20100123北京会议1-天大徐健.ppt

高等工程教育体系中工程图学课程的改革诌议报告人 天津大学机械工程学院徐健2010年01月23日 内容概要 引言高等工程教育中的素质教育影响工程教育中素质教育的若干重要关系工程图学教育改革的若干思考改革与实践结束语 1 引言 工程师塑造可持续发展的未来 这是2004年在中国召开的世界工程师大会的一个令人震撼的主题 从一个宏大的角度回答了工程教育 培养什么人 这一普遍问题 对于高校来说 需要结合中国社会发展的实际 进一步明确新时期中国高等工程教育 怎样培养人 即新时期高等工程教育的模式问题 这对于处在特殊的工业化阶段和走新型工业化道路 建设创新型国家的中国来说尤为重要 1 引言 在高等工程教育中 工程图学教育面临着新的发展机遇和挑战 新形势下 从全局的观点和战略的角度 分析我国图学教育的现状 思考和把握图学教育在高等工程教育人才培养中的作用和任务 探索图学教育改革和发展的新思路 有着非常重要的意义 本文旨在提出问题 希望引起更广泛的重视和更多的思考 2 高等工程教育中的素质教育 一般来说 高等教育中的素质教育是针对高等学校的教育教学过程中的科学主义与人文主义的割裂而提出来的 在高等工程教育中 素质教育所包含的内容不仅要克服普通高等教育中的科学主义与人文主义的分离 还要克服工程类大学生在技术性素质与非技术性素质发展中的不均衡问题 随着知识经济时代的来临 人们对工程师的非技术素质的要求甚至超过了对技术素质的要求 2 高等工程教育中的素质教育 以天津大学为例 中国的高等工程教育始终坚持服务中国的工业化 严谨治学注重基础训练 联系实际 与企业建立良好的合作关系 形成了自己的优势和特色 中国的高等工程教育为中国的工业化培养了数以千万计的高素质骨干人才 为实施自主创新战略 建设创新型国家奠定了不可或缺的人力资源基础 服务国家 严谨严格 联系实际 的素质 是百余年中国高等工程教育的 优秀遗产 也是在新时期和新条件下需要坚持并不断加以完善的优势和特色 3 影响工程教育中素质教育的若干重要关系 3 1素质和知识 能力的关系如果把素质放在知识和能力之外 在观念上是糊涂的 没有知识 能力的人何以谈得上高素质 在实践上更是有害的 如果素质教育在实践上被作为对于知识传授的补充 甚至还成了 加重负担 素质是包含知识 能力又高于它们的概念 它不是对现有教育的补充 而是升华 必须更新教育观念 真正将素质教育作为主题或主线 建立素质教育的质量观和评价机制 通过改革创造素质教育的新体系 3 2理论教育与实践技能培养的关系强调对实践技能的培养锻炼 并不能否认理论知识学习的重要性 忽视其中任何一个方面的工程教育都很难说是成功的 中国所培养的各类工程师一般在技术素质与非技术素质方面 理论知识好于实践技能 在技术素质中 专业知识的掌握水平又要好于专业技能 3 影响工程教育中素质教育的若干重要关系 3 2理论教育与实践技能培养之间的关系美国工程教育在100多年的发展改革中 先后经历了技术学院期 工程科学期以及现在呼声正高的 回归工程 期 回归工程 就是强调工程教育不能忽视工程实践的特殊作用 即在强调工程科学教育的基础上 加强对工程专业学生的实践能力的锻炼培养 不言而喻 工程教育不能离开工程本体 不能离开作为技术创新主体的工程产业 而且要随着工程技术和工程产业的发展而发展 3 影响工程教育中素质教育的若干重要关系 3 2理论教育与实践技能培养的关系在教学观念与教学方法方面 美国有较好的传统 即放手让学生去实践 鼓励创新 充分发挥学生学习的主动性 十分重视 企业与高校 结合来推动工程教育改革 而且有重点 有示范 有计划在进行 在这点上 我国的差距尚大 所以虽然普遍的数理基础强 但创新精神及动手能力 团队合作与交流能力却较弱 3 影响工程教育中素质教育的若干重要关系 4 工程图学教育改革的若干思考 4 1图学教育的发展基础与机遇并存经过我国图学教育工作者几十年的辛勤工作和无私奉献 图学教育为我国经济建设做出了重要贡献 同时也使自身得到发展 工程建设信息化 产品设计数字化等先进生产方式来势迅猛 图学学科领域不断扩大 研究不断深入 经济发展和学科研究又迅速作用于图学教育教学的改革 在教育思想 课程体系 内容体系 教学方法 教学手段 考核办法等方面呈现出全方位 立体化的教改热潮 获得了一批成果 一个 大图学 的学科构架正初见端倪 4 2在工程教育中增强图学教育的特色与地位工程图学课程是理工科学生在校4年中唯一一门把形象思维作为专项训练和教学目标之一的课程 而形象思维能力对于设计与制造类专业学生工程素质能力的培养是不可或缺的 它们对学生的作用和影响远远超出课程所涉及的理论和方法本身 基础知识可以提炼得更精一点 要求更严一些 横向的知识面可以更宽一点 深度浅一些 形成纵横交织 有机结合的宽厚的知识结构 鲜明地反映了图学教育的特点 从而确立了图学教育在高等工程教育中的地位 4 工程图学教育改革的若干思考 4 3把能力培养作为工程图学教育改革的首要目标 1 