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[摘要]分析了工程图学构建CDIO立体动态教学平台的优势，充分利用图学课程天时、地利人合的客观条件，提出实施延长实践教学环节具体方法和内容，加重务实实践教学层面，践行工程图学CDIO立体动态教学模式。实验证明，该教学模式对于启发与培养大学生实际动手能力和创造性都是十分有效的，并将为后续专业课程的学习、毕业设计，甚至为以后的工程与科研工作奠定良好的基础。
[关键词] 工程图学，CDIO，立体动态教学，动手能力。
[中图分类号] THl26
[文献标识码] A
[文章编号] 1005-4634(2008)06-0539-03
近年来国际工程教育改革的最新成果——CDIO工程教育模式，代表构思、设计、实现、运作、以产品从研发到运行的生命周期为载体让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习的教育教学理念，其特点是：所有需要学习和掌握的内容都围绕项目设计这个核心，并与这个核心融合在一起，形成一个整体。国内工程图学课程对于CDIO教学模式的研究还在进行中，尚无清晰的研究成果，思考和研发燕山大学图学课程CDIO教学模式改革的前行方向，寻找夯实实践教学环节，践行工程图学CDIO立体动态教学模式的切入点，将是笔者迫切追随探索的目标。
1 目前图学教学的现状分析
燕山大学制图教学课程改革一直在渐进践行中不断完善，取得了可喜成绩，现在面对CDIO教学模式不得不重新审视和剖析。该课教学重点长期还是放在制图技能表达的方法上，忽视对学生创新思维过程中能力的培养。教学方式过于着重讲义与传授；教学形式上“讲三练二考一”重理轻实的平面教育模式，与相关专业课脱离；教学结果过于看重考试成绩，缺少结合形象思维、构思表达和创造设计这种综合能力启萌与诱训积淀的过程和起码的有效训练和测评。实践教学内容的单一使传统知识与实践应用间链接载体匮乏无力，缺少可操作的可视度，自然就缺少那种知识交迭中碰撞出创新灵感火花的导火线。这些缺少和忽视，阻碍了实践教学内容和超前进入专业课程搭接综合训练的注入，使得项目综合设计能力降低。这种平面教学现象，成为学生多层面发展的瓶颈，限制了高技能高素质人才的铸就。
2 CDIO工程图学立体动态教学的新想象
思索着无数成功创新发明实例，体会到有知识无创新思想，等于无知识，但无知识有想法，却可以依想而学，依创而做，终达成功。教育需要在培养学生善于思想、精学识能、敢于突破、大胆创新、早出成果上加大筹码和推行切实可行的方法。汕头大学前行者CDIO教学模式明明白白的揭示出这种目标实现的科学性、适用性及广泛性。刚进大学校门的大一学生，通常好奇、求知欲望强烈，应顺势引导、启迪与诱发大学生动手和创造能力及总结、概括、升华与正确描述设计科研成果的能力。从图学多年传承的平面静态的教学模式中整合、完善，创新为立体动态式实践教学模式，培养和塑造学生多层次、多思维、多创新及沟通协调能力，与国际化教学模式接轨。并且达到培养宽口径、厚基础、强能力的复合型人才的目标。
其全课程总设计基调集中定格在CDIO实践教学模式上，主要在机械制图课程组合体、图样表达方法、零件图和装配图等实践性强的章节中来得以探索性实施。考虑到当前学时的缩减，将相关的增加内容适时的穿插在作业和测绘实践课中，赋予丰富多彩的气息。达到课容量高的效果。
3 立体动态CDIO教育模式的形成
3.1 精选多解构图，实践Y轴增长的力度
构建工程图学CDIO立体动态教学平台，完善延长教学实践环节Y轴，达到创新精神、创新意识、创新思维、创新才能和创新习惯能够切实引入教学每一环节中，形成工程图学中立体动态CDIO教育模式。
