新工科背景下图学课程体系建设探讨

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陈益平

湖南城市学院 413000

摘要

新工科背景下,传统的制图手段不能适应于现代的设计手段,只有通过教学理念、教学内容,教学方法的更新才能与之现代的设计方法相适应。本文根据生产实际需要表达的要素将图样的类型分为两种:场景和细节,场景图样主要用在对局部表面精度要求不苛刻,侧重表达整体形状及构造,如建筑和测绘类等;细节图样主要用在对细节要求严格的表达,如机械零件等。传统的的三维思想至二维表达的设计,二维图样至三维实施的弯绕不可避免的带来在信息缺失和表达不通畅,这种弊端在BIM设计流行的现代管理设计体系下,更是亟需解决,本文主要探讨如何革新图学课程体系,与新时代社会需求相适应。


关键词

正文

当前,生产力飞速提高带来的新技术、新应用、在新业态中呈现出革命性的改变,与之相匹配的人才培养体系尚未完全响应,教学内容陈旧,行业企业需求技能与培养的人才之间有脱节的迹象,所学专业技能与产业实际需求不完全契合等,高等工程人才培养瓶颈对国家工业高速发展形成了巨大制约[1]。在此背景下,湖南城市学院制图教研室作出了新工科背景下图学课程体系建设的探讨

一、课程现状和存在的问题

工程图学是工科最基础的课程之一,制图的发展由传统的尺规手工制图发展至以CAD软件为代表的计算机辅助设计,现阶段的正处于数字化制造大背景下,更是强调三维设计。课程群体也一直在致力于课程的改革,求新求变,但随着三维软件的引入,快捷而高效的三维软件使得工程图学的改革开始出现认识上的分歧,在某些培养的过程上也出现了一些偏差[2]

学生的设计作品和用人单位反馈存在绘图和看图能力下降问题

一方面是因为目前部分工科高校,课程学时过度压缩,对实践性较强的理论课程而言,有限的时间会很大程度上制约教学效果的提高。工程制图课是一门形象思维很强的课程,将三维实体转化为二维图形,由二维图形再转化为三维实体的思维转化过程。这个过程需要一定的时间的训练和培养,大大压缩课时,严重限制和制图的教学效果[5]

其次课程教学一般在一年级开设,不具备本课程所需知识的感性认知,学生对标准件、常用件的表达,特别是对一些特殊的规定和简化画法没有很好掌握设计及加工等理论知识和实践能力都非常弱在学习过程中没有必要的专业知识,更没有相应的工程经验,所以无法理解规范中的一些的基本概念技术要求,更不能根据已有的制图知识,进行初步的设计和转化为实际生产

二、基于OBE理念的教学模式

教学模式的设计将教学内容与现代设计手段充分沟通,并和现代教学手段结合起来,将传统的二维为出发点变为以三维为出发点的实施三维工程图学的教学,教学过程中,三维化的表达符合人的思维过程,提高了学生的学习兴趣,帮助学生更好的掌握看图的能力,简化了画图的过程。三维模型能更直观的表达设计者的设计意图,有利于更深入和全面的获得更合乎要求的几何造型[4]

1、教学定位及目标的调整

数字化技术的突飞猛进,使得展示手段的不可能变为可能,传统的三维至二维的设计,再二维至三维的实施的中转步骤能够被取代,随着BIM设计技术的兴起,二维的设计表达在今后将不再是主流,但现状条件下,我们仍处在二三维设计交汇的时代,从学生长远发展的角度来考虑,就要求学生不但能够“瞻前”还得要“顾后”,二维的表达设计不会,将无法和现状的主流融合,三维的表达设计缺失,将无法适应社会的发展需求,所以教学的侧重会有改变,对学生能力的培养我们的要求是“接二”“连三”,既会三维设计表达,也适应于二维设计表达,过程中以三维设计为主导。

2、教学内容的调整

根据最新的国家制图标准、行业标准、人才培养要求和课程学时安排,及时调整制图课程教学内容体系,增加构形设计,技能知识贯彻应用型人才的培养目标。基于变化生产力发展及的行业需求,我们合理分配教学内容,简化了在实际生产和工作中用不上的画法几何部分,加强工程上常用的结构,构件等常用见的认知及表达方法,相应的考核内容从实际应用出发,降低了基础画法几何理论知识的权重,以表达方式及形体分析及规范认知为主[3]

利用高校本科实验室现有资源,根据人才培养的需求,在基础课的基础上融入并加大实践课的教学比例[3]。教学内容调整的方案主要与教学的目标及定位相适应,以工程实践为引导,大幅度减小了尺规手工制图的课时,主要是图例的认知和规范的强调,引入工程案例,讲解规范和认知的具体原因,加入假象讨论,在不符合规范和标准的前提下会出现一些什么沟通上的障碍,从而体现出其重要性,在此过程中逐步透彻的理解和扎实的掌握标准和规范。

3、教学方法的调整

除了传统的理论讲解,我们引入了虚拟三维设计场景,并采用VRAR等沉浸式虚拟场景技术,既能够让学生从宏观层面观察项目的整体概貌,又可以沉浸式的从微观层面剖析局部细节,有整体到局部,具体而微的项目表达,让学生避免的“一叶障目”的局部性视野,也使得具有学生“知森林,识树木” 有整体到细节的全程思维,这样加强了学生多项目全过程的把握。

实践方面还引入了社会横向项目,导师作为桥梁衔接企业的需求,学生再以团队的形式参与进来,从定方案,做设计,再到具体实施,一个学生团队走完了全过程后,再选择项目负责人继续带领不同认知层次的学生完成其他的项目,并建立了良好的咨询负责管理办法,形成了“传、帮、带、引”完整的的生态,学生在项目过程中充分的和社会面沟通,对学生各方面能力的提升都非常有好处,学生团队项目多次获得社会市、省一级的“创业创业大赛、创业先锋、创新方法大赛等”奖励。

三、课程教学效果分析

在学生对课程满意度调查的显示中,学生非常满意比例从原来的43%提升至68%,学生就业后企业反馈满意度由85%提升至93%,今年来我们教研室不断吸收反馈情况,发现教学中的问题,进行教学模式及方法的不断探索,推进了三维为主线的教学模式,提高了学生的学习兴趣和基础技能,为加强学生实践能力,提升学生的竞争力,学生的工程能力综合素养的提高起到了一定的推动作用。

 

 

 

 

[1] 中华人民共和国教育部. 教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知 [EB/OL]. (2017-02-20) [2021-03-10].http://www. moe. gov. cn/s78/A08/tongzhi/201702/t20170223_297158.html.

[2] 朱玉平,张学军.基于新工科的工程训练培养体系构建与实[J].实验技术与管理,2021,38(01):8~11.

[3] 栾英艳,王迎,何蕊.新工科背景下工程图学课程改革研究[J].图学学报,2020,41(01):164~168.

[4] 张海娟,谈莉斌.计算机技术发展给工程图学教学带来的巨大变革[J].科技视界,2017(08):157+146.

[5] 邱玉婷,崔剑,马鹏举,.多学科交叉融合的无人机实践教学方案设计[J].实验技术与管理,2020,37(12):175~178.

[6] 刘奕琳 . 推进专业课程开展思政教育的探索与思考[J]. 校党建与思想教育,2021(02):81~83.

[7] 李娟 . 思政课教师教学智慧养成探究[J]. 学校党建与思想教育,2021(02):59~60.

 

项目基金:湖南省2021年社会实践一流课程工程制图”2021993

 

作者简介:陈益平 1982.10.14  湖南  硕士 高级工程师 湖南城市学院 研究方向: 环境工程


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