独立学院制图类实验室建设的问题及改进措施与成效
王力，赵建平，费叶琦
（南京理工大学紫金学院，江苏 南京）
摘 要： 识图、制图能力的培养是工科专业学生最重要实践教学环节之一，与之对应的实验室建设在教学过程中承担着重要的作用。基于应用型人才培养的教学目标，结合独立学院办学定位，阐述了学院制 图类实验室建设现状，分析了实验室建设过程中存在的问题，相应地提出了改进措施，进一步推进实验教学改革，并取得了良好的教学效果。实践结果表明改进措施提高了实验室教学资源利用效益，提升了实验教学质量，有利于学生工程实践能力的培养和实验室师资队伍的建设。
关键词： 制图；实验室建设；改进措施；成效
独立学院作为我国高等教育发展的重要组成部分，是由普通本科高校与社会力量合作举办的本科层次教育的高等教育机构，以培养具有创新精神和实践能力强的高素质应用型人才为目标[1]。南京理工大学紫金学院（以下简称“学院”）是 2004 年经国家教育部批准改制为本科层次的独立学院。学院围绕应用型大学的办学定位，充分依托南京理工大学的优质教育资源和办学优势，致力于培养“基础扎实、知识面宽、实践能力强，具有创新意识和创新精神、人文精神与科技素养相结合”的应用型、复合型、高素质专门人才。
作为应用型人才培养的高校，实践教学环节是培养学生动手能力、创新能力和创业能力的重要环节，与之对应的实验室建设在教学过程中承担着重要的作用[2]。近年来，学院积极推进转型发展，促进应用型人才培养课程体系建设，加强实践教学环节，进一步优化人才培养方案，逐年投入经费建立各个学科的配套实验室，逐渐形成了多个综合性专业实训中心和基础实验教学中心。制图类实验室作为专业基础课实验教学中心，在工科专业教学过程中发挥了重要的作用。随着计算机技术的发展和信息化程度的不断提高，制图类实验室在教学运转过程中，也出现了一系列不合时宜的问题。针对学院制图类实验室的建设情况，分析其问题存在的主要原因，提出一系列的改进措施，以提高制图类实验室建设的整体水平，更好地促进应用型人才培养。
一 制图类实验室建设的基本情况
目前，制图类实验室建设面积 320m2，实验设备150 台套数，主要包括机械制图实验室、3D 打印实验室、工程分析实验室及模型室，支撑《工程图形学》、《机械制图》、《有限元分析方法与应用》、《AutoCAD》、《CAD/CAM 技术》、《机械拆装与测绘》、《机械设计基础课程设计》等课程的课内实验，开设项目数 45 项，学生学时数 2580 学时，同时以开放实验室管理模式[3]，为学生参加各类学科竞赛提供实践场地。
二 制图类实验室建设存在的问题
（一） 实验室场地分散，实验设备陈旧
机械制图实验室，可以供 80 人左右机械制图课程教学，主要功能是为学生提供手工制图场所；工程分析实验室，包括 40 台计算机，主要功能是为学生提供计算机制图场所；模型室， 主要功能是存放制图教具，包括绘图工具、测量工具、实物模型教具等；3D 打印实验室，包括 4 台桌式打印机和 1 台三维扫描仪，主要功能是为学生提供绘图功能实现，完成三维模型创建等。由于学校基础建设是逐年投入的，所以在实验室建设过程中，出现各实验室场地比较分散，给教学准备工作带来了诸多不便，主要体现在上课地点与模型室和制图场所分离，很难实现理论教学与实践教学相结合；计算机绘图需要在工程分析实验室进行， 但是由于理论教学人数较多，实验室不能满足，所以理论教学部分只能安排到教室，且分批次教学。场地分散自然带来管理混乱，无法集中管理，协调性较差。
实验室设备过于陈旧。目前，模型室里的实物模型还是十年前的教具，因管理不善，磨损严重，极大影响了教学环节的质量；工程分析实验室的计算机配置过低，因电脑软件大都需要上G的内存，所以配置过低自然带来绘图时运行缓慢，经常出现死机状态，影响教学进度；桌式打印机打印精度较低，打印的3D模型与实物模型差别较大，很难体现学生创造和创新能力的可行性，也削弱了部分学生的学习积极性和主动性。