心智能力的培养心智能力是可以训练的 但必须是在一种知识性内容和思维方法共存的体系内 通过两种内容的整合与互补 才能达到最佳的训练效果 工程图学课程恰是把图学知识和思维 特别是形象思维 训练有机结合的一门课程 图学教育在教给学生表达设计对象方法的同时 应充分发挥课程特色 强化课程思维训练载体的作用 更有效地担负起创新人才培养的责任 4 工程图学教育改革的若干思考 4 3把能力培养作为工程图学教育改革的首要目标 2 信息能力的培养主要指生产对象形态信息的构成 记忆 表达和交流能力 重点在表达 包括二维和三维的表达能力 以及自我学习的能力 3 社会能力的培养包括严谨工作的能力 技术协调的能力 遵守标准规范的能力 技术实践的能力 团队协作的能力等 4 工程图学教育改革的若干思考 4 3把能力培养作为工程图学教育改革的首要目标 4 创造性能力的培养图学教育中应努力探索人才培养的新模式 比如以学生为中心的发现型学习 基于自学的创造型学习 以问题为核心的研究型学习 面向多门类资源的开放型学习等等 转变学生在传统教学中的被动地位 使学生真正成为教学中的主体和中心 融入主动学习的良性环境 4 工程图学教育改革的若干思考 4 3把能力培养作为工程图学教育改革的首要目标 5 实践能力的培养逐渐减少演示性和统一性的实验 研制和开发学生能亲自动手组装 调试 测试及数据处理的综合性 设计性 研究性和创新性的实验 建立由必修实验 选修实验和开放实验三个层次组成的机械制图实验教学新体系 并逐步走向独立设课 4 工程图学教育改革的若干思考 5 改革与实践 根据教育部高等教育司下发教高 2007 10号文件 教育部关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的补充通知 精神 天津大学工程图学课程获得了 国家级实验教学示范中心 资助经费重点支持 进行实验教学改革 研究开发创新性实验教学项目 探索建立适应学生工程素质培养的实验教学机制 并在2009级本科生中试点实施 5 改革与实践 5 1实验改革的总体目标模块多样化 为学生的成长提供更大的发展空间和更多样化的选择 这样有利于激发学生的创造激情 也有利于学生的个性发展 使学生在实践过程中 有所发现 有所创造 引导学生有科学创新的理想 技术创新的追求 完善传统实验 有计划地开发培养学生创新能力的设计型实验 完善那些有助于理解和掌握基本概念 基本理论的传统实验 可以进一步增强学生的工程实践能力 学生在实验过程中 有所发现 有所创造 有科学创新的理想和技术创新的追求 5 改革与实践 5 1实验改革的总体目标模块多样化 为学生的成长提供更大的发展空间和更多样化的选择 这样有利于激发学生的创造激情 也有利于学生的个性发展 使学生在实践过程中 有所发现 有所创造 引导学生有科学创新的理想 技术创新的追求 完善传统实验 有计划地开发培养学生创新能力的设计型实验 完善那些有助于理解和掌握基本概念 基本理论的传统实验 可以进一步增强学生的工程实践能力 学生在实验过程中 有所发现 有所创造 有科学创新的理想和技术创新的追求 5 改革与实践 5 2立体造型与投影实验 1 建设内容设计 制造符合教学大纲 适合教学基本条件的 组合体拼装模型 包括底板 中间体 顶板 肋板等 画图 学生可通过自行选定一个 或按一定要求拼装多个模块成为一个有效的模型 进行徒手投影表达 计算机绘制 造型或投影图 读图 根据三视图拼装模型等 5 改革与实践 5 1立体造型与投影实验 2 建设目的将基本立体 截切立体 相贯立体 组合体和图样画法等内容贯穿于相关实践教学中 重点突出课程体系的有机衔接 旨在进一步增强学生的构型 徒手投影绘图 计算机绘图能力及读图能力 有助于理解 掌握课堂教学中讲授的基本概念和基本理论 5 改革与实践 组合体拼装模型图例 5 改革与实践 组合体拼装模型图例 5 改革与实践 组合体拼装模型图例 5 改革与实践 5 3轴系零件拼装 测绘实验 1 建设内容设计 制造轴系零件上典型结构的多种轴段 供学生自主拼接成满足一定要求 有实际意义的轴类零件 进行测绘 将轴类零件特征的认知过程和表达方法引入实验教学 使学生既了解基本的测绘步骤和测量技术 又能涉及较复杂形状的测量工具和现代测量技术 自主创新 形式多样 5 改革与实践 轴系结构拼装模型图例 5 改革与实践 本田新大洲摩托车发动机零件 三坐标测量仪测量 工具显微镜测量 5 改革与实践 5 4工业机器人传动机构的三维实体构型实验 1 建设内容采用 慧鱼教具及创意组合模型 进行辅助教学 将工业机器人机构构件组建成不同的传动机构 并对其进行三维实体构型 培养学生自主创新能力 以及使用三维实体造型软件的能力 5 改革与实践 5 4工业机器人传动机构的三维实体构型实验 2 建设目的在查阅资料的基础上 使学生对工业机器人的各种运动副和传动机构有个初步了解 为机械原理与机械设计等后续课程的学习奠定基础 学生通过自己动手组建机器人模型 对机器人的传动机构有一个感性认识