精品课程研究总结之二

精品课程研究总结之二《淮海工学院(画法几何与工程制图)精品课程建设研究》高丽华刘树春2005年12月30日《淮海工学院(画法几何与工程制图)精品课程建设研究》刘树春高丽华（淮海工学院机械工程系江苏省连云港市222005）一.课程介绍1.课程简介画法几何与工程图是一门传统的学科，它是以“图形”为研究对象，研究如何以“图形”为手段表达人们空间思维方法的一门学科。其内容包括图形的生成及提高图形信息集成度方法等。图形是信息的一种形式，它具有直观、易懂等特点，与语言、文学相比具有无可替代的优点。随着计算机技术的发展，计算机图形学这一分支也就显示了其强大的生命力，它成为21世纪九大重点课题之一。当前的虚拟技术、可视化技术均是计算机图形学中的热门课题。它的产生对画法几何与工程图的传统理论提出了挑战，也对学科的发展提供了新的契机。社会在进步，技术在发展，工程图学也在发展，它的拓展与其他学科的交叉形成了一大片前沿阵地，这将有待于我们去探索、研究和认识。画法几何与工程图的未来是极其广阔的。画法几何与工程图是工程图学学科的基础，它担负着培养学生图形表达和图形处理能力的重任，尤其是在计算机技术迅速发展的形式下处理好计算机绘图、计算机辅助设计及计算机二次开发与课程理论内容的关系，使传统内容与计算机技术融会贯通以适应现代工业对工程制图的要求是工程制图课程教改的制高点。围绕这一目标，近几年的基本任务是：（1）在教学体系方面：新建多课程交叉的教学体系。将原来单一的机械制图必修课转变为工程制图与图形CAD、PROE特征造型技术、UG三维设计、SOLIDWORKS三维设计、SOLIDEDGE三维设计、图学应用等选修课相结合的系列课程，以适应各类专业在培养专业人才中对图形信息处理能力的需要。（2）在教学内容方面：顺应设计从三维开始的潮流，强调草图技能、形体构造技术、计算机造型与绘图能力的培养。教材内容定期修订始终与国家标准保持同步。教学模式由单一课堂教学发展为课堂教学与创新活动相结合；课堂教学与淮工CAD比赛相结合,计算机辅助概念设计比赛相结合的多种教学相辅相成的综合教学模式。由于制图教师已投入到毕业设计教学环节，就可以根据四年级的毕业设计对图形的要求设计好一年级的工程制图课程教学内容。推动本科生教学创造了条件。制图教师吸收学生参与企业科研项目，本科生参加科研好处在于培养学生发现问题、解决问题以及今后选择职业的能力，为后来的研究和学习打下扎实的基础。（3）在教学手段方面：已从黑板加粉笔全部转变为用多媒体手段教学，由模型加挂图扩展到电子图，电子模型库，教学信息由静止显示转变到动态显示，由单向顺序显示转变到适时、超连接的显示，大大增加了教学信息量和提高了教学质量，获得优良的教学效果。学生的作业也从原来直尺加圆规转变到与计算机绘图相结合的阶段，尤其是将学生的学习与企业项目相结合使计算机绘图的量大幅度上升，大大强化了学生计算机应用能力，同时也激发了学生的学习积极性，提高了学生的读图能力和图形处理能力。2.学习方法根据画法几何与工程图主要内容：（1）基础理论；（2）制图技术；（3）工程应用。在学习中，着重处理好以下几个方面：（1）牢固掌握投影理论与表达方法；（2）组合体，剖视，剖面图的阅读熟练；（3）草图绘制和构形技能娴熟；（4）计算机绘图技能以初级水平为基本要求；（5）零件图、装配图贯彻与专业知识的学习相结合,目的是使学生在规定的学时内对课程要求的理论、技术与应用有系统的掌握和理解，并把握好对课程重点、难点内容的学习。3.