基于CDIO的機械制圖測繪項目化實施與探索

李艷萍

【摘 要】為實現能力本位機械制圖測繪課程的培養目標，本文提出基于CDIO的機械制圖測繪項目化模式改革，從測繪項目設置、測繪過程實施和考評體系等方面進行探索與實踐，并應用三維建模虛擬裝配仿真，提高學生形象思維和抽象思維能力，培養學生的綜合素質和工程能力，激發學生的學習熱情和參與度，提高教學質量。

【關鍵詞】CDIO；機械制圖測繪；項目化改革

機械制圖測繪旨在進一步鞏固學生制圖基礎知識，提高學生識讀、繪圖能力。CDIO工程教育模式為更好地培養學生綜合運用理論知識解決工程問題的能力，已成為高校教育改革的重要內容之一。基于CDIO的能力本位機械制圖測繪培養目標，以學生為主體，加以項目化驅動，將學生帶入工程情境，激發學生的學習積極性，培養學生綜合解決工程問題能力，提高教學質量。

1. 機械制圖測繪教學模式改革的必要性

傳統的測繪教學模式存在諸多不足[1]：①有效教學手段缺乏。“黑板+粉筆”教學，課堂信息量少，不直觀，學生在短時間內對測繪對象的工作原理及內部結構難以充分理解；多媒體教學也未能有效改善。②教學模式不靈活。以教師為中心，學生根據教師要求按部就班地進行手工繪圖，忽視對零件設計、工藝結構、尺寸標注合理性等知識的理解和綜合運用。③考評形式單一。以學生最終上交圖紙的準確性及規范性定量評價，忽視學生的主體作用，扼殺了對學生創新意識的培養和個性發展。

為解決這些不足，引入CDIO工程教育理念，基于CAD三維建模和二維工程圖表達，進行機械制圖測繪項目化模式探索。

2. 基于CDIO的測繪項目化模式探索

2.1引入CDIO工程教育理念的測繪教學

CDIO（Conceive構思-Design設計-Implement實施-Operate運作）工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。以實踐項目為整個教學過程載體、模塊化組合設計、項目化案例化教學實施、小組合作團隊完成等特點，強調知識、能力和素質的一體化培養[2]。將CDIO引入機械制圖測繪項目化教學中，改善當前機械制圖測繪教學現狀，解決學生學習難和學不能致用的瓶頸問題。

2.2 基于CDIO的測繪項目設計

基于CDIO的測繪項目化模式教學，以學生作為實踐的主體，教師為主導，利用三維CAD建模技術來輔助實際模型的測繪過程[3]。

借鑒基于CDIO的三級項目教學的思想[4]，構建出課內與課外實踐相結合的項目教學體系。測繪項目設計應遵循以下原則：①項目可控制。項目要有利于開發學生學習的潛能，完成項目的時間、所花費的精力要可控制；②項目覆蓋面廣。在考慮設施設備等條件下，項目要整合課程內容，覆蓋知識面廣；③項目實踐性強。依據學生的實際知識水平設計難易適度的項目，調動其積極性。另外，項目設計還應包含部分可自主探索學習的內容，培養學生創新意識和創新精神。如圖1所示。

3. 基于CDIO的機械制圖測繪項目化模式實施

機械制圖測繪是緊隨《機械制圖》和《計算機輔助繪圖》之后的實踐性教學環節，本文以本校機械設計制造及其自動化專業的一個班級（40人）作為試點實施，以單級圓柱齒輪減速器為例說明基于CDIO的機械制圖測繪項目化教學模式實施過程（見圖2）。

項目準備階段。每組學生了解單級圓柱齒輪減速器模型的作用、工作原理、零件組成等。通過多種手段，使學生建立感性認識的同時上升為理性認識，形成學生的直接經驗知識。

第二個階段，零件測繪和計算機三維零件建模。各組學生在拆卸零件后，利用工具對減速器零部件測繪，并借助三維CAD軟件，對減速器進行零部件的三維建模實體造型。

第三階段，三維裝配過程。裝配過程中對裝配體各零件間進行干涉檢測與間隙檢測，對于出現的一些問題，學會思考尋找解決問題的方法。

第四個階段，裝配圖和零件圖生成。利用CAD軟件工程圖紙功能直接生成符合要求的減速器零部件與裝配體模型的二維圖紙，與教師討論零件圖及裝配圖的表達方案，并標注尺寸、序號，填寫明細欄與標題欄等，進一步完善圖紙其他內容，或者先將三維CAD軟件生成的工程圖轉換成AutoCAD的DWG格式圖，再進行裝配圖相關內容的完善和填補。

各項工作完成后，撰寫項目報告，制作PPT，分組進行匯報。在整個CDIO項目的實施過程中，教師要加強對項目的督促和指導，突出學生主體地位的同時，掌控整個教學進程。

課程考評。一是將目標型評價轉變為形成型評價，綜合考核學生的基礎理論知識、工程技術能力以及綜合素質等；二是評價主體的多樣化，充分調動學生主觀能動性，引導學生自我評價與小組互評等，做到評價科學、客觀、公正。

4 .結束語

本文引入能力本位的CDIO工程教育理念，進行“以學生為主體、教師為主導、學生間互助協作”的機械制圖測繪項目化教學模式實施與探索。從測繪項目設計、項目過程實施和考評體系等多方面實施，并應用三維建模CAD虛擬裝配仿真，提高學生機械制圖能力，形象思維和抽象思維能力，激發學習興趣，培養學生的工程實踐能力和創新能力。基于CDIO的測繪項目化模式，活化教學，提高測繪教學質量，提升“應用型本科”人才培養質量。

參考文獻：

[1]楊莉，郝育新，王建華.工程制圖測繪教學模式的研究與實踐[J].圖學學報，2013， 34（1）：116-119.

[2]郭長虹，馬筱聰，李大龍，等.構建基于“卓越工程師教育培養計劃”和CDIO的工程圖學教學體系[J].圖學學報， 2014， 35（1）：121-126.

[3]李明新.信息技術下應用SolidWorks軟件輔助《機械制圖》課程教學[J].煤炭技術，2013， 32（2）：238-240.

[4] 楊國威.在制圖測繪課程中開展項目教學法的研究[J].職業圈，2007，13： 84-85.endprint