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一工程图学课程现状
自《深化产教融合的若干意见》、《国家职业教育改革实施方案》等文件下发，全国教育大会召开以来，“创新型、复合型、应用型”人才的培养是高等教育人才培养的主要方向。《工程图学》与《三维设计》课程作为工科专业的一门基础课程，传统的授课方式及授课内容已不再满足行业的需求，更不能满足“创新型、复合型、应用型”人才的培养目标， 为顺应时代及行业的发展，课程改革势在必行 [1]。
就《工程图学》与《三维设计》两门课程来说， 多数高校采用“分段式”与“融合式”[2-5] 的教学方法。“分 段式”即将《工程图学》与《三维设计》开设成两门课程。“融合式”即《工程图学》与《三维设计》开设成一门课程。“分段式”、“融合式”都存在着一定的不足。
对于分段式教学方式，传统的《工程图学》课程主要以“讲授 - 作业 - 反馈”的授课流程进行。在讲授环节，多采用单一式的多媒体教学方式，在教学中培养学生的手工绘图能力与读图能力，并通过“绘图作业”的形式来反馈学生知识点的掌握情况。《工程图学》作为学生进入大学接触的第一门专业基础课程， 由于对课程的陌生感、空间构图能力大部分尚未培养、思维转换能力不强等原因，多数学生跟不上老师上课的节奏，容易造成其厌学的思想。虽然采用多媒体教学方式在一定程度上能减少的课程的难度，但是在相贯线、零件图表达等知识点上，仍然难以解决问题。
在产品研发时，二维图形信息作为加工产品的主要语言的方式，已无法满足大批量产品设计开发的需求 [6]，绘图者要不断的设计、修改，使其大部分时间浪费在完成重复性的工作上，对产品创新设计方面造成了一定的禁锢。这也是为什么产品的设计开发流程，由原先的“设计产品 - 绘制工程图 - 修改工程图 - 制造加工”变为“构思产品→计算机三维建模→仿真分析→由三维模型生成工程图→制造加工”。《三维设计》课程中三维建模的优势在于将抽象的图形形象化，可以直接根据设计者的构想建立三维模型，再由三维模型转化为产品工程图， 这一过程大大减少了绘制工程图的失误率，同时设计者很容易发现产品设计中的缺陷。
由于《工程图学》、《三维设计》两门课程的研究对象是一致的，其最终目的都是研究物体的三维造型与表达,“分段式”的教学方式，在课程内容上有一定的重复性，会造成课时、教学资源等方面的浪费。在课程考核时也有一定的问题，在《工程图学》课程的考核中， 多采用单一的闭卷形式，这种方式与所要求的“职业能力”等目标脱节。《工程图学》的目的除了要培养学生的绘图、读图、思维能力外，最重要的是培养学生的实践能力及解决实际问题的能力。单一的考核方式导致学生看重书本知识，学生可以通过“突击”、“死记硬背” 等方式就能得到较高的分数，但后续在实际学习、工作中应用到相关知识时，学生依旧一无所知。另一方面是试卷考核内容与应用型人才培养目标不相符，没有体现以市场需求为导向，以职业能力为导向，以问题为导向的育人思想。《三维设计》课程考核也存在类似的问题。
针对分段式教学中的诸多问题，国内外高校有多种方式对其进行改革 , 主要是将《三维设计》课程与《工程图学》课程进行有效融合。在融合式的教学过程中，也会存在一些问题，主要是不能很好的把握在融合过程中，两者的主次关系、融合方式等。有的方式在融入《三维设计》课程时，忽略了《工程图学》课程的性质即基本任务，没有将现代产品
表 1 融合后的课程体系
设计理念、过程与课程紧密相连，同时也忽略了学生创新设计能力与工程意识。针对上述存在的问题 , 在现有的改革基础上， 本文主要探索与应用型人才培养、职业能力培养、创新型人才培养相符合，与三维设计相融合的《工程图学》课程体系及课程考核方式。
二 与三维设计相融合的工程图学课程体系