从教学大纲和要求上看，前述的《机械制图》、《AutoCAD》、《CAD/CAM 技术》等 7 门理论课程的教学内容是孤立的，但是它们都是围绕培养学生的识图、绘图能力而开设的专业基础课，所以在开设实验项目的时候要找出它们之间的内在联系，体现学科的系统性。制图类课程实践性很强，在学习过程中强调学生的参与性、行动性和实践性。而训练学生这种能力的最好方法就是在实践环节中利用项目导向教学法[4]，设计一些综合性的项目，诸如台虎钳、钟摆、千斤顶等图纸设计。项目式教学采用小组教学，学生独立完成和教师讲解相结合。教学过程中，以项目任务书形式为学生明确学习目标和工作任务[5]。在项目拆装和测绘阶段，要求学生根据所学的制图基础知识识别所给项目中的零部件组成，并按照典型零件的划分要求将零件归类；最后根据各类典型零件的表达方法和要求，完成零部件的草图绘制；在工程图纸绘图阶段，要求学生熟练使用尺规、AutoCAD、三维软件（Creo/UG/Solidworks/Catia）完成项目的二维和三维工程图纸，这个过程加深了学生对制图知识的理解，特别是建立了学生的制图标准规范意识，锻炼了学生的识图、制图能力，培养了学生的职业素养和专业技能；在 3D 打印阶段，要求学生根据小组所完成的项目，按照 3D 打印技术要求，设置数字模型的技术参数，完成产品的打印成型，并要求组与组，组员与组员之间进行内部评比，找出差距，提出改进措施和方案，从而培养学生的合作意识和团队精神，进一步提升学生的职业能力。
（二） 实验项目单一，系统性较差
由于各门课程的任课教师不同，在教学过程中教学交流较少，所以开设的实验项目比较单一、缺乏系统性；只是注重学生掌握理论知识的能力，而不是体现学生的职业能力，忽视了学生的自主性发展和综合能力的提高，使得实验效果欠佳。学生在实验过程中，只是为了满足课程的实验要求，完成即可，甚至是走马观花，临时应付一下，达不到提高学生的动手实践能力。任课教师也是针对自己的课程实验作以严格要求，没有把制图类各门课程之间的内在联系体现出来，所以很难达到预期的教学效果。
（三） 实验室管理制度不健全
模型陈列区主要是放置各类实物模型，模型相对比较简单，主要强调的是点、线、面的投影规律，包括基本体、截交线、相贯线、典型零件和装配体等；手工绘图区摆放 80 套绘图桌凳，主要完成手工绘图的教学工作。机械制图课程教学可以采取理实一体化教学模式，教师可以根据理论教学进度相应地选取模型区的实物模型开展教学工作。每件模型均有上百件，可以同时满足学生使用，学生根据教师的要求从模型区取出同样的实物模型进行对照画图，达到了“教中学，学中做”的教学效果，提高了学生的学习积极性和主动性，更容易培养学生的三维空间想象能力和逻辑思维能力；3D 打印区放置 4 台国产的桌式打印机，主要完成三维图像的打印成型，并且和工程分析实验室计算机绘图相结合， 学生在手工绘图区完成二维绘图后， 利用计算机三维软件， 诸如Creo/UG/Solidworks/Catia 等，建立实物的三维模型，再通过数据前处理和优化，将数字模型导入到3D 打印机识别的模型文件，设定 3D 打印技术参数，实现三维模型的打印成型。最终通过打印后作品和前面实物模型作对比，找出建模过程中存在的问题，并提出改进方案，达到产品二次设计的目的，从而培养学生的创造和创新能力。
（四） 实验室管理人员管理水平不够
浇头，也就是我们俗称的面汤和卤子，也有很多讲究。如果说刀功是山西刀削面的体魄，那浇头就是面的灵魂。大骨熬成奶白色的汤汁，泼在刚出锅的面上，碗中覆盖着几片薄如蝉翼的酱牛肉，再佐以黄瓜丝、绿豆芽、青蒜等时令蔬菜，滴上点陈年老醋，一碗地道的山西刀削面即算完美呈现。
三 制图实验室建设的改进措施
（一） 调整实验室布局，加强理实一体化实验室建设
我们走在什么地方了。我留心看。小菜场。她恐怕快要到了。我应当不失了这个机会。我要晓得她更多一些，但要不要使我们继续已断的友谊呢？是的，至少也得是友谊？还是仍旧这样地让我在她的意识里只不过是一个不相识的帮助女子的善意的人呢？我开始踌躇了。我应当怎样做才是最适当的?