学习要求（1）投影制图投影理论概述，多面正投影，轴测投影，组合体表达方法，尺寸标注，基本视图，辅助视图剖视、断面，组合体及剖视断面图读图方法，构形设计制图，徒手草图技能。（2）机械制图零件图的设计，装配图的设计，连接件，常用件，标准件的应用，零件图读图，装配图读图，国外图样等。（3）计算机绘图基本操作，绘制图形，图层，视图操作，图形编辑，填充，文字注释，尺寸标注，对象查询图块与属性，图形输出。4.实践教学学生在制图技术学习中，应充分重视实践性教学环节，主要有：构形设计；零件测绘；计算机绘图这样几个实践教学环节。构形设计可以极好地训练学生的机智、聪明、几何构形创造能力，与计算机绘图相结合，把计算机图形技术作为创造性设计的一个有力工具，实时美妙、并可超越现实，计算机图形又可培养敏捷、联想、创意的品质，把丰富的创构用屏幕图形显示出来，通过视觉信息反馈给设计者，这种信息交互和交流会促成更高级的创造。零件测绘实践是工科学生从事正式设计前必要的一个台阶，它具有模仿设计的功能，也具有概念设计的功能，又可在测绘的基础上提出改形设计的要求，这样一个台阶对缺乏工程实际经验的学生来讲是很有必要的。学生应根据自己的兴趣、爱好及所学专业选修一到二门其他计算机图形课程从而建立合理的知识结构。学生应将课堂教学与各类比赛相结合,积极参加院系组织的三维CAD大赛通过比赛检验自己获取知识、应用知识的能力。学生应将课堂教学与企业科研项目相结合，积极参与企业科研项目图形处理部分工作，积极参加计算机绘图能力考证，使自己将课堂上所学到的知识用于解决工程实际问题获得工程实际经验并具有社会承认的资质证书。二.师资队伍精品课程由精品教师打造，工业设计研究室的12名教师可以说个个是本领过硬，热爱教育事业的精品。其中,教授1人,副教授4人,讲师6人,助教1人,平均年龄36.9。知识结构满足全校各类专业对工程制图课程的需要,现已开出工程制图、PROE、UG三维设计、SOLIDEDGE三维设计、CAD图形设计、图学应用等8门课程,教学效果良好。近三年指导本科毕业设计共70余人。多年来，教师在承担大量工作的同时还从不放松对自己的要求,2名教师参加PROE和SOLIDEDGE资格培训与考试获得PROE和SOLIDEDGE培训教师资格，2名教师参加全国工程图学有关学术研讨，教学研究等活动。近四年发表教学研究论文28篇。通过师资培训、进修、参加学术交流、攻读学位等以扩大教学面。每位教师既上课又指导本科毕业设计以更好地把握基础教学与专业教学的关系。组织学生参与科研项目以发掘本科生的科研潜力。通过组织全校创新设计大赛充分挖掘并发挥本科生的创造性思维和科学研究能力。制图教师个个能征善战，在课堂教学、教材编写、现代化教学建设、创新教育、教学改革等方面各显其能。近年来，在学校课堂教学评优中就有两名教师获二等奖，两名教师获三等奖，多名教师在学生创新活动教育中被评为优秀指导教师。工业设计教研室在2005年被评为淮海工学院优秀教师群体。三．学科建设1．学科总结《画法几何与工程图》是一门面向全校学生的基础课，也是学校首批重点建设课程之一。多年来，教研室教师把“培养学生的形象思维能力”作为课程教学的重要理念，积极构建教学体系，改革教学内容，改进教学手段，经过多年打拼，使课程建设摘得了江苏省二类优秀课程、江苏省多媒体课件制作优秀奖、淮海工学院多媒体课件制作一等奖、淮海工学院教学成果二等奖、讲课比赛二等奖、优秀教案二等奖等硕果。课程良好的教学效果得到了同行和学生的认可，不仅外校教师来校观摩学习，而且在近三年的教学测评中学生同样为该门课程打出了高分。2004年，课程被纳入淮海工学院精品课程建设行列，为争创一流课程提供了更好的发展空间。