辦第二課堂，提高創(chuàng)新能力。

創(chuàng)辦第二課堂，加強課外輔導，采用項目驅(qū)動經(jīng)行教學，滿足不同層次學生的需要，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設(shè)計能力。項目內(nèi)容來源于兩方面：一是大賽項目；二是學生自主構(gòu)思產(chǎn)品，如科技論文報告會參賽作品。教學過程中將制圖與表達方法相結(jié)合。老師給出項目任務(wù)后，由學生利用三維軟件完成構(gòu)思設(shè)計或建立實物模型（如用橡皮泥制作），結(jié)合模型的特點，選擇不同的表達方法（包括不同的剖切面和剖切種類），加以分析比較，選擇合適的方法完成二維平面圖，繪制零件圖和裝配圖。最后建立三維動畫，驗證設(shè)計標準。通過第二課堂，學生根據(jù)自己的認知水平、知識結(jié)構(gòu)層次自由選擇學習內(nèi)容，自行規(guī)劃、安排學習進程，達到學習個性化的目的。

（5）考核方式。

考核，有利于強化學生的技能訓練?？茖W、合理的考核方式應(yīng)該注重對學生素質(zhì)和能力的考查?！稒C械制圖》是一門工程性、實踐性都非常強的專業(yè)基礎(chǔ)課，其有效的考核方式尤其應(yīng)突出學生的實踐應(yīng)用能力，強調(diào)繪圖的工程可用性?！稒C械制圖》的考核可分為三個部分：徒手繪圖、課程結(jié)束性考試和項目設(shè)計考查。徒手繪圖能力考核，占課程總成績的20％。這部分考核，應(yīng)突出考核徒手繪圖及機件表達能力，從視圖表達和尺寸標注，到最終形成圖紙，要求圖線清晰、投影正確、尺寸標注正確合理、字體工整。課程結(jié)束性考試，占課程總成績的50％?？己藘?nèi)容包括：繪圖基礎(chǔ)知識的掌握和工程圖的閱讀、分析與繪制。繪圖基礎(chǔ)知識含：機械制圖的國家標準、幾何作圖；常用的基本投影方法；平面體、曲面體的三視圖及體表面取點；常用的平面與回轉(zhuǎn)體相交的截交線；平面體與回轉(zhuǎn)體的表面交線和圓柱正交的相貫線等等。工程圖的閱讀、分析與繪制含：組合體、軸測圖、典型機件、標準件與常用件的讀圖繪圖方法、符合國家標準的常規(guī)畫法及尺寸標注方法；裝配圖、零件圖的工藝結(jié)構(gòu)、尺寸標注、表面粗糙度及技術(shù)要求的標注方法；公差與配合、形位公差的標注方法；從裝配圖拆畫零件圖，并合理的標注零件的尺寸等。項目設(shè)計考核，占課程總成績的30％。項目設(shè)計內(nèi)容，需結(jié)合工程實例，指定幾個機械產(chǎn)品，讓學生分組選做。讓學生利用第二課堂，通過討論、作業(yè)、測繪和計算機繪圖等環(huán)節(jié)完成一個復雜機構(gòu)的產(chǎn)品設(shè)計與建模。該項目考核中強調(diào)結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計理念，提高三維設(shè)計能力，因此對該部分30％的考核比重分配建議：對二維設(shè)計的能力考核占課程總成績的10％，要求能夠選擇合適的方法完成二維平面圖，繪制零件圖和裝配圖；對三維設(shè)計的能力考核占課程總成績的20％，要求能建立三維動畫，驗證設(shè)計標準。

4結(jié)語

以大工程觀教育理念為指導思想，對機械制圖課程進行課程建設(shè)和教學改革，極大的激發(fā)了學生的學習興趣、提高了教學效果，增強了學生的機械制圖能力。自2009年來參加高教杯制圖大賽，多次獲得國家級一等獎、二等獎的優(yōu)異成績。實踐證明，大工程觀教育體系有利于培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

作者：高恒強 單位：中國地質(zhì)大學（武漢）機電學院