目前，实践教学环节的薄弱和单一性，客观形成XZ平面教学形式，代表实践性的Y轴短而无量，形不成气势，实践创新基础不足，所以首先在传统的工程图学习题集中进行了大刀阔斧的改进，删除重复拖沓的个题，补充和设计了一题多解构图和简单结构创意设计习题集训练，丰富实践教学内容，将组合体、零件测绘及装配图中的大图抄绘的作业引入新鲜血液和讨论题，考评的形式多样化，以图形基础理论和典型科研实例为依托，以工程绘图为载体，对科研实例的模型进行结构分析和研讨，在实践中互动，在讨论中争辩，摩擦出新的创意火花。达到新旧知识优化、多视角和创新思维综合训练的目标，在组合体和零件及装配图这三个章节中尤其突出。
3.2 以典型科研项目为载体，穿针引线厚实践
尽管笔者加入了鲜活的多解习题和构形想象习作，但还是感觉实践强度不到位，缺少一个承上启下的栽体。比如，大作业实践练习中抄绘大图的僵硬枯燥状态依然如故，架构与专业课的良好链接依然空白，挖启学生创新潜能，延长实践教学Y轴的执行上还是有着让人窒息的凝固。研讨破解的钥匙是以学生现有知识结构，将校内教师典型创新科研项目进行筛选归类、解剖和综合分析及简化制作出示意模型，抽丝拨茧细化创新思路，编绘创新成果，配有相应注解等方式，恰如其分的引入图学教学实践中，使学生达到理解、消化、吸收的目的，并理解科研创新的思路和过程，达到激发学生实践创新的愿望。基于这一理念，设计了以科研项目创新设计为导向，能力培养为目标的CDIO培养模式，通过项目创新设计心路的描述和分析讨论，将图学课程与机械专业课程体系有机的、系统的结合起来。实现图学基础课和专业课之间的近距离接触，提前步进到扑捉科技信息阶段，找到启迪大学生创新思维的支承点，为学生实践动手性、创新主动性、工作前瞻性作好外围的准备工作。特点在于把所有需要学习和掌握的内容都围绕创新的理解、启发和实践这个核心，使图学知识形成一个整体。
创新联想题例的设计着眼点围定在成功科研项目机械设备中，筛选出有个性的又简化易懂的装置，进行各部件创作思想的推理和猜测、机构构思和新想法，通过课题讨论提炼，书写条理清晰的方案分析、创作文挡。充分利用现代化教学手段，制做示意木模运动图，设计计算机辅助和模型教学，集形、色、声于一体。形成课堂讲授、多媒体辅助、实模展示。学生以图线、图框、图像、符号和木模形体等信息为思维材料，借助联想再现意像，通过想象再创新形象，无论是非功能性的几何构形还是功能性的结构构型的过程，都离不开灵活、开放、多项的发散性联想，更离不开以创造目标为中心和出发点的再生、组合、改造的随意性想像。
3.3 效果
具体操作对于特殊科研创新事例可在章节总结课中结合简模介绍、录象、图片等媒体功能展现给学生，将个性的图示和图解方法以讨论题目形式提出，引导学生发散思维和想象力。这样以图形基础理论和工程绘图为依托，典型科研实例为载体， 对科研实例的模型进行结构分析和研讨，在实践中互动，在讨论中争辩，在推理中想象，在思想上碰撞灵感的创意火花。即学生在设备简模的对视分析和老师恰倒好处的导语中，感受创新者的心路旅程，萌动出极大的创作欲望和兴趣。
这种在画大图前，策划装置简模和编设的讨论题，然后学生交出总结报告，再进行该装置中某零件的测绘和某装置的画图方法，使学生在激动兴奋中高效率的完成任务，达到的效果如下：①绘图实练；②创新思想启迪和应用方法；③与专业课拉近距离；④讨论提高中感受团队的智慧力量；⑤善于抓纲提领行文归纳。
4 实例操作应用
比如以封头无胎冷旋压机科研实例进行剖析，在绘制零件图前，通过简易木模型直观的向学生介绍如何通过无切削技旋术实现封头压工作原理，封头成形需要的基本运动形式：压、顶、旋、撑、转、移等动作实现的由来及如何跳出常规思路创新出新型先进结构。配合多种记忆深刻的声、形、动、色彩等现代化教学手段，引发学生的创作热情和积极主动实践。这一过程需要老师适当导引，启发学生个性运动结构的理解想象改进的描述，以学习小组形式完成，代表发言讨论，老师评定。以团组给出判分，考察团队合作能力，将分数加到绘图总分中。克服大作业图采分点仅查学生画图基本功而忽视创新意识评价的问题。在小组代表发言讨论过程中，老师要抓住学生的闪光点，借题发挥，一串串的亮出创新思路所产生的崭新结构的变化，在新旧运动方式上的变化所带来的先进技术展现上，让学生感悟创新的心理路程的喜悦和自身价值的再现，明白怎么才能够顺利的完成创作。同时更深刻理解到现在所学知识和如何应用的重要。在这些准备工作就续后，将该设备分成若干个小装置，然后以组为单位绘制装配图，并且补加绘制报告，包括装配图的工作原理，每个件的作用，新旧结构比较和创新感想的描述，你的更好建议和团对合作体会等。综合作为装配图绘制采分点。