新建多课程交叉的教学体系:率先提出并建设以工程制图课程为核心计算机技术作导引，开设《AutoCAD》《Pro/E》《UG三维设计》《SolidEdge三维设计》等选修课形成主、辅课程结合，内容相互渗透，整体动态发展的教学体系。教学模式由单一课堂教学发展为课堂教学与创新活动相结合;课堂教学与淮海工学院CAD比赛相结合，计算机辅助概念设计比赛相结合的多种教学相辅相成的综合教学模式。教学跨度从一年级学习工程制图课程，二、三年级选读各门辅修课程，四年级进入工程制图教研组完成毕业设计，贯穿了大学本科全程，有利于计算机辅助工程能力的培养。以科研为龙头，引导形成教学体系梯度:工程制图教师吸收学生参与企业科研项目，使教学目标的检验不再以学生投入社会为终极检验，本科生参加科研好处在于培养学生发现问题、解决问题以及今后选择职业的能力，为后来的研究和学习打下扎实的基础。现代化教学手段建设为生态教学体系添枝加叶:在淮工率先在工程制图课堂教学应用多媒体手段教学，教学信息由静止显示转变到动态显示，由单向顺序显示转变到适时、超链接的显示，大大增加了教学信息量和提高了教学质量，获得优良的教学效果。学生的作业也从原来直尺加圆规转变到与计算机绘图相结合的阶段，尤其是将学生的学习与企业项目相结合使计算机绘图的量大幅度上升大大强化了学生计算机应用能力，同时也激发了学生的学习积极性，提高了学生的读图能力和图形处理能力。CAD培训拓宽生态教学体系覆盖面:与清华大学建立CAD培训中心，形成课堂CAD培训基地，各类工科专业学生全部进入CAD正规培训，实施二维图形与三维图形混合使用，三维造型与参数化设计并用,图形命令操作与图形程序化设计相结合的教学方案，为毕业设计中处理图形问题打下宽厚基础。绝大多数学生通过培训已达到初、中、高不同等级的CAD水平，为将来就业储备一技之长。创新教育推动教学体系蓬勃发展:提出寓教于做、寓教于乐、寓教于赛作为培养学生创新能力有效途径的教学理念，在校《模型创新设计》、《计算机辅助概念设计》比赛活动中，连续三年指导全校参赛学生，主要内容是：三维造型设计、工程图样绘制、参数化设计、动画设计等。为各种比赛开设相关讲座，取得良好效果。2．教材讲义教材建设是工程制图课程建设的重要一环。近几年，制图教师集体编写出版了《工程制图》等系列教材共5本。其中主要教材《工程制图》，内容注重不断更新,每一两年就要修订一次，始终与国家标准保持同步。2005年出版《计算机图形设计》一书以实例的方式，讲解了计算机绘图的有关命令，具有通俗易懂、便于自学等特点。除正式出版教材外,制图教师还集体编写了《AutoCAD上机指导》等多本讲义。讲义结合教师实际教学，通过总结教学经验和对学生在学习过程中提出的问题，归纳分类讲解，对学生尽快掌握计算机绘图方法有极大的帮助。讲义的编写还克服了教材出版周期长的弊端，使教学内容及时跟上了计算机内容快速更新的步伐。（1）《计算机制图》河海大学出版社2002

（2）《机械制图》中国建材出版社2002

（3）《工程制图》中国矿业大学出版社2002（4）《工程制图》中国矿业大学出版社2004（5）《计算机图形设计》

