工程制图课程改革

《工程制图》是一门传统学科，随着科学技术的进步和社会对人才培养的新要求，从20世纪90年代开始，课程遇到了如下一些亟待解决的问题：

1. 过去仅认为制图课是为专业课服务的，学生只要掌握制图技能即可。但目前这个观

点与新形势下培养人应将素质和能力放在首位的要求不相符。为此，课程的定位和培养目标需要重新考虑。

2. 过去从二维入手，用图样表达设计思想是与当时生产力相一致的，尽管产品从三维

开始设计，具有与人的思维过程相一致、容易实现等优点，但由于一直没有好的支持工具而不能实施。如今随着计算机辅助设计软件的发展，从三维入手进行产品设计已经成为可能，并且一些现代化企业中已开始实施。但就制图课程来说，传统的教学体系都是从二维开始的，已经贯彻了几十年且很习惯，一旦要从三维出发，显然要对课程体系和内容做根本性的调整。为此，需要认真研究以找出合适的新体系。

3. 机械类的学生学完制图课后，不仅应该能够画图、读图，而且还应能用图样表达自

己脑子里的设计思想。但由于过去此种能力的训练较少，因此他们往往只会照猫画虎，而不会构思表达，为此制图课程需要探索一条加强图样表达能力培养的途径。

4. 计算机绘图技术的发展使得传统的手工绘图受到强烈冲击，但由于生产力水平发展

的不平衡性，在现阶段下完全去除手工绘图训练是不合适的。为此，尽管制图课中需要引入计算机绘图，但手工绘图和计算机绘图的比例还需认真研究，以便适合当今中国的国情。

5. 传统的模型、挂图是制图教学中必备的教具，如今迅速发展的多媒体技术则为教学

提供了更多更好的展现手段，尤其是使用虚拟技术更使过去许多表现受约束的情况得到改善，因此研制多媒体教学资源迫在眉睫。但是有了优秀的多媒体教学资源，是否就一定能提高教学效果？为此，还需摸索一套行之有效的教学方法。

针对上述问题，课程组开展了一系列的研究工作：

一、依托学科优势,从人才培养大目标出发，重新为课程定位并确定培养目标

根据西安交通大学要创建世界知名、高水平的研究型大学，要培养“高标准、厚基础、宽口径、重实践、综合型、高素质”优秀人才的定位，课程组依托国家重点学科《机械设计及理论》和教育部“现代设计与转子轴承系统”重点实验室的学科优势，对《工程制图》课程作了认真研究，首先充分认识本课程在人才培养大目标下所起的作用，摈弃了过去认为《工程制图》课程仅为专业课服务的狭隘观点；其次认识到培养学生素质和能力是一项系统工程，每门课程都应将其放在第一位，并且可以根据各个课程的性质将有所所为；最后再调研和讨论的基础上，确定《工程制图》课程在新形势下的定位是工科本科学生必修的一门技术基础课，该课程的主要目标是培养学生的4种能力，即：空间想象能力、

绘制和阅读工程图样能力、构思表达能力（机类）、计算机3D建模（机类）和2D绘图能力。

二、根据产品现代设计方法，构建三维实体设计表达方法和二维工程图表达方法并重的知识结构新体系（能源动力类）

以往设计人员利用二维CAD软件进行产品设计收到了良好的效果，然而随着CAD应用的逐步深入，人们发现直接从三维入手进行设计则好处更多。首先，它更符合人们进行创新设计的思维方式；其次，设计所得到的三维数字化模型可以为后续的有限元分析、数控编程、模拟与仿真等设计活动提供信息源，从而使CAD/CAE/CAM的信息集成、乃至企业信息化更大范围的信息集成成为可能。事实上，任何产品在设计构思时，人们头脑中的形象都是三维的，过去只不过没有一种方法能迅速实现人们头脑中三维形体的构建，而现在的三维CAD系统则已经提供了这种可能性，应该说从三维入手进行产品设计的这种做法更符合设计活动的客观规律。

就传统制图课程而言，它的体系仅是一个解决空间形体的二维表达与标注的体系，这与当时的传统手工设计是相适应的。而现代设计则不然，它的实践与需求除了保留二维表达与标注的基础外，还须转向图形的三维表达与建模。为此，西安交通大学率先提出了“建立以三维实体结构的表达方式为主干，以三维实体设计表达方法和二维工程图表达方法并重的知识结构体系”的教学改革，以满足培养现代化企业所需求的复合型设计人才。

该项目的特点是对人才的培养目标、培养方式重新思考，将从根本上改

变传统工程制图课程的教学体系和内容结构，从教学观念、教学模式上对课程本身造成很大冲击，在全国图学会议上交流后反响强烈，得到了众多学校的关注，许多学校还开始了试点工作。

该项目的研究成果有：

1.教材：

1).《3D机械制图》教材，续丹主编，机械工业出版社，2002.8

2).《3D机械制图习题集》教材，续丹主编，机械工业出版社，2003.3

3).《三维设计软件应用指南》教材，续丹主编，机械工业出版社，2003.3

2.论文：

1). Xu Dan, Tang Yingping，qing yinglian: Two-dimensional Teaching in《3-D Mechanical Drawing》, Излательство《CTAHKИH》101472, The 11th InternationalConference on Geometry and Graphics, 1-5,2004

2). Xu Dan, Tang Yingping and Qi Feng: Analysis of Teaching Results of 3D mechanicaldrawing,《PROCECDINGS 6th CHINA-JAPAN JOINT CONFERENCE ON GRAPHICS EDUCATION》2003

3). 续丹：基于三维设计的工程图学课程体系研究，工程图学学

报,Vol.23,No5，

2002。

4).续丹：机械设计的基础课程内容与体系改革探索，西安交通大学学报，社会科学

版，Vol.20, 2000

5).续丹等：基于三维设计的工程制图教学体系，集美大学学报（自