PDF《郭长虹面向 CDIO 的工程图学教学改革》

收稿日期:2010-03-17 基金项目:燕山大学机械工程学院教学改革资助项目(2009ZD06) ;

河北省图学学会

2011 年资助项目 作者简介:郭长虹(1977-) ,女,河北秦皇岛人,讲师,硕士,主要研究方向为航空宇航、CAD/CAM 和图学.

1 目前图学教学的现状分析 老师们在毕业设计中发现比较典型的问题 是:① 方案设计阶段,不少学生感到无从下手, 不会表达方案草图,徒手绘图能力较差;

② 详 细设计阶段,不会表达装配图,如选择主视图和 其他视图等.拆画零件图时,不能把零件图与装

2011 年工程图学学报2011 第5期JOURNAL OF ENGINEERING GRAPHICS No.5 面向 CDIO 的工程图学教学改革 郭长虹, 赵炳利, 李兴东, 姜桂荣 (燕山大学机械工程学院,河北 秦皇岛 066004) 摘要:CDIO 是当前高等教育的新型人才培养模式,以培养国际化工程师为目标. 论文介绍了当前图学教育中存在的弊病和 CDIO 人才培养理念,结合燕山大学等高校实施 CDIO 教学改革的实践,提出一系列基于 CDIO 的工程图学教学改革措施.实验证明,该教 学模式对于启发与培养大学生动手能力和创造性十分有效, 为后续专业课程的学习、 毕业设 计与科研工作奠定良好基础. 关键词:工程图学;

CDIO 教育模式;

立体动态教学平台;

交叉授课 中图分类号:TB

23 文献标识码:A 文章编号:1003-0158(2011)05-0056-05 Teaching Reform of Engineering Graphics Based on CDIO GUO Chang-hong, ZHAO Bing-li, LI Xing-dong, JIANG Gui-rong ( College of Mechanical Engineering, Yanshan University, Qinghuangdao Hebei 066004, China ) Abstract: CDIO is a new pattern of current higher education, aiming at cultivating international engineers. The defects of current engineering graphics education and the thought of CDIO are introduced in the paper. A series of teaching reforms of engineering graphics based on CDIO have been put forward according to CDIO reform experiences in Yanshan University. The practice shows that such teaching model is very effective to inspire and cultivate practical ability and creativity of students. Meanwhile, it has also laid a good foundation for the follow-up courses, graduation design, even future research work. Key words: engineering graphics;

CDIO educational pattern;

stereo-dynamic teaching platform;

cross-teaching 配图联系起来,导致零件图的结构与装配图不一 致;

③ 对标准件、常用件的表达,特别是某些 规定和简化画法没有掌握好;

④ 尺寸、尺寸公 差和形位公差标注存在较多问题,重复、漏标、 不规范等.运城学院的图学教师曲尔光等也认 为: 许多机械制造专业毕业的大学生甚至研究 生都画不出能用于生产的图纸…… [1] . 据麦肯锡咨询公司的一份研究报告统计,中 国工科毕业生只有不到 10%适合跨国公司的工 作.在对企业所做的调查中,不少企业责怪 学 校的毕业生花拳绣腿,设计出来的东西不切实 际,处理问题思路理想化,如结构不合理,装拆 不方便,表达不完善等 . 造成这种局面的原因是传统的工程教育,在 很大程度上重理论轻实践,忽视团队协作精神和 创新能力培养,与创新型人才的培养目标不相吻 合.而CDIO 的工程教育模式的改革显然符合了 当前工程教育改革的趋势.这一改革使知识传授 与能力培养融合在一体化的教育过程与课程实 施之中.为此,燕山大学机械工程学院参照外资 企业和国产大中型企业对高技能人才的界定,积 极借鉴国内外先进教育理念,不断实践,形成具 有特色的 CDIO 工程图学课程体系.

2 CDIO 工程教育模式的借鉴和引 入2.1 CDIO 的工程教育理念

20 世纪末一些国家纷纷进行工程教育模式 改革的探索.

2000 年,麻省理工学院和瑞典皇家 工学院等四所大学,经过四年的探索研究后,提 出了 CDIO 工程教育模式,并成立 CDIO 国际合 作组织.

2005 年,加拿大工程院院士顾佩华率先 将CDIO 教学理念引入汕头大学.2008 年5月在 汕头大学召开了 中国 CDIO 工程教育模式研讨 会 ,出席研讨会近一百所院校的二百多位高校 校长一致认为:中国的工程教育,需要学习国际 先进经验,加大改革力度以适应创新型国家建设 的需要[2] .由此,我国工程教育改革应用 CDIO 模式掀起新高潮. 2.2 注重综合素质的培养 CDIO 是 构思(Conceive )―设计(Design)― 执行(Implement)―运作(Operate) 的英文缩写, 其本意是代表一种工程教育模式.构思即针对工 程实践,让学生掌握专业知识的基本原理,确定 未来发展方向;

设计即以产品设计与规划为核 心,通过研发,拟解决某一具体的问题;