工程图是设计人员表达设计思想的一种工具 [7]。工程图学课程的目的，是为了让学生能够通过绘制工程图表达自己的设计，能够看懂工程图中表达的信息。三维设计课程是为了培养学生三维建模能力。两门课程有很大关联性，也都是现代产品设计过程中必备的能力。为了把工程图学与三维设计课程进行融合，需要遵循几个原则。
1.知识体系要完整。
2.分清主次，有所侧重。
3.两门课程中有关联知识点或能相互辅助的章节融合在一起。
基于以上三个原则，将工程图学和三维设计课程（假定选用 SolidWorks 软件作为三维设计软件） 重新融合，形成了新的课程体系，如所表 1 示。
两门课程融合时，为了知识体系的完整，保留了原有课程的内容，既有工程图学中制图标准、画法几何、视图表达方法、标准件简化画法、零件图、装配图的知识， 也囊括了 SolidWorks 的草图设计、零件设计、装配图设计以及工程图设计。
两门课程融合时，以工程图学为主线，三维设计的内容穿插到工程图学的各章节中。考虑到产品设计及实际工作中，手绘图纸使用的越来越少，内容安排上减少手工绘图，侧重计算机绘图能力的培养。
课程内容融合不是简单把两门课的知识点堆积在一起，而要把两门课中有关联的内容，或能相互辅助的内容融合在一起，形成一个整体。比如工程制图基本知识这一章中，主要讲制图标准、平面图中的实现形的画法。平面图形的画法，可以在 SolidWorks 草绘图中进行实践，SolidWorks 工程图模版设置时需要用到制图标准的知识。三维设计软件的引入使得制图标准和平面图形的画法都有了落脚点。比如基本体和组合体这一章中，传统工程图学课程中讲述基本体的三视图、组合体的三视图、截交线和相贯线， 特别是截交线和相贯线的画法，内容抽象，需要学生有较强的空间想象能力。与三维设计课程融合后， 先让学生学习在 SolidWorks 中怎么画基本体、组合体的三维模型，让学生熟悉基本体和组合体的三维模型构成，了解截交线和相贯线在三维模型中的体现； 再让学生使用 SolidWorks 导出基本体、组合体的三视图；最后，让学生对着基本体的三视图、组合体的三视图去想象其对应的三维模型，去理解工程图中的截交线和相贯线与三维模型之间的对应关系。通过“三维模型→工程图→三维模型”的训练，相比之前直接由“工程图→三维模型”减小了学习难度， 探索式的学习也提高了学生的学习兴趣，学生不仅掌握了基本体和组合体的三视图、截交线和相贯线， 也掌握了拉伸、旋转、放样、扫描等特征的三维设计方法，锻炼了学生的三维空间想象能力。
三 与三维设计相融合的工程图学课程考核
通过对学生综合能力的评估考核，检验学生画工程图、读工程图与三维模型设计的能力 [8]。工程图学课程的考核包括平时考核和期末考核。平时考核除了考勤、作业完成情况外，还把学生参加全国三维数字化创新设计大赛的情况作为考核项，以“三维数字化”与“创新设计”为特色，是大众创新、万众创业的具体实践。学生参加这个比赛，不仅综合应用了工程图学课程的知识，也培养了创新设计能力。
期末考核如果采用笔试的考核方式，一方面无法考核三维模型的设计能力，另一方面考虑手绘工程图需要花费的时间太长，多数采用补充工程图的方式，对学生画图能力的考核不完整。依据上文中
表 2 试卷的题型设置
的与三维设计相融合的工程图学，课堂和平时练习中注重学生的计算机绘图能力培养，而且实际工程设计过程中也以计算机绘图为主。因此，采用机试最能考核学生是否达到了课程目标。机试的试卷通过教师机分发给学生，为了防止作弊可以采用 A、B 卷或者打乱试题顺序。
试卷的内容需要覆盖课程 90% 以上的内容，考核学生的读图、识图与三维绘图能力。试卷有两部分组成， 一部分是试卷正文，详细描述每道题目的要求，以 pdf 文件呈现；另一部分是附件，包含了做题过程中所需的文件，比如零件的三维模型、装配体的三维模型、零件图、工程图，全部放在一个文件夹中。结合机试的考核方式，试卷中设计了 5 种题型，如表 2 所示。