这样不仅在于将点、线、面、体几何图学知识赋予鲜活的创作灵感，成为教师，学生与线、面知识点的三互动，以点带体，以线带机器，以面穿透拓宽专业层，营造愉悦的学习环境，潜移默化地撒下“创新”的种子。做到不把全部的精力和重点放在学习具体的传统知识上，而是放在提高自学能力和独立思考解决问题的能力上和使学生掌握和懂得怎样解决问题比积累事实更为重要上，不断开发出学生潜在的创新智慧。同时，对于在课堂教学上这种部分实施探究式和实践教学方法，先将采取四个试验班来进行，其中两个班采用立体动态教学方法，另两班按原来平面式教学法，进行效果比较，不断的调节改进和完善，寻找定量的测评参数，可信度的进一步强化。便于在一定经验的基础上，逐步地扩展到8个班，进行两轮试验，再总结积累改进后推广到整个图学教学体系中。以保证工程图学践行CDIO教学模式的顺利进行。
在重实践性和探索性教学理念下，以科研设计创新项目为载体及掌握基础知识背景下科学的引入多解发散型讨论式题，利于知识的融会贯通和促进能力培养，延展Y轴实践教学的长度和宽度，部分形成讨论式的课堂教学，调动学习的主观积极性，启迪创新意识，在学时紧，教学容量大的矛盾中解决的思路是考虑到与后续课程的重复所至，则仅将零件图技术要求改为介绍来赢出的时间和实践课内容合理的调配，在不增加学时的前提下来完成这些内容，收到预期的效果和质量，从而形成工程图学课程立体、动态式科学教学平台，适应CDIO国际教学改革模式的要求，抛开重理论轻实践的观念，培养学生的创新意识、团队协作精神和理论与实际相结合的学习作风。实践动手能力和实践动脑综合能力及学习热情得到空前提高。这对于启迪与诱发大学生动手和创造能力和缩短尔后取得科研成果的时间来讲是可行、可操作的一种较佳方法。也将为后续专业课程的学习、毕业设计和以后的工程设计科研工作奠定良好的基础。
[关键词] 工程图学，CDIO，立体动态教学，动手能力。
[中图分类号] THl26
[文献标识码] A
[文章编号] 1005-4634(2008)06-0539-03
近年来国际工程教育改革的最新成果——CDIO工程教育模式，代表构思、设计、实现、运作、以产品从研发到运行的生命周期为载体让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习的教育教学理念，其特点是：所有需要学习和掌握的内容都围绕项目设计这个核心，并与这个核心融合在一起，形成一个整体。国内工程图学课程对于CDIO教学模式的研究还在进行中，尚无清晰的研究成果，思考和研发燕山大学图学课程CDIO教学模式改革的前行方向，寻找夯实实践教学环节，践行工程图学CDIO立体动态教学模式的切入点，将是笔者迫切追随探索的目标。
1 目前图学教学的现状分析
燕山大学制图教学课程改革一直在渐进践行中不断完善，取得了可喜成绩，现在面对CDIO教学模式不得不重新审视和剖析。该课教学重点长期还是放在制图技能表达的方法上，忽视对学生创新思维过程中能力的培养。教学方式过于着重讲义与传授；教学形式上“讲三练二考一”重理轻实的平面教育模式，与相关专业课脱离；教学结果过于看重考试成绩，缺少结合形象思维、构思表达和创造设计这种综合能力启萌与诱训积淀的过程和起码的有效训练和测评。实践教学内容的单一使传统知识与实践应用间链接载体匮乏无力，缺少可操作的可视度，自然就缺少那种知识交迭中碰撞出创新灵感火花的导火线。这些缺少和忽视，阻碍了实践教学内容和超前进入专业课程搭接综合训练的注入，使得项目综合设计能力降低。这种平面教学现象，成为学生多层面发展的瓶颈，限制了高技能高素质人才的铸就。
