以創新設計促進工程制圖教學的探索

劉晶 郭慧 趙菊娣 馬惠仙

摘 要：隨著各行業對高質量創新型技術人才的需求不斷增大，創新設計越來越受到關注。因此將創新設計與工程制圖教學相結合具有重要的意義。文章在更新教學內容，將各類先進成圖比賽和設計比賽融入課程，各類創新創業項目融入課程等方面進行了探索，以提高學生的學習興趣，培養學生的創新素質和創新理念，推動學生創新積極性，從而達到創新型人才培養的目的。通過創新設計與課程相結合，也促進了工程制圖的教學。

關鍵詞：創新設計；工程制圖；創新創業 創新型人才

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）16-0035-03

Abstract： Creative design gets more attention with increasing demand for high quality innovative technical talents. So it is significant to combine creative design with engineering drawing teaching. Updation ofteaching content， integration advanced drawing and design competition into courses， integration programs of innovation and entrepreneurship into courses are discussed and analyzed. This can improve students' learning interest， train students' innovation quality and ideas， promote students' innovation enthusiasm. Thus innovative talents can be cultivated. Creative design is combined with course， which can improve engineering drawing teaching.

Keywords： creative design； engineering drawing； innovation and entrepreneurshi； innovative talents

引言

工程制圖這門課是工科類專業必修的一門技術基礎課，它服務于機械制造，建筑，化工，電子產業，資源環境等多個行業。工程制圖在培養學生的形象思維、科學研究和創新能力等綜合素質起著重要的作用。這門課教學目的主要是培養具有良好的形象思維和設計表達能力的高素質應用型工程人才[1]。但是傳統的教學目標已經跟不上時代的發展，需要與時俱進，教學內容也需要進一步豐富和完善。隨著“卓越工程師教育培養計劃”的提出，對工程技術人才提出了創新能力強這一要求。教育部提出的“卓越工程師培養計劃” 旨在培養一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才[2]。目前國內一些高校對創新人才模式和工程制圖課程教學進行探討[3-6]，可以看出創新能力已經成為課程培養的一個方向。需要對創新設計與工程制圖教學間的關系進行探索。需要將課程內容與創新創業大賽，大學生創新創業訓練計劃項目等結合起來，增加學生的學習動力，提高學生的學習興趣，培養學生的創新實踐能力，將工程制圖課程與工程實踐相結合。

隨著科學的發展，傳統灌輸式的教學方式已經不能滿足工科學生的學習需求。工程制圖與計算機技術的結合，促使工程制圖的理論和技術發生了很大的變化。因此教學也應該隨之而變化。創新是工程圖學教學過程中必經之路。需要將各類創新項目，創新比賽和學術活動與課堂教學內容相融合，激發學生的創新動力，培養符合時代發展的創新工匠。在創新的過程中，學生更需關注設計細節，更需注重質量和效率，更需遵守國家標準和規范。

一、課程內容的設置

工程制圖作為一門實踐性很強的課程，不僅需要培養邏輯思維能力，還需要培養很強的形象思維能力。華東理工大學的工程制圖課程，包含了化工制圖，工程制圖（機械類），工程制圖（非機類）等幾個部分。化工制圖是國家精品課程，主要針對化工專業的學生開設，除了介紹制圖內容外，還要介紹化工設備圖，化工工藝圖等。工程制圖（機械類）主要針對機械專業的學生開設，教學難度最高，其中讀圖和繪圖是課程的重點。工程制圖（非機類）主要針對全校非機械專業的工科專業學生開設，包括測儀電自專業，自動化專業，食品專業，制藥專業，信息專業，化分專業，資源環境專業的學生。工程制圖（非機類）的教學內容比較全面，但是和工程制圖（機械類）比較，降低了教學難度。

華東理工大學針對不同專業的特點，工程制圖課程內容也各有側重，在課程內容上進行了優化。化工制圖這門課程除了常用的制圖內容外，還會對化工設備圖，化工工藝圖等進行詳細介紹，主要是為了滿足化工專業的實用性以及化工專業自身特點的需求。工程制圖（機械類）主要針對機械學院的同學。課程的理論內容包括投影基礎，制圖基本知識，基本立體及其表面交線，組合體，機件的表達方法，軸測圖，剖視圖，標準件和常用件，零件圖以及裝配圖等，此外還需要進行零件測繪，提高學生的動手能力，工程實踐能力和團隊協作能力。上機實驗為AutoCAD計算機繪圖，主要是為了培養學生的先進成圖能力，使學生在短時間內快速掌握AutoCAD繪圖基本功能和操作技術。為了讓同學們能夠更好地理解工程制圖內容，還開設了UG，Solidworks等三維造型軟件課程，這些課程是在公共選修課中進行介紹，通過學習三維造型軟件，不僅便于理解消化工程制圖課堂內容，還可以輔助學生理解工程圖和裝配圖，也為學生的創新活動設計方案提供了數字化造型和驗證手段。工程制圖（非機類）對制圖的主要內容和AutoCAD計算機繪圖都有所介紹，由于學時較少，因此在教學過程中降低了教學內容的難度，依然可以滿足這些非機類專業的需求。