中国化学出版社20053．选修课程工程制图是工程图学学科的基础，担负着培养学生图形表达和图形处理能力的重任。半个世纪以来，该课程的教学体系、内容和手段一直处在不断变化和更新中。我校的工程制图课分机械类、非机械类、空间类三种，是一门覆盖面非常广的技术基础课。近年来，工程制图课程的建设步伐从未停息，随着计算机技术的不断发展和教育理念的更新，课程一直在做相应的动态变化。为了实现“培养学生形象思维能力”的理念，教研室教师在全力耕耘工程制图必修课的基础上，还开出了图形CAD、Pro/E特征造型技术、UG三维设计、图学应用等多门选修课,形成必修课与选修课结合的系列课程,适应了各类专业在培养人才时对图形信息处理能力的需要。系列课程开出后很受学生青睐，每学年选读者踊跃，连续多年来，工程制图的选读人数均保持在1000多人，而选修课的人数也在800-900人之间,有相当一部分学生修读后还获得了相关证书。4．指导实践工程制图课有一个特点，就是将课堂教学与毕业设计以及企业科研项目相结合，使学生将课堂上学到的知识用于解决工程实际问题，从而获得工程实际经验。制图教师一改基础课教师只能上课的局面，做到了教学、科研两条腿走路，相互促进，一方面连续五届、每届对近20个学生进行毕业环节指导，以自己在毕业环节教学中的深刻体会来推动课堂教学内容的改革；另一方面，教师参与的科研项目做到尽可能多地吸收学生参与。本科生参加科研好处在于培养学生发现问题、解决问题以及今后选择职业的能力，为后来的研究和学习打下扎实的基础。5．创新大赛寓教于做、寓教于乐、寓教于赛，将课堂教学与创新设计比赛结合已成为工程制图课教学中的一大特色。众多学生的热情以及活动内容的推陈出新，使该项活动每年都吸引了学生的广泛关注和积极参与，掀起一股创新热潮，形成一种创新的校园文化。在校《模型创新设计》、《计算机辅助概念设计》比赛活动中，凝聚了制图教师的心血，每次比赛，从题目拟订、评定指标设计、具体操作到对学生的指导，全程由教研室教师负责实施。为确保创新活动名副其实，教师首先在竞赛内容上下足工夫，使比赛年年赛出新意。创新设计比赛现已成为学校创新教育的一大亮点，五届比赛共吸引了1500余名学生参加，主要内容是：三维造型设计、工程图样绘制、参数化设计、动画设计等。并为各种比赛开设相关讲座，取得良好效果。寓教于乐：鼓励创新、加强引导；创新与人类的发展；模型设计与制作技巧；Solidworks三维造型技巧；Solidedge三维造型技巧等。寓教于做：利用计算机图形工具与动手制作相结合，实时地实现自己的创意、联想。寓教于赛：比赛提高了学生的竞争意识和锐意精神，在竞争氛围中感悟的成功，提高创新能力。（1）创新活动可以延伸工程制图的课堂教学，在工程制图课程基础上进一步培养学生获取新知识、解决工程实际问题、与他人合作等基本能力。同时训练它们的科研能力。（2）众多学生的热情参与及活动内容的推陈出新，该项活动每年都吸引了学生的广泛关注和积极支持，掀起一股创新热潮，形成一种创新的校园文化。6．成果获奖《工程制图》是学校重点建设课程之一。经过全体教研室教师多年努力耕耘，使课程建设摘得了重点课程建设一等奖、学校创新教育基地、教学评优三个一等奖、多媒体课件制作一等奖等硕果。2004年，课程被纳入淮工精品课程建设行列，为争创一流课程提供了更好的发展空间。《工程制图》课程被评为2004年度“江苏省二类优秀课程”，并自2004年起纳入淮海工学院精品课程建设行列。

工程制图教研室自成功举办了五届校CAD创新设计大赛，营造了校园内的创新氛围，并创造性地提出将本科生教育与科研项目相结合的理念，同时还指导学生参加校内外的比赛，获得了丰硕成果。优秀教育成果——多媒体课件制作通过教研室全体教师的不懈努力，《工程制图》重点课程建设项目在校优秀教学成果的评比中荣获多次一、二、三等奖。电子课件是全体教师相互协作的结果，制图教师为尽早实现多媒体教学，就把教学内容分工制作，再集中完善，2002年12月在校多媒体课件制作比赛中该课件还获得了一等奖。