融入CDIO理念的机械制图教学改革

梁瑛娜

【摘 要】本文针对国内高校机械制图教学中存在的问题，借鉴国际工程教育改革的最新成果，重新架构了具有CDIO特色的教学体系，采用多种现代化教学方法和基于实践的项目式教学，激发学生的学习兴趣，培养学生深度学习的能力、灵活运用多种思维方式的能力、解决实际问题的能力及团队协作能力。

【关键词】CDIO；机械制图；教学改革；综合能力培养

0 引言

对于机械类和近机械类学生来说，《画法几何与机械制图》是一门重要的技术基础课，它以图示、图解空间几何问题和绘制、阅读工程图样为主线，培养学生的空间思维能力、实践能力及工程素质。

目前，我国大部分高校的机械制图教学还沿用前苏联的“传递-接受式”教学模式，课堂上老师滔滔不绝、面面俱到，学生步步紧跟、被动接受；尽管安排有课堂绘图指导，但学生测绘所用零件及装配体规格、尺寸完全一致，导致表达方案千篇一律，学生的创新能力和表达能力得不到体现，学习积极性受到严重遏制。教育家叶圣陶先生说：“所谓教师之主导作用，盖在善于引导启迪，俾学生自奋其力，自致其知，非谓教师滔滔讲说，学生默默聆听。”因此，如何变“教学”为“导学”，变“以教师为主体”为“以学生为主体”，引导学生学会思考、表现、识别、想象，培养学生的创造能力，成为当前高校图学教育中亟待解决的问题。

CDIO（Conceive-构思、Design-设计、Implement-实施、Operate-运行）是近年来国际工程教育改革的最新成果，它体现了现代工业产品从构思研发到运行乃至终结退休的全生命过程。CDIO工程教育理念以“学校培养有专业技能、有社会意识和有企业家敏锐性的工程师”为愿景；以产品生命全过程为载体培养学生工程科学和技术知识、终身学习能力、团队交流能力、在社会和企业环境下建造产品、过程和系统的能力；更重要的是它还提出了包括对培养计划、课程结构、教学方法、教学评估和学习构架的全面指引和对是否实践CDIO教学理念的12条判定标准，可操作性极强[1]。

1 重构CDIO特色的机械制图教学体系

现代企业要求工程人员必须具备专业的技术知识、精诚的团队协作精神、良好的系统分析能力及熟练的动手操作能力，以适应现代化工程团队开发新产品及新技术的需求。因此，我们应该摒弃过去那种理论化、教条化的教学模式，重新架构具有CDIO特色的启发式、项目式、创新式的培养模式。

1.1 三维造型软件的引入

我院《画法几何与机械制图》课程共有104学时，第一学期画法几何部分40学时，讲授点、线、面、体的投影及其交线等内容；第二学期机械制图部分64学时，讲授组合体、表达方法、零件图及装配图等。我们选在学生刚开始接触立体时，引入三维造型软件，通过拉伸、旋转等命令，帮助学生建立“体”的概念。截交线、相贯线是画法几何部分的重点和难点，对于初接触的学生来说，往往感觉晦涩难想，通过合并、切割等方式，帮助学生理解“交线”的形成。组合体的形体分析法刚好又与复杂立体的三维造型过程不谋而合。一系列的课堂演示，再配以学生对典型实例的操作，掌握三维造型软件便水到渠成，为后续零件图、装配图及相关课程设计奠定了坚实的基础。

1.2 举办竞赛，激发学生学习兴趣

所谓“兴趣是最好的老师”，引导学生变单一的、枯燥的接受模式为发散的、趣味的创新活动，将事半功倍。我们认为组合体读图、构型设计及表达方案的选择这部分内容，既是对截交线、相贯线等内容的综合运用，又是零件图、装配图的基础，起着承上启下的桥梁作用。而且，通过一个或两个组合体视图，想象出多个组合体形状；或者，对一个组合体设计出多个表达方案，并进行对比选择，是对学生发散性、创造性思维的绝佳训练。因此，我们选择这部分内容举办构型与制图创新竞赛。竞赛中，学生的发散思维与创新能力得到了淋漓尽致的发挥，出现了“百花齐放，百家争鸣”的场面。竞赛优胜者还将代表学院参加省级竞赛，获奖带来的成就感，大大激发了学生的学习兴趣，也加深了对知识的理解和掌握。

1.3 多种教学手段并用，加强学生工程实践背景

大一学生缺乏工程背景知识，大多数学生不清楚标准件、零件图及装配图等知识的应用背景，学习兴趣淡薄[2]，我们通过多种途径来弥补这个不足。

学院的实体模型室中配有典型组合体、零部件及装配体模型，供学生观察、测绘使用。我们还设有虚拟模型库，包括组合体模型、典型零部件及其加工视频、零件测绘操作视频、装配仿真视频、计算机绘图教程视频等。这些资源不仅通过课堂时间提供给学生，课下时间对学生也是开放的。

此外，采用课堂教学与工厂实践相结合的方式，可极大增强学生的工程背景。学生通过对实际零件的观察、思考，可以加深对轴套类、轮盘类、叉架类、箱体类零件结构特点及典型表达方案的理解；通过对各种加工方法及零件加工过程的参观和实践，可以掌握零件图尺寸标注要正确、完整、清晰、合理的意义，体会不同加工方法所能形成的表面结构及组织结构，理解零件图技术要求所规定内容的必要性。

1.4 项目式教学，培养学生的综合能力

CDIO的培养计划旨在设置丰富的实践项目并辅以工业实习。我们积极与校工厂及校外科技园企业开展合作，精心选取实际的、典型的装配体，安排学生分组对不同规格的装配体进行测绘、三维造型、答辩、撰写项目报告等。在这个过程中，学生通过查阅资料了解装配体的用途、工作原理等；每人要对装配体中一个典型零件进行测绘，并绘制二维工程图样；全组同学合作进行装配体三维造型，分析装配关系、拆装顺序、各零件结构特点和功用；撰写项目日志、项目报告，制作PPT汇报答辩。

项目式教学通过设置任务，激发学生的学习自主性，通过各个环节培养学生深度学习的能力、灵活运用多种思维方式的能力、解决实际问题的能力、团队协作的能力。

2 结束语

CDIO教育模式是以产品研发到产品运行为教学周期，以学生主动性学习、实践性学习、课程之间有机联系的学习方式为手段，以培养个人的科学与技术知识、终身学习能力、与人交流能力、团队协作能力、进取心与拓展性思维，以及在社会与企业环境下建造产品与系统的能力为教学目标[3]。融入CDIO理念的机械制图课程体系，改变了以往重理论轻实践的培养模式，体现了“知行合一”。

【参考文献】

[1]赵永生.论大学的功能与高等工程教育改革[R].秦皇岛：燕山大学里仁学院教师培训，2013，10，31.

[2]陈西府，惠学芹，吴进，等.基于卓越工程师计划的工程图学教学改革[J].考试周刊，2012，84：10-11.

[3]王凤芹.CDIO工程教育模式下新建本科院校“双师型”教师培养方法探析[J].吉林工商学院学报，2013，29（4）：111-113.

[责任编辑：丁艳]