“中国制造2025”背景下工程图学课程的教学改革探讨

覃哲

摘要：在国家加快推进实施“中国制造2025”战略，实现制造业升级的大背景下，对工程图学这一门制造业人才必须掌握的专业基础课进行教学改革探讨极为必要。只有确保工程图学的授课过程与时俱进，不与这个时代脱节，才能使“中国制造2025”背景下的工程图学课堂为社会培养出更多专业知识过硬、职业素养较高、工程应用能力较强的高水平制造业人才。

关键词：中国制造2025，工程图学，教学改革

自美国和德国分别提出“重振制造业战略”和“工业4.0”后，2015年3月全国两会的《政府工作报告》中，马上提出了“中国制造2025”战略。可见国家把制造业视为立国之本、兴国之器、强国之基。为确保中国2025年实现工业化，并顺利迈入制造强国行列，就必须造就高素质的制造业人才队伍。工程图学作为研究工程与产品信息表达、交流与传递的学科，是一门高素质制造业人才必须掌握的理论性与实践性较强的专业基础课。因此，在“中国制造2025”这个大背景下对工程图学课程进行教学改革与实践，才能与时俱进地培养高素质的制造业人才。

一、工程图学课程学情分析

要确保教学改革后的工程图学课程与时俱进，结合“中国制造2025”的背景对工程图学课程进行深入的学情分析极为必要。“中国制造2025”战略中，重点提及的十大发展领域包括：集成电路及信息通信设备、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机设备、新材料制备关键装备、高性能医疗器械。上述领域所涉及的设备无一不是由工程师依据工程图样生产出来的，由此可见，掌握好工程图样这一门工程界的技术语言，对未来高素质的制造业人才极为重要。

工程图学作为一门既有系统理论又有较强实践性的技术基础课，主要学习绘制和阅读工程图样的原理及方法，并从中培养学生的思维能力和空间想象力^[1]。然而，工程图学课程的主要授课对象是大一新生，由于新生刚进入大学新环境，工程意识、标准化意识明显不足，工程图学课程比较考验对空间形体的形象思维能力和构型设计能力，这就容易导致学生在绘制复杂工程图样时产生抵触和畏难情绪。因此，教师需要深挖工程图学课程的内涵，把国家制定实施的“中国制造2025”强国战略融入课程教学，在活跃课堂气氛的同时，增强学生振兴中华制造业的使命感，从而提升学生的学习积极性。

二、“中国制造2025”战略的课堂融入

工程图学课程开课的主要对象是机械工程、车辆工程、飞行器制造工程、能源与动力工程、电子信息工程、物流工程等等本科专业的学生。所以，可以针对性地将“中国制造2025”战略中的不同领域目标，分别融入不同本科专业的工程图学课堂。

例如面向机械工程专业的工程图学课堂，可以结合实际情况融入高档数控机床、机器人以及农机装备的相关案例，并且适当补充这些装备的工程图样，让机械工程专业的学生对高档数控机床、机器人、农机装备有一个初步的了解，与此同时，也让使学生明白：

1）国家亟需称之为工业母机的高档数控机床，以提升可靠性、精度保持性为重点，设计、开发、制造出一批精密、高速、高效、柔性数控机床与基础制造装备及集成制造系统极为迫切。

2）随着社会老龄化的加剧，为了满足整个社会的生产和发展，突破机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈极为必要，设计研发应用于汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等方面的工业机器人以及应用于医疗健康、家庭服务、教育娱乐的服务机器人也很迫切。

3）要保证国家粮食安全，国家的粮食生产就必须向规模化、专业化、现代化迈进，重点发展粮、棉、油、糖等大宗粮食和战略性经济作物育、耕、种、管、收、运、贮等主要生产过程使用的先进农机装备，此时，加快发展可应用于战略性经济作物育、耕、种、管、收、运、贮等主要生产过程的先进农机就极具价值。

再如针对车辆工程专业开设的工程图学课堂，可以适当紧扣发展热点新能源汽车，课堂授课过程中加入一些新能源汽车的关键零部件工程图样，并让学生了解到：提升动力电池、驱动电机、高效内燃机、先进变速器等核心技术的工程化和产业化能力很重要。

三、更新教学思想并引入先进教学方法

工程图学课程所讲授的内容主要包括：绪论与制图的基本知识和技能、投影基础、轴测图、组合体、机件表达方法、零件图、装配图。这些教学内容前后衔接紧密，内容中存在的一些抽象复杂的基本理论和形体特征，学生不容易理解。课堂上在有效融入“中国制造2025”强国战略后，可以一定程度调动学生的积极性，但是，教师也应该及时地更新教学思想并引入先进的教学方法。

