美国加州大学圣迭哥分校工程图学课程教学研究

毛文武
[1]上海水产大学工程学院,上海200090 [2]同济大学机械工程学院,上海200092

文章摘要:介绍了美国加州大学圣迭哥分校工程图学与设计入门课程的教学内容和教学特点，总结了其在授课师资、助教配置、实验室管理、课程网站建设、成绩评定、教学评价与反馈等环节的具体作法。详细分析了课程教学中对学生多种素质和能力的培养，特别是对学生动手能力、创新能力、学术诚信素质和团队合作素质的培养。探讨了对国内工程图学教学改革的启示和借鉴。
文章主题:工程图学 美国工程图学教育 教学改革 能力培养

文章内容：2007年第5期工程图学学报02007.5美国加州大学圣迭哥分校工程图学课程教学研究毛文武2(1.上海水产大学工程学院,上海200090;2.同济大学机械工程学院,上海200092)摘要:介绍了美国加州大学圣迭哥分校工程图学与设计入门课程的教学内容和教学特点,总结了其在授课师资,助教配置,实验室管理,课程网站建设,成绩评定,教学评价与反馈等环节的具体作法.详细分析了课程教学中对学生多种素质和能力的培养,特别是对学生动手能力,创新能力,学术诚信素质和团队合作素质的培养.探讨了对国内工程图学教学改革的启示和借鉴.关键词:工程图学;美国工程图学教育;教学改革;能力培养中图分类号:23文献标识码:文章编号:1003—0158(2007)05—0172—06,—,(1.,,200090,;2,,,200092,):,.,,,,.',',,..:;;;工程图样是工程师的语言,工程图学教育是工程师素质教育和创新教育的重要组成部分.我国高校工科各专业普遍开设了工程图学相关课程的教学:如机械类和近机类等的机械制图,建筑类和环境类等的工程制图,信息类和外贸类等的机械识图,工业设计类等的设计制图等.近年收稿13期:2007—04—04基金项目:国家留学基金委高校基础课资助项目(2005.3031)作者简介:毛文武(1973一),男,福建浦城人,讲师,硕士,在职博士生,主要研究方向为工程图学,机械工程等.第5期毛文武:美国加州大学圣迭哥分校工程图学课程教学研究'173来,随着计算机三维辅助设计技术在生产实际中的广泛应用和各种先进制造技术和管理思想的不断涌现和发展,传统的工程图学教育已不能跟上时代的要求,国内高校纷纷尝试和实践了多种形式的教学改革,但是对现阶段工程图学教学到底该采用哪种模式,分歧较大.不少专家学者提出借鉴美英等发达国家着名高校工程图学的先进教学理念,探索适合我国的工程图学教学体系和教学模式.如:清华大学童秉枢教授等提出紧跟时代,把握好需求,借鉴国外大学图学教育的成功经验,打破封闭,合理重组课程,形成新的课程体系和内容…;王台惠教授等提出工程制图不仅仅是一门实践教学课,也是一门将知识,素质,能力和创新融为一体的综合思维训练课,需要站在教育创新的战略高度,汲取和借鉴国外的成熟经验和做法,大胆地进行教育改革和教学实践.为了借鉴和吸收国外着名高校的先进教学理念,培养出在国际舞台上有竞争力的人才,国家留学基金委自2002年开始,每年选派200名左右的高校基础课青年骨干教师,赴美国加州大学圣迭哥分校,美国伊利诺依大学香槟分校,英国曼彻斯特大学,澳大利亚悉尼大学等国外着名高校访问进修,工程图学是该项目的重点资助学科之一.2006年3月一9月,作者有幸得到该项目的资助,深入到美国加州大学圣迭哥分校()的教室,实验工场,计算机房,图书馆等场所和美国学生一起参加了工程图学系列课程的学习,并和任课教授一起探讨了教学理念和教学方法.1美国加州大学圣迭哥分校工程图学相关课程的教学内容和教学特色加州大学圣迭哥分校是美国加州大学十个分校之一,成立于1960年,在不到5年的发展中已经成为美国一流的大学.据美国新闻和世界报道,2005年它排在美国公立大学的第7位,所有大学的32位,其中工程学院在全美排名11位,机械学科在9名.该校工程图学系列课程主要有3门:3(工程图学和设计入门),150(计算机辅助设计和分析),152(计算机图形学)其中3工程图学和设计入门最接近于国内的机械制图和设计课程,但又有明显的区别.1.1课堂教学工程图学和设计入门课程课堂教学每周4学时,是该校机械专业和航空专业学生的必修课,但也有不少来自经济,贸易,文学等专业的学生选修该课程.该课程的课堂教学主要内容有:①工程绘图的基本原理,主要包括第三分角投影三视图,轴测图,剖视图,尺寸和形位公差,零件图和装配图;②计算机辅助设计软件应用,主要是二维绘图,三维建模和动画制作;③机械设计的基本知识,主要包括紧固件,轴承,微型马达,齿轮和带传动的设计等4素质教育知识,如诚信教育,团队合作意识,口头表达技巧等.其主要教学内容和实验安排见表1,可见和国内机械制图和设计课程差别较大.1.2实践教学工程图学和设计入门课程要求学生参加至少每周3学时的实践活动,课程有专门的实验工场和多媒体计算机房,实验工场内有多种普通机床,如:钻床,压床,金属薄片折弯机,小型焊接设备,快速成型设备等.多媒体机房中有3台微机,1台服务器和1台激光打印机,其中安装的绘图软件有:/,,,和.该课程非常注重实践教学,注重培养学生解决实际工程问题的能力和动手能力.实践教学和课堂教学紧密结合,课堂教学内容围绕实践教学项目逐步展开,实践教学主要包含两个实验项目:一个为时钟项目实验,一个为机器人项目实验.在时钟项目实验中,见图1,要求学生运用绘制和设计钟摆,摆轮,支座及各相关零件,计算其摆动频率,并亲自操作机床,制造除标准件外的各个零件,安装出时钟.在机器人项目实验中,将学生每4人分成1组,要求各组学生根据课题要求,合作分工,设计出一个满足特定功能的小型机器人.应用和软件产生整个机器人的二维图纸和三工程图学学报2007生表1工程图学和设计入门课程讲座和实验安排周次讲座一实验内容讲座二课外作业课程介绍及制图第1周入门钟摆项目设计基本知识组合体第三分角参观设计工场,各种实验诚信和团队合作第2周设备介绍,设备操作安全二维绘图三面投影视图意识教育注意事项组合体读图及轴钟摆项目各个零件的加机械产品设计的第3周工和整体组装一般步骤,头脑风手工绘图测图暴,风险减少策略机器人竞赛项目钟摆项目各个零件的加第4周简介,设计中的创工和整体组装,提交书面设计中的分析造性思维报告入门,零第5周三维建模训练设计中的分析零件三维建模件的三维建模约束设第6周部件装配训练约束设计部件装配图置和部件装配第7周尺寸标注机器人制作部件分析尺寸标注剖视,斜视图等机第8周期中测验机器人制作件常用的表达方机器人重要零件设计与制作法和动画制作公差配合和形位项目评估和工程第9周机器