7．学生评价自《工程制图》课程于2004年8月成为“江苏省二类优秀课程”后，该课程得到了更为快速的发展，结合工程图学与CAD技术教研室全体教师的努力，使该课程在课堂教学方法，师资队伍建设，教材讲义编写，选修课程设立，指导创新实践以及教学改革和多媒体教案制作上有了全面的提高。为了能更好地使教学改革活动进一步地深入，并使更多的兄弟院校能借鉴和共享该课程的改革经验及教学方法，为配合本次申报评选工作，教研室对课程网站进行了改版，新的网站界面优美，内容齐全，课件众多，功能完备。8．专家评审评审意见：自《画法几何与工程图》课程于2004年8月成为"江苏省二类优秀课程"后，该课程得到了更为快速的发展，结合工程图学与CAD技术教研室全体教师的努力，使该课程在课堂教学方法，师资队伍建设，教材讲义编写，选修课程设立，指导创新实践以及教学改革和多媒体教案制作上有了全面的提高。为了能更好地使教学改革活动进一步地深入，并使更多的兄弟院校能借鉴和共享该课程的改革经验及教学方法，希望参加"国家级精品课程"的评选，为配合本次申报评选工作，对课程网站进行了改版，新的网站界面优美，内容齐全，课件众多，功能完备。刘庆国教授评审日期：2005年11月25日宿迁学院机械系主任、教授，江苏省工程图学学会副理事长。评审意见：《工程制图》培养学生的空间想象能力、空间思维能力和形象思维能力，是工程设计的基础，作为大学一门面向全校学生必修的基础课程。淮海工学院制图教研室基于“公共平台与综合提高相结合”的课程教学理念，积极地探索先进的工程制图教学体系、改革教学内容、改进教学手段，取得了卓有成效的成果……钱志锋教授评审日期：2005年11月22日南京航空航天大学机电学院工业设计系主任江苏省工程图学学会副理事长评审意见：淮工《工程制图》是江苏省优秀课程，多年来通过构筑新的教学体系和教学内容，推进新的教学手段。特别是把“公共平台与综合提高相结合”作为课程教学的重要理念方面作了不少的努力并取得了丰硕的成果……易红教授评审日期：2005年11月24日东南大学副校长江苏省工程图学学会理事长评审意见：工程制图课程是工科院校大面积公共基础课程，教学质量的高低直接关系到学生将来能否准确地读图和绘图能力，是工科院校课程教学的重点和难点课程之一。特别是随着计算机应用的普及与提高，对传统的工程制图课程的教学不断提出新的要求。担任工程制图课程建设的教师们，正是在这样的背景下，开展了认真、艰苦、大胆和富于创新的课程建设工作，取得了令人鼓舞的成效……张慰如教授评审日期：2005年11月24日东南大学江苏省工程图学学会原理事长9．电子教案1）电子幻灯简介：教学型课件可用于课堂讲解演示，模仿教师的课堂讲授与演示的教学方法，将教案或讲义做成课件，既减轻教师现场板书的劳累，又可节省出时间用于讲授更多的内容。电子幻灯（又称演示文稿）就是这样一种类型的课件。教学型课件也可用于学生自学，利用计算机的多媒体功能和交互性，将教材内容呈现给学生，表现和演示一些用语言难以清楚表述的、变化过程复杂的或者肉眼直接观察不到的教学内容，为学生提供个性化的自学环境。学生在家中或计算机教室使用这种课件，阅读学习材料，按照所提问题进行思考与回答，理解所学知识。在课堂教学中，利用电子幻灯片来代替传统的幻灯，即可节省板书时间，又便于演示和讲解。电子幻灯通称演示文稿，是一种典型的展示型课件。此类课件在授课的同时，可以同时展示各种文字、图片甚至动画和视频，还可提供旁白和声音。许多教学场合都利用演示文稿来制作电子教案、讲义，结合讲授内容，提纲挈领地向学生介绍教学目的、教学要求、教学重点、难点及教学大纲中的有关内容，以提高授课效率，加深学生印象。