例如，在开展零件图与装配图的教学时，可以引入宾州州立大学工程图学注重教学内容与设计思维相结合的思想，来开展教学方法的改革探索。教学过程可以以装配图为引导，零件图为思维导图，对教学内容进行模块化编排，适当制作三维虚拟教具来提升学生的三维形体库储备，最后引导学生通过AUTOCAD、SolidWorks等软件设计出三维构件。这种教学方法比较重视零件和装配体的三维构型，整个教学过程可以强化学生的表达技能和主观能动学习，促使学生形成注重细节、严谨绘图的良好习惯

^[2]。

在提升学生的实践、应用、创造能力这一方面，则可以借鉴加州大学圣迭哥分校的教学方法^[3]：针对课程内容配置专门的实验场所及多媒体计算机房，课堂教学内容围绕所设计的实践教学项目展开，课程中顺带进行CAD绘图软件“PRO/E、SolidWorks、UG、AutoCAD”的教学，以拟定的绘图综合实践题目为任务，综合运用所学知识，实现理论与实践题目为任务，综合运用所学知识，实现理论与实践的一体化，力求学生做到“做中学，学中做”，让学生在学习探究中完成学习任务。兴趣是最好的老师，这种教学方法能够有效地激发学生的学习兴趣，也能从中拓宽学生的知识面，并且提高了学生的空间思维能力。

四、针对性的课后指导与实训

工程图学课程理论严谨，实践性强，与工程实践有密切联系，若教师仅仅依靠线下授课和布置课后作业的传统方式来教育学生，既难以培养出学生的科学思维，又无法很好地帮助学生增强工程和创新意识。因此，为了使得“中国制造2025”背景下的工程图学课程教学能够与时俱进，对学生进行针对性的课后指导与实训也相当必要。

工程图学课程理论部分的课后指导，可以采取线上指导的方式。教师线下授课的时间有限，而且有限的课堂时间无法保证每一个学生都能够迅速掌握相应的知识。现今互联网时代信息已经极为发达，慕课网上具有与工程图学课程相关的丰富、优质教学资源，适当地指导学生利用慕课网的优质课程教学资源进行工程图学课程内容的学习，让学生把传统的教学方法和新型教学资源相结合，学生的学习形式也不受时空限制，利于学生自主填补课堂上所留存下来的知识盲点^[4-6]。如果学生在课后的学习中遇到问题，教师也可以借助钉钉APP、腾讯会议等网络工具给予学生高效在线答疑。

工程图学课程中强调的实践训练，不能简单地理解为：学生只需要认真把练习册中的图画好，仅仅把练习册中的图画好还远远达不到实践训练的目的。课后空余时间，教师可以鼓励学生积极参加各种与工程图学相关的竞赛，并且提供竞赛指导。与工程图学相关的竞赛，有：旨在普及国际先进成图技术，用于推广先进设计理念的“全国大学生先进成图技术与产品信息建模大赛”；还有：以“三维数字化”与“创新设计”为特色，突出体现科技进步和产业升级要求的“全国三维数字化创新设计大赛”。参加这些竞赛有利于学生快速提升工程图学的专业素养，整个竞赛过程其实也是一个实践训练的过程。

工程图学课程与实际的生产加工关系紧密，因此，课后空余时间，学校应给修工程图学课程的学生开设针对性的校内工程实训，还应尽可能地创造机会，让学生去各类企业参观实习。这利于学生顺利将课堂所学知识应用到实际的生产加工中，确保所学理论与实际应用不脱节。

五、结语

中国经济要长期保持中高速发展，“中国制造2025”就必须加速推进。要确保“中国制造2025”战略能够加速推进，与“中国制造2025”战略匹配的高水平制造业人才队伍就必须不断被造就。工程图学作为一门高素质制造业人才必须掌握的专业基础课，课程授课只有与时俱进地教改并且不断实践，课堂乃至学校才不会与这个时代脱节，工程图学课堂才能为社会培养出更多专业知识过硬、职业素养较高、工程应用能力较强的高水平制造业人才。

参考文献

[1] 何铭新，钱可强，徐祖茂. 机械制图[M]. 北京：高等教育出版社，2016.1-2.

[2] 田劼,王红尧,WU Xin-li,BUSKIRK Gracevan.宾州州立大学工程图学课程教学方法启发[J].图学学报,2020,41(05):847-853.

[3] 毛文武.美国加州大学圣迭哥分校工程图学课程教学研究[J].工程图学学报,2007(05):172-177.

[4] 刘克明,盛晓春,黄志开,晏建武,安家菊,张丽玲.MOOC环境下任务驱动型工程图学课程教学改革[J].南昌师范学院学报,2019,40(03):26-29.

[5] 单彦霞.“慕课”与课堂研讨相结合的工程图学混合式教学改革[J].教学研究,2015,38(05):66-69.

[6] 奚文娜,刘姣,李凌,康兰,徐立群.全民MOOC下的一些思考——以《工程图学Ⅱ》为例[J].教育教学论坛,2019(02):235-236.

作者简介：

覃哲（1993—），男，广西玉林人，硕士，讲师，研究方向：超精加工，并联机器人，桂林航天工业学院。