2 CDIO工程图学立体动态教学的新想象
思索着无数成功创新发明实例，体会到有知识无创新思想，等于无知识，但无知识有想法，却可以依想而学，依创而做，终达成功。教育需要在培养学生善于思想、精学识能、敢于突破、大胆创新、早出成果上加大筹码和推行切实可行的方法。汕头大学前行者CDIO教学模式明明白白的揭示出这种目标实现的科学性、适用性及广泛性。刚进大学校门的大一学生，通常好奇、求知欲望强烈，应顺势引导、启迪与诱发大学生动手和创造能力及总结、概括、升华与正确描述设计科研成果的能力。从图学多年传承的平面静态的教学模式中整合、完善，创新为立体动态式实践教学模式，培养和塑造学生多层次、多思维、多创新及沟通协调能力，与国际化教学模式接轨。并且达到培养宽口径、厚基础、强能力的复合型人才的目标。
其全课程总设计基调集中定格在CDIO实践教学模式上，主要在机械制图课程组合体、图样表达方法、零件图和装配图等实践性强的章节中来得以探索性实施。考虑到当前学时的缩减，将相关的增加内容适时的穿插在作业和测绘实践课中，赋予丰富多彩的气息。达到课容量高的效果。
3 立体动态CDIO教育模式的形成
3.1 精选多解构图，实践Y轴增长的力度
构建工程图学CDIO立体动态教学平台，完善延长教学实践环节Y轴，达到创新精神、创新意识、创新思维、创新才能和创新习惯能够切实引入教学每一环节中，形成工程图学中立体动态CDIO教育模式。
目前，实践教学环节的薄弱和单一性，客观形成XZ平面教学形式，代表实践性的Y轴短而无量，形不成气势，实践创新基础不足，所以首先在传统的工程图学习题集中进行了大刀阔斧的改进，删除重复拖沓的个题，补充和设计了一题多解构图和简单结构创意设计习题集训练，丰富实践教学内容，将组合体、零件测绘及装配图中的大图抄绘的作业引入新鲜血液和讨论题，考评的形式多样化，以图形基础理论和典型科研实例为依托，以工程绘图为载体，对科研实例的模型进行结构分析和研讨，在实践中互动，在讨论中争辩，摩擦出新的创意火花。达到新旧知识优化、多视角和创新思维综合训练的目标，在组合体和零件及装配图这三个章节中尤其突出。
3.2 以典型科研项目为载体，穿针引线厚实践
尽管笔者加入了鲜活的多解习题和构形想象习作，但还是感觉实践强度不到位，缺少一个承上启下的栽体。比如，大作业实践练习中抄绘大图的僵硬枯燥状态依然如故，架构与专业课的良好链接依然空白，挖启学生创新潜能，延长实践教学Y轴的执行上还是有着让人窒息的凝固。研讨破解的钥匙是以学生现有知识结构，将校内教师典型创新科研项目进行筛选归类、解剖和综合分析及简化制作出示意模型，抽丝拨茧细化创新思路，编绘创新成果，配有相应注解等方式，恰如其分的引入图学教学实践中，使学生达到理解、消化、吸收的目的，并理解科研创新的思路和过程，达到激发学生实践创新的愿望。基于这一理念，设计了以科研项目创新设计为导向，能力培养为目标的CDIO培养模式，通过项目创新设计心路的描述和分析讨论，将图学课程与机械专业课程体系有机的、系统的结合起来。实现图学基础课和专业课之间的近距离接触，提前步进到扑捉科技信息阶段，找到启迪大学生创新思维的支承点，为学生实践动手性、创新主动性、工作前瞻性作好外围的准备工作。特点在于把所有需要学习和掌握的内容都围绕创新的理解、启发和实践这个核心，使图学知识形成一个整体。
创新联想题例的设计着眼点围定在成功科研项目机械设备中，筛选出有个性的又简化易懂的装置，进行各部件创作思想的推理和猜测、机构构思和新想法，通过课题讨论提炼，书写条理清晰的方案分析、创作文挡。充分利用现代化教学手段，制做示意木模运动图，设计计算机辅助和模型教学，集形、色、声于一体。形成课堂讲授、多媒体辅助、实模展示。学生以图线、图框、图像、符号和木模形体等信息为思维材料，借助联想再现意像，通过想象再创新形象，无论是非功能性的几何构形还是功能性的结构构型的过程，都离不开灵活、开放、多项的发散性联想，更离不开以创造目标为中心和出发点的再生、组合、改造的随意性想像。