在乳腺癌小鼠成功造模后，采用背部sc CORT混悬液（每300 mg CORT用5 mL DMSO预溶解，超声充分溶解后，加入95 mL生理盐水），30 mg/kg，每天1次，连续21 d，制备抑郁症小鼠模型。
根据应用型人才培养要求，结合学校实验室建设实际情况，将模型室、机械制图实验室和 3D 打印室整合为一个综合性实验室，划分为模型陈列区、手工绘图区、3D 打印区。
在实验室管理方面，学校要求专业教师作为实验室责任人，不仅要担任课程的实验教学，也要参与实验室建设、规划与管理工作；同时，每个专业配置一个实验室管理人员，作为实验室安全责任人，负责整个专业所有实验室的安全工作。按照学校对实验室管理人员的职责认定，管理人员只是负责课程实验开课之前的准备工作，比如实验耗材的准备、实验仪器的调试以及课程实验结束后的整理工作等。由于专业教师不仅要承担大量的课程教学任务，还要承担一部分科研工作，所以在实验室建设和管理方面只是力不从心，同时在实验室建设和管理考核方面学校还没有一套严格且完整的管理制度，所以往往出现问题时，实验室管理人员与专业教师之间互相推诿责任，影响实践教学环节的开展。
在实验室管理人员配置方面，严重出现人员数量不足、管理经验缺乏、技术水平较低等状况，这是与学校对实验室管理人员的职责认定息息相关。每个专业只是配置一个实验室管理人员，需要完成3-5 个实验室的管理工作。如果实验室开课比较集中的时候，实验室管理人员明显不足，导致管理不善。在实验仪器设备出现问题的时候，也可以看出实验室管理人员技术不足，只能联系实验设备厂家到现场进行调试与维修。这个过程需要管理人员全程跟踪，并及时将情况反馈给专业教师，以便专业教师及时调整教学实施计划。如果实验管理人员对实验仪器不了解、损坏程度不明确，往往是事倍功半，也间接影响到专业教师的实验教学进度。
（二） 以项目导向为教学理念，设计课程内实验项目
做法：准备好材料，猪肉绞成肉泥，蒜头切成末，香葱切成末。加入盐、胡椒粉、老酒，搅拌均匀后再加入葱花、蒜末。均匀地裹上生粉。肉丸不需要太大，待油温七八成热时放肉丸，炸至金黄时捞出，可搭配彩椒或土豆条一起食用。
（三） 明确责任人和实验室管理人员职责，加强实验室管理工作
制图类实验室一直推行实验室责任人制度， 责任人由相应的课程任课教师担任，不但要负责理论课程的实践教学环节，同时要负责该实验室的建设、发展和规划工作。在实验过程中，任课教师应做好实验室使用记录和实验仪器设备是否完好等备案工作，如出现仪器设备磨损、损坏等异常情况，应及时向实验室管理人员报备。根据理论知识的不断更新，要及时提出实验室建设的更新方案，以满足理论教学的要求。实验室管理人员认真负责实验室的管理工作，诸如课前准备、课后整理以及耗材的使用情况、实验仪器设备的维修和保养等。对任课教师反映的问题应及时反馈，不得拖延时间，以免影响实践教学工作的开展，造成教学事故；建立一套完整的制图类实验室管理制度，如制定《制图类实验室责任人工作职责》、《制图类实验室管理人员工作职责》、《制图类实验室使用与管理办法》等，以做到职责明确、制度可循。
（四） 加强实验室师资队伍建设，提升教师的专业技能
建立层次分明、结构合理、具有较高业务水平和专业素质的实验室师资队伍。制图类实验室的建设、发展以及规划工作，需要实验指导老师具备较强的工程实践背景，特别是随着 3D 打印技术的兴起，3D 打印设备的使用、维护和保养工作是当前专业教师和实验室管理人员面临的重要工作之一。鉴于大部分专业教师和实验室管理人员业务能力不强、技术水平不高等问题，加大“双师型”教师的培养力度，提高实验室教师的师资待遇；在用人方面，可以采用“引进来、走出去”相结合、“老中青、传帮带”相结合、专职和兼职相结合的灵活务实的用人机制，整合校内外实践教师资源，提升专职教师和实验室管理人员的业务水平和专业技能[6]。同时，作为学科竞赛的指导老师，还可以在实验室对学生进行专项性的指导， 既帮助学生解决各种综合性问题，也能促进教师实验指导水平的提高，以满足培养应用型人才的需求。
四 建设成效
通过一系列的改进措施，制图类实验室的建设成效日益显现。实验室场地集中使得管理更加容易，协调性较好；实验项目从传统的单一性向综合性转变，一方面提升了学生做实验的积极性和主动性，另一方面，综合性项目要求专业教师既要具备扎实的理论基础，也要具有丰富的工程经验，从而促进了教师的教科研能力的发展和提升。综合性实验项目与学科竞赛相结合，激发了学生的学习热情、创新能力和创业精神。以图学学科竞赛作为学 生科技创新实践活动的载体，培养学生的实践能力，使更多的学生参与其中，对学生工程意识、科学精神、协作意识、团队精神、组织能力、竞争实力等综合素质的培养起到了积极的作用。近年来，制图类实验室积极组织学生参加华东区大学生 CAD 技能大赛、全国大学生三维数字化创新设计大赛，并取得了省级奖项 20 多项、国家奖项 10 余项；专业教师申报制图类教改课题 3 项，主编应用型本科制图教材 2 部；制定完成实验室管理制度文件1 份，实验室责任人与实验管理人员考核评定办法 1 份，有效地促进了制图类课程实验教学改革，提高了制图类实验室的整体管理水平。
