一、引言
《工程制图》课程是本科工科类专业必修的基础课，该课程的教学目标是教授学生遵照国家制图标准，掌握零部件的工程图样表达、绘制和阅读方法，培养学生的空间思维和想象能力及一定的设计创新能力，使学生树立正确的工程意识和科学思维方法，养成严谨细致、一丝不苟的工作态度和学习作风，培养学生的创新意识，引领学生走上科学研究之路[1, 2]。随着计算机技术的飞速发展，如何将信息技术深度融入到《工程制图》课程的教学过程之中对于教学效果的提升具有重要意义。一方面，传统的“多媒体+黑板”的教学方式面临的挑战越来越大，已不能适应当代教学的要求[3]。另一方面，单纯的以理论教学为主的教学方式也越来越不满足工程界对于人才的实际需求。为适应当前形势，笔者认为《工程制图》的教学过程要更加重视实践教学，通过系统化的工程制图项目实践，做到真正的能读图、会作图，学以致用，培养满足工程界技术需求的人才。本文基于中望机械CAD软件，探索本科生《工程制图》课程上机实践信息化系统教学改革，探索一条高效、实用的课程信息化实践之路。
二、实践问题分析
《工程制图》课程的上机实践，主要考查学生应用计算机进行工程图绘制及三维造型的能力。实践内容从平面图形构形到利用计算机绘图软件完成三维造型设计，均体现了对图学理论教学内容的应用与实践。受课程总课时限制，目前课程只安排4课时的上机实践课，其中的2个课时用于上机软件的演示教学，2个课时用于学生的上机练习及实践测试。实践测试一般是给每个学生提供不同的图样，学生根据图样进行三维造型，任课教师根据学生上交CAD模型的正确性予以评价打分。此种上机实践安排教学课时少、教学形式较为单一、师生互动性差、团队合作性缺乏，使得学生只能了解基本的CAD操作，距离自己动手开展造型设计等要求尚有较大差距。另一方面，任课教师人工评价方式具有较强的主观性，缺乏评价的公平与公正性。增强上机实践互动性、趣味性、自主性、方便性、协作性、公正性等是解决上述问题的有效方向。
三、实践教学改革
1、实践过程设计
《工程制图》课程主要内容包括工程图读图与三维造型设计，课程的实践过程也主要从三视图和三维造型两个方面进行练习与考核。将班级学生分成若干3-5人的实践小组，让学生通过合作的方式完成实训任务。实践小组设有组长，负责小组内部的管理与任务分配。协同式小组的实践方式使得学生遇到一些难以解决的问题时，可以在小组内展开讨论，并通过实物对照、文献查找等方式，交流小组成员的想法，最终实现问题的顺利解决。此种实践方式在提高学生的实践能力与创新思维能力的同时，还能积极锻炼学生的管理与团队合作能力。
2. 工程识图能力实践及评价
针对实践小组的三视图识图实践与评价，采用中望三视图考评软件，通过浏览器可实现在线绘图、绘图实训评价、智能绘图评分、查看3D模型，并实时查看实践统计报告。系统内置大量绘图题目，为《工程制图》课程在线作业、无纸化考核提供了新的解决方案。系统自带大量由权威专家开发审核的微课、图纸、交互练习题目以及仿真训练题目等资源，涵盖中望CAD软件平台的常用命令及中望机械CAD软件快速绘制机械图样的常用命令两大部分。实践小组成员可通过PC、手机或者平板电脑等多种客户端在任意场合、任意时间完成自学任务。教师可以利用系统“发起技能评价”功能，通过设置基本信息、抽题选题、选择学生等几个简单步骤，几分钟内迅速组织一次全新的CAD技能评价。同时，过往的评价可以在极短的时间内实现快速复用，也可以将出题策略快速分享给其他授课教师，提升实践训练效率。考评结束后，可以通过软件的数据分析功能，进行学生学习过程全程监控，关注学生学习报告，并根据具体情况精准调整教学策略，实现教学相长。
图1 中望三视图考评实训评价软件
3. 绘图能力实训及评价
针对三维造型设计的实践，利用如图2所示的中望CAD派客云图软件开展协同式绘图实践，真正实现随时、随地跨时空的课题交流与配合。中望CAD派客云图是一款可以在手机上查看、编辑CAD文件的强大应用程序。它能轻松同步文件，让学生随时随地都能新建、编辑或修改图纸，具有运行速度快、稳定性好、操作方便及界面简洁等优点。
图2 中望CAD派客云图软件软件
在各小组完成绘图实训后，为提升实训评价效率与实训结果分析，利用如图3所示的中望机械CAD绘图教学实训评价软件开展绘图实践评价。中望机械CAD绘图教学实训评价软件具有如下特色：(1) 评价软件内置海量优质视频学习资源并且可以开展针对性课后模拟测试，方便学生自习及评价。(2) 评价软件可以模拟CAD界面，轻量实践学习，并实现多模式自我训练。(3) 评价软件内置多套抄绘图纸素材，每套素材均包含有绘图任务书、评分标准、标准答案参考图纸，课后自我实践与评价，让学生轻松评估实训技能掌握情况，有利于学生实践能力的递进式完善与提高。(4) 利用评价软件可快速组织评价和实训，大幅减轻老师工作负担，实现试题快速复用与分享，提高工作效率。(5) 评价软件可以轻松实现综合评级与评分排名，随时生成学习行为、实训和评价分析。
图3 中望机械CAD绘图教学实训评价软件
四、总结
对当前《工程制图》课程实践教学过程中的问题进行分析与总结，结合中望CAD绘图软件，探索信息化上机实践教学系统的改革措施，进一步提高了《工程制图》实践教学的互动性、协作性与高效性，有助于培养更加符合工程界需求的人才。
参考文献
[1] 于兵川, 吴洪特, 曲宝龙. 工科类非机械专业《工程制图》课程教学改革探讨[J]. 中国科技信息, 2006(09): 259-260.
[2] 李雅莉. 非机械专业工程制图课程的教学改革研究[J]. 课程教育研究, 2014(04): 67-69.
[3] 穆浩志, 王晓菲, 蔡兵, 等. 基于“互联网+”的《工程制图》课程CAD上机实验教学研究与实践[J]. 图学学报, 2017, 38(05): 772-778.
作者简介：王班（1988-），男，杭州电子科技大学机械工程学院副教授，博士，主要从事机器人技术及机电一体化研究与教学工作。