3.3 效果
具体操作对于特殊科研创新事例可在章节总结课中结合简模介绍、录象、图片等媒体功能展现给学生，将个性的图示和图解方法以讨论题目形式提出，引导学生发散思维和想象力。这样以图形基础理论和工程绘图为依托，典型科研实例为载体， 对科研实例的模型进行结构分析和研讨，在实践中互动，在讨论中争辩，在推理中想象，在思想上碰撞灵感的创意火花。即学生在设备简模的对视分析和老师恰倒好处的导语中，感受创新者的心路旅程，萌动出极大的创作欲望和兴趣。
这种在画大图前，策划装置简模和编设的讨论题，然后学生交出总结报告，再进行该装置中某零件的测绘和某装置的画图方法，使学生在激动兴奋中高效率的完成任务，达到的效果如下：①绘图实练；②创新思想启迪和应用方法；③与专业课拉近距离；④讨论提高中感受团队的智慧力量；⑤善于抓纲提领行文归纳。
4 实例操作应用
比如以封头无胎冷旋压机科研实例进行剖析，在绘制零件图前，通过简易木模型直观的向学生介绍如何通过无切削技旋术实现封头压工作原理，封头成形需要的基本运动形式：压、顶、旋、撑、转、移等动作实现的由来及如何跳出常规思路创新出新型先进结构。配合多种记忆深刻的声、形、动、色彩等现代化教学手段，引发学生的创作热情和积极主动实践。这一过程需要老师适当导引，启发学生个性运动结构的理解想象改进的描述，以学习小组形式完成，代表发言讨论，老师评定。以团组给出判分，考察团队合作能力，将分数加到绘图总分中。克服大作业图采分点仅查学生画图基本功而忽视创新意识评价的问题。在小组代表发言讨论过程中，老师要抓住学生的闪光点，借题发挥，一串串的亮出创新思路所产生的崭新结构的变化，在新旧运动方式上的变化所带来的先进技术展现上，让学生感悟创新的心理路程的喜悦和自身价值的再现，明白怎么才能够顺利的完成创作。同时更深刻理解到现在所学知识和如何应用的重要。在这些准备工作就续后，将该设备分成若干个小装置，然后以组为单位绘制装配图，并且补加绘制报告，包括装配图的工作原理，每个件的作用，新旧结构比较和创新感想的描述，你的更好建议和团对合作体会等。综合作为装配图绘制采分点。
这样不仅在于将点、线、面、体几何图学知识赋予鲜活的创作灵感，成为教师，学生与线、面知识点的三互动，以点带体，以线带机器，以面穿透拓宽专业层，营造愉悦的学习环境，潜移默化地撒下“创新”的种子。做到不把全部的精力和重点放在学习具体的传统知识上，而是放在提高自学能力和独立思考解决问题的能力上和使学生掌握和懂得怎样解决问题比积累事实更为重要上，不断开发出学生潜在的创新智慧。同时，对于在课堂教学上这种部分实施探究式和实践教学方法，先将采取四个试验班来进行，其中两个班采用立体动态教学方法，另两班按原来平面式教学法，进行效果比较，不断的调节改进和完善，寻找定量的测评参数，可信度的进一步强化。便于在一定经验的基础上，逐步地扩展到8个班，进行两轮试验，再总结积累改进后推广到整个图学教学体系中。以保证工程图学践行CDIO教学模式的顺利进行。
在重实践性和探索性教学理念下，以科研设计创新项目为载体及掌握基础知识背景下科学的引入多解发散型讨论式题，利于知识的融会贯通和促进能力培养，延展Y轴实践教学的长度和宽度，部分形成讨论式的课堂教学，调动学习的主观积极性，启迪创新意识，在学时紧，教学容量大的矛盾中解决的思路是考虑到与后续课程的重复所至，则仅将零件图技术要求改为介绍来赢出的时间和实践课内容合理的调配，在不增加学时的前提下来完成这些内容，收到预期的效果和质量，从而形成工程图学课程立体、动态式科学教学平台，适应CDIO国际教学改革模式的要求，抛开重理论轻实践的观念，培养学生的创新意识、团队协作精神和理论与实际相结合的学习作风。实践动手能力和实践动脑综合能力及学习热情得到空前提高。这对于启迪与诱发大学生动手和创造能力和缩短尔后取得科研成果的时间来讲是可行、可操作的一种较佳方法。也将为后续专业课程的学习、毕业设计和以后的工程设计科研工作奠定良好的基础。