执行即 以制造或建造为核心,组织一体化的课程实践, 其中包括学生必须掌握的理论知识与实践能力;

运作即产品应用的各个环节.它以产品的研发到 运行的生命周期为载体,通过系统的产品设计培 养学生专业技术知识、个人能力、职业能力和态 度、团队工作和交流能力等.CDIO 培养大纲, 将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能 力、团队能力和工程系统能力四个层面.这些要 求,是直接参照工业界的要求.如波音公司的素 质要求,以及 ABET(美国工程与技术认证委员 会)的标准 EC2000 而制定的.这个目标是全方 位的,涵盖了在组织中从事工程工作所需的综合 素质.目前一些公司专门为 CDIO 毕业生制定了 高于其他教育模式毕业生 15%的工资标准, 表明 产业界对此种 CDIO 教育模式的肯定[3] . 2.3 密切联系产业 CDIO 教育模式以产业需求为导向,教学内 容和方法与产业发展同步,理论和实践相结合, 以培养适应产业发展的合格的工程人才为目标. CDIO 标准直接参照工业界需求,其中构思、设计、实施、运行

4 个环节就是企业的产品开发流 程.同时 CDIO 模式要求教师具有较好的工程实 践能力,能够不断更新工程能力.CDIO 模式也 要求不断听取来自产业的反馈信息,不断完善教 育教学.CDIO 模式是融于产业发展并与之同步 的工程教育模式.

3 基于 CDIO 的工程图学教学改革 CDIO 模式强调对学生综合能力的培养和密 切联系产业等特点,对我国工程教育有较好的启 示和借鉴作用,并在我国工程教育界产生了很大 的反响,汕头大学、清华大学等率先进行了 CDIO 工程教育改革,并取得较好的成效,目前已有更 多的高校参与到 CDIO 工程教育改革之中.2005 年燕山大学机械工程学院院长赵永生教授也带 头提出各门课程的 CDIO 教学改革.我们重新审 视了多年来制图改革所取得的长处和不足,参照 CDIO 模式又切合我校特点制定了基于 CDIO 的第5期郭长虹等:面向 CDIO 的工程图学教学改革 ・57・ 工程图学教学改革措施,并不断完善,已取得了 可喜成绩. 3.1 加强教学团队建设,提倡交叉授课,注重教 师队伍综合素质的培养 学习发达国家做法打破教研室概念,组建复 合型制图教学团队,吸收专业基础课、专业教师 加入,更贴近专业发展.同时原制图教师通过学 习提高,不再单一从事制图类课程教学,也从事 相关专业基础课、专业课和生产实习、毕业设计 指导等教学工作. 复合型制图教学团队的建立,以制图类课程 为主线,搭建了基础课与专业课之间的桥梁,实 现了制图课程和专业课程的纵向贯通,促进学科 基础知识与专业知识的互相渗透和有机结合,有 利于合理使用教师资源.同时积极提倡教师进行 课程交叉,优化和整合教学内容,承担机械原理 和机械设计等课程的课程设计实践环节,这样可 以极大丰富和充实制图教师的讲课内容,提高教 学质量和教学效率,有助于培养学生的创新意识 和工程实践能力,激发学生学习兴趣和热情. CDIO 模式的实施也对教师提出极高的要 求,要求教师们具备丰富的工程实践经验,能长 期地与企业在各个领域开展合作,并且要对 CDIO 模式有深刻理解.因此,我院做出相关培 育师资力量的规定,比如让教师尤其是青年教师 到企业挂职锻炼,并与职称评定、考核晋升等管 理制度挂钩,为教师提供很好的发展机遇和机 制, 到企业进行工程实践, 提高自身的教学能力、 工程实践能力等综合能力,进一步促进 CDIO 模 式的有效实施. 3.2 拓展教学空间,引入典型科研项目 在学院统一安排下,制图教师担当相关课程 的课程设计、机械创新大赛、专业实习和毕业设 计指导等实践教学工作,使图学课程的教学空间 得到拓展和延伸,形成了台阶式的教学模式.实 践证明,这种模式使学生工程应用能力得以分阶 段逐步提高.我校通过指导学生参加全国计算机 三维数字建模大赛、大学生 挑战杯 等等活 动,增强学生就业创新能力. 完善教学实践环节,将创新意识切实引入教 学各个环节之中.首先习题集中补充和设计了一 题多解构型设计题和结构创意设计等习题训练. 其次丰富实践教学内容,在组合体、零件测绘等 环节中引入创新设计和讨论,并将工程实际图纸 引入到教学中,在装配图中也引入典型科研实例 进行分析和研讨,使学生对工程图学课程的重要 性和工程意识有了全新认识. 重新设计有关实验和项目训练,将校内教师 典型创新科研项目进行筛选归类、解剖和综合分 析及合理简化,分解出有个性的又简单易懂的装 置, 制作出示意模型, 充分利用现代化教学手段, 设计动画和计算机仿真试验等,将其恰如其分的 引入图学教学实践中,进行各部件创作思想的推 理、........