另外，演示文稿对教师授课也有一定的提示作用。如果将此类课件改成Web形式,则更便于在网上使用和交流,无需打包,无需安装播放器。2）课件介绍：本课件是将《大学工程制图》的电子幻灯以Web形式发布,便于在网络共享。共包括二十二讲内容，全部围绕“十五”国家重点图书《工程制图》2005修订版制作。教师在教授此课程时，可通过网络远程使用该课件辅助教学，免去了安装过程，达到更好的教学效果；学生也可以通过网络利用该课件来适时的复习总结，无须拷贝携带，方便易用。3）虚拟课堂同步多媒体简介：同步多媒体是利用同步多媒体技术，将多种形式的教学资源（如音频、视频、静态图片PowerPoint演示文稿和教学网页等）结合在一起，使它们能够按照一定顺序同步播放，并能随时对播放的进度进行控制。为在网络中使用，其中的音视频多采用流媒体格式，其多媒体部分多为视频内容。利用同步多媒体技术来制作课件可将多种媒体组合起来，具有更强的表现能力，可表达完整的教学过程，达到接近课堂教学的效果。同步多媒体课件最突出的特点有3个：1.各种形式的教学资源都可采用流式传输：减轻了对网络带宽的压力。2.实现多种媒体的同步播放：在播放教学音视频文件的同时，显示相关的图片、图表和文字等演示文档，并根据音视频文件的进度进行切换，使学生就像在实际课堂中学习一样既可以看到教师的形象，听到教师的讲课，也可以看到教师的板书。3.学生自主控制学习进度：能照顾到学生知识水平和学习进度的差别，让学生按照自己的情况选择学习的方式和进度，实现自主学习。学生可自动播放，还可进行回放、重复和选择，定位等操作。课件介绍：虚拟课堂课件应用了同步多媒体的技术，将教师上课的实况视频、使用的PowerPoint幻灯片同步播放，并加入了导航文字，列出了该课的重要知识点。从而模拟真实的课堂环境，比一般网络教学授课实况有更好的教学效果，能取代一部分的课堂教学，减轻教师的教学负担，方便学生自主学习。4)网络课件：作为一门研究图形的课程，上课教师必然会将大量的图形展示在学生面前，教会学生认识和处理，为此，改进教学手段对提高教学效果就显得极为重要。工程制图课程教师在这方面做了很多努力，使课程成为学校最早实现多媒体教学的课程之一，在淮工率先在工程制图课堂教学应用多媒体手段教学，教学信息由静止显示转变到动态显示，由单向顺序显示转变到适时、超链接的显示，大大增加了教学信息量和提高了教学质量，获得优良的教学效果。目前，全部教学都在多媒体教室进行，教师用自制教学课件上课，学生的作业也从原来直尺加圆规转变到与计算机绘图相结合的阶段。

自制教学课件是全体教师相互协作的结果，当初制图教师为尽早实现多媒体教学，就把教学内容分成几讲，分工制作，再集中完善，最后制成多媒体课件，2002年在多媒体课件制作比赛中该课件还获得了一等奖。课件用于教学后效果良好，原先用挂图、模型难讲清的东西，如今通过电子图、电子模型库等被展示得清清楚楚，学生的学习兴趣被激发，读图能力和图形处理能力得到了提高。随着工程制图精品课程建设得不断深入，研究室已将课件的制作推广到了网上，利用大量现今流行的网络技术，如Flash,流媒体，虚拟空间等技术来制作网络课件，并结合本课程的实际需要建立了课程网站，使本精品课程能有更广阔的辐射面，为广大教师学生服务。网络课件的概念：网络课件是CAI多媒体课件发展到一定阶段的产物。随着学校教学的网络化，单机CAI课件已经不能适应网络教学的需要。网络课件是可以在网络（如校园网、Internet）上使用的教学辅助软件，它除