第一种题型：给定一种格式的零件三维模型，画SolidWorks 格式的零件三维模型。给定的三维模型一般采用通用的三维模型文件格式，比如 stl、igs，采用这种格式的三维模型，一方面学生可以在 SolidWorks 软件中打开，查看零件的特征，测量相关的尺寸，画出其对应的三维模型，另一方面直接把打开后的三维模型另存为 SolidWorks 格式的三维模型时，新的模型中没有模型创建的特征过程，可以据此防止学生作弊。这种题型主要考核学生的三维模型的设计能力。
第二种题型：根据给定的零件图，画对应的三维模型。学生需要读零件图，从中想象零件的三维模型，获取尺寸信息和形位信息，并转换为相应的特征在 SolidWorks 软件中实现。这种题型主要考察学生读工程图的能力。
第三种题型：根据给定的 SolidWorks 格式零件的三维模型，在 SolidWorks 中出零件图。这道题主要考察制图标准、零件图的识图表达、尺寸标准、形位标准与技术要求等。
第四种题型：根据给定的 SolidWorks 格式零件三维模型，依据装配图，在 SolidWorks 软件中将零件装配成装配体。这种题型主要考察装配图的读图能力和三维模型中的装配体设计能力。
第五种题型：由给定的 SolidWorks 格式装配体三维模型，在 SolidWorks 软件中出装配图。这种题型主要考核制图标准、装配图的识图表达、尺寸标准、形位标准、技术要求等。
学生将画好的零件三维模型、零件工程图、装配体三维模型、装配图发给教师，教师依据评分标准批改试卷，给出机试考核分数。
四 结论
与三维设计相融合的《工程图学》课程，是我院机器人工程专业的专业基础课程。从 2018 年开始按照改革后的课程体系上课，已经试行了两个教学周期。为了实施课程改革，该课程全程在计算机机房，学生单人单机，方便在需要时使用 SolidWorks 软件。学生在课堂上经常需要用计算机画图，参与感强，学习兴趣也比较高。这门课程的学生参加全国三维数字化创新设计大赛，获得过省赛二等奖、三等奖。期末考核也采用上文中的考核方式，单人单机，在 3 个小时内用 SolidWorks 软件完成试题。从考核情况看，95% 以上的学生能够达到课程要求，课程改革取得了初步成效。但是，目前这门课程仍有需要改进的地方，一是课程内容的融合需要更加细致，二是融合后的课程缺乏相应的教材，相应的讲义正在编制，期待形成教材。
参考文献
[1]常艳艳 , 王贺春 , 许国玉 . 工程图学中的设计与创新—以卧龙岗大学为例 [J]. 机械设计 ,2019,36(S2):147-149.
[2]邓启超 . 与三维造型技术相融合的《工程图学》课程体系设计与实践[J]. 安庆师范学院学报( 自然科学版),2013(19):115-119.
[3]张宗波 , 王珉 , 牛文杰 , 等 . 与三维造型技术相融合的工程图学教学探索 [J]. 高教学刊 ,2018(21):76-78.
[4]张京英 , 罗会甫 , 张彤 , 等 . 三维造型设计与工程图学的有效融合 [J]. 工程图学 学报 ,2010(6):151-154.
[5]田劼, 等. 基于思维及工程力培养的工程图学教改模式探究[J]. 教育现代化 ,2018,5(09):61-62,65.
[6]常青青 , 蒋正忠 . 基于三维 CAD 技术的机械制图教学改革探讨 [J]. 轻工科技 ,2017(229):151-152.
[7]陈黎红 . 工程图学实验系统研究及其课件开发 [D]. 浙江大学 , 2003.
[8]高 利 斌 , 王 红 斌 , 刘 天 成 .《 机 械 制 图 与 CAD》 课 程 教学改革的探索与实践 [J]. 长春工程学院学报 ( 社会科学版 ),2019,20(03):146-148.
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