二、培養學生的創新素質

應用型創新人才的培養對實現社會經濟、科技、文化等方面和諧、持續良好發展具有重要的意義[7]。在教學過程中，要按通用標準和行業標準培養工程人才，因此需要在工程制圖課程中始終貫徹國家新標準，將最新的知識傳授給學生，以便學生將學校所學知識能與行業標準順利接軌。此外還需強化培養學生的工程能力和創新能力。在課堂中詳細介紹工程制圖中理論知識的同時，將上圖杯創新模塊，高教杯，全國3D大賽等比賽內容融入到制圖課程中去。使學生主動地，自發地去進行創新。通過在學校里參與創新活動，提高學生的創新素質和能力，為將來的工作打下堅實的基礎，為社會做出更大的貢獻。

（一）更新課程內容

隨著時代的發展，工程制圖的國家標準也在不斷更新。如何貫徹新國標，都應該體現在教學內容的改進上。國家標準中對于表面粗糙度和形位公差等內容都有所改進，因此這些需要在教材和講授過程中，及時更新教學內容，向學生介紹最新的國家標準，使學生熟悉并且能夠正確使用新國標。同時在配套的教材和習題冊中，用新的國標對舊的國標度進行替代。讓學生學習到最新的制圖知識，讓學生了解工程制圖這門課是這樣一門需要持續學習，持續思考的嚴謹的課程。從而在平時教學過程中，培養學生嚴謹的學習態度和設計態度。

（二）比賽融入課程

在學習工程制圖課程的同時，授課老師會向學生介紹各類創新大賽，其中包括上圖杯先進成圖大賽，高教杯全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽，全國三維數字化創新設計大賽，上海市大學生機械工程創新大賽等。這些創新大賽促進了學生的學習積極性。此外將以往大賽中的獲獎作品作為教學素材為學生進行講解，通過直觀形象的實例增強學生的感官認識，通過學習學長學姐的設計理念，激發了學生的學習興趣和創新意識。通過將大賽的各類講座信息提供給學生，使其有接觸行業專家的機會。在講解大賽作品時，將專業的設計能力培養融入到工程制圖的課程內容講授中。將工程制圖內容與專業課程的設計要求相聯系，將工程制圖理論知識，計算機繪圖、先進的設計理念融入工程制圖的整個教學過程中，從而提高學生的創新能力。通過實例的講解，引導學生在生活中尋找靈感，在生活中尋找創新設計題目，對學生多鼓勵。為各類設計比賽提前做準備。

華東理工大學近年來在上圖杯先進成圖大賽，高教杯全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽獲得多項團體一等獎，多項個人一等獎，在上海市大學生機械工程創新大賽獲得一等獎。在學生學習了后續的設計課程后，繼續延伸參加了全國三維數字化創新設計大賽。在第九屆全國三維數字化創新設計大賽中，獲得了龍鼎杯全國二等獎和龍鼎杯全國三等獎。圖1為全國三維數字化創新設計大賽龍鼎杯全國二等獎的作品，圖2為全國三維數字化創新設計大賽龍鼎杯全國三等獎的作品。

圖1 多功能手杖

圖2 多功能健身器材

（三）大創項目融入課程

目前各類創新創業項目日益受到學生的關注。華東理工大學創新創業類的項目包括國家級大學生創新訓練項目，上海市大學生創新創業項目，華東理工大學創新創業項目，USRP項目等，這些項目為本科生提供了在學校創新創業的機會。通過老師的指導，學生可以自主完成創新性研究項目設計、研究準備和項目實現，撰寫研究報告，進行成果交流。通過參與這些項目，可以強化學生的創新能力和創業能力。在工程制圖教學過程中，通過向學生介紹各類大學生創新創業項目，使學生在課程進行過程中樹立創新意識，去發現創新題目，帶著問題進行后續課程的學習。在講解課程中，會通過實例方式將以往國家級大學生創新項目介紹給同學們，增進其學習制圖課程的興趣，從中得到啟發。圖3為國家級大學生創新創業項目通過3D打印機打印出的作品。圖4為USRP項目設計的剃須刀渲染效果圖。

三、結束語

近年來創新設計越來越受到高校和企業的重視，因此對工程制圖這門課程也提出了新的要求，需要培養學生的創新能力，提高學生的創新意識，需要將先進的成圖技術與手段貫穿到課程中，將創新設計的理念和手段融入到課程中，需要培養基礎扎實，創新能力強的學生。在培養學生創新素質時，需要將課程內容與時俱進，將各類先進成圖技術大賽結合到工程制圖課程中，將各類機械設計大賽的經典案例與課程內容有效地結合，從而提高學生的學習興趣，培養學生的創新理念，完善教學內容，提高教學質量和教學效果。

創新能力的培養不是一蹴而就的，是一個復雜的過程，需要滲透在每一個教學環節中去，也需要繼續在工程制圖的教學過程中進行探索和改進。

參考文獻：

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