五 总结
制图类课程是机械机械工程专业所开设的一系列专业基础课，实践性和应用性较强。制图类实验室建设需要满足学生学习过程中的参与性、行动性和实践性。通过分析实验室建设与实践教学过程中存在的问题和不足，相应提出改进措施，不断改善实验室教学环境、教学条件，促进了实验室的建设和发展，提升了专职教师实验教学水平和实验室管理人员管理水平，加强了学生的动手和实践能力的培养，提高了应用型人才培养的水平。
参考文献
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[2] 陈飞，魏碧霞，范扬波.独立学院机械实验室建设规划与探索[J].实验科学与技术，2017,15（3）：135-138.
[3] 刘瑛，李凯，曹默等.基于全方位开放实验室的工程制图教学创新与实践[J].图学学报，2017,38（1）：123-127.
[4] 堵国樑，胡仁杰，黄慧春，等.以项目为导向的电子电路实验研究与改革[J].电气电子教学学报，2015（6）:98-100.
[5] 赵博.基于“项目与行动导向教学”理念的中职机械制图课程的教学研究[D].河北：河北师范大学， 2014:8-9.
[6] 林祖正，黄艳.独立学院机械类实验室建设的探讨[J].轻工科技，2013（12）:120,126.
Problems in the Construction of Cartographic Laboratories in Independent Colleges and Improving Measures and Effectiveness
WANG Li, ZHAO Jian-ping, FEI Ye-qi
（Zijin College, Nanjing University of Science & Technology, Nanjing, Jiangsu, China）
Abstract: The cultivation of the ability to read and draw is one of the most important practical teaching links for engineering students, and the corresponding laboratory construction plays an important role in the teaching process. Based on the teaching objective of cultivating applied talents and the orientation of independent colleges, this paper expounds the current situation of the construction of cartographic laboratories in colleges, analyses the problems existing in the process of the construction of laboratories, and puts forward corresponding improvement measures to further promote the reform of experimental teaching,and achieves good teaching results. practical results show that the improvement measures improve the utilization efficiency of laboratory teaching resources, improve the quality of experimental teaching, and are conducive to the cultivation of students’engineering practice ability and the construction of laboratory teachers.
Key words: Cartographic； laboratory construction； Improving measures； Effectiveness
本文引用格式： 王力,等.独立学院制图类实验室建设的问题及改进措施与成效[J]. 教育现代化,2019,6(71):154-157.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.71.053
基金项目： 江苏省高校哲学社会科学研究基金项目(2017SJB2075)；南京理工大学紫金学院教学改革一般项目（20180101006）。
通讯作者： 王力，男，江苏徐州，副教授，硕士，研究方向：机械制图，机械CAD/CAM技术。
标签：制图论文; 实验室建设论文; 改进措施论文; 成效论文; 南京理工大学紫金学院论文;