面向創(chuàng)新教育的《工程圖學(xué)》教學(xué)模式探索

摘 要： 本文闡述了在《工程圖學(xué)》教學(xué)中開展創(chuàng)新教育的必要性，分析了《工程圖學(xué)》的地位和存在的問題，提出了實(shí)施創(chuàng)新教育的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞： 創(chuàng)新教育 能力培養(yǎng) 《工程圖學(xué)》 教學(xué)模式

一、引言

二十一世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)的時代，國力的競爭愈來愈取決于人才的競爭，擁有大量富有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力、能參與國際競爭的高素質(zhì)人才資源的國家，就具備了發(fā)展知識經(jīng)濟(jì)的巨大能力。知識經(jīng)濟(jì)時代需要創(chuàng)新人才，而創(chuàng)新人才的培養(yǎng)離不開創(chuàng)新教育。目前，全面推進(jìn)素質(zhì)教育，培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才已成為高等學(xué)校的首要使命，更新教育觀念，深化教育改革，構(gòu)建高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，已是高等教育發(fā)展的必由之路。教育觀念的創(chuàng)新是教學(xué)改革的先導(dǎo)，對提高本科教學(xué)質(zhì)量、拓展學(xué)生素質(zhì)具有關(guān)鍵性作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會對人才不斷提出新的要求，對高等院校的教育思想觀念不斷提出新的挑戰(zhàn)。

高等學(xué)校的教育體系是一個系統(tǒng)工程，在大學(xué)本科教育中落實(shí)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是一個全方位、多角度、多層次的復(fù)雜問題。創(chuàng)新教育不同于傳統(tǒng)的教育，它是以學(xué)生為中心，以啟發(fā)性教育為主，重視學(xué)生的個性發(fā)展，注重學(xué)生創(chuàng)新思維與創(chuàng)新實(shí)踐的訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力為主要目標(biāo)的一種教育模式。因此，在《工程圖學(xué)》教學(xué)中積極開展創(chuàng)新教育，能充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造欲望，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新品質(zhì)和創(chuàng)新能力，以適應(yīng)知識經(jīng)濟(jì)時代對人才培養(yǎng)的需要。

二、《工程圖學(xué)》課程的地位

《工程圖學(xué)》課程是高校機(jī)械類學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，“制圖是工程師的語言”有力地概括了《工程圖學(xué)》在整個專業(yè)課程體系中的地位和作用。《工程圖學(xué)》是大學(xué)生所學(xué)的第一門理論與實(shí)踐結(jié)合最緊密的課程，通過此課程的學(xué)習(xí)，教師不但教給學(xué)生空間分析問題和解決問題的能力，而且教給學(xué)生繪圖和讀圖的能力與技巧，對后繼的專業(yè)課、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計都有很大的影響。因此，本課程的教學(xué)效果不但直接影響到大學(xué)生的知識、能力的培養(yǎng)，而且從側(cè)面反映了課程教學(xué)與能力培養(yǎng)兩者的關(guān)系和重要性，同時，由于計算機(jī)技術(shù)和三維CAD/CAM技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用，人們的思維方式和工作方式都發(fā)生了巨大變化，《工程圖學(xué)》的內(nèi)涵和定位也發(fā)生了深刻的變化，但是用“圖”進(jìn)行設(shè)計交流始終不變。于是，《工程圖學(xué)》課程的教學(xué)任務(wù)不再是簡單地畫圖和讀圖的問題，而是著重培養(yǎng)空間想象能力、形象思維能力、圖形表達(dá)能力，以及創(chuàng)新構(gòu)形能力，即對工程對象的表達(dá)能力、工程實(shí)踐的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)和工程活動的協(xié)作能力等工程設(shè)計能力與工程素質(zhì)的培養(yǎng)。

三、《工程圖學(xué)》課程教學(xué)過程中存在的問題

《工程圖學(xué)》課程教學(xué)過程中存在的問題，主要表現(xiàn)為兩個方面：一是學(xué)生在課程設(shè)計或畢業(yè)設(shè)計中，有了設(shè)計思路，但“不會畫或畫不好”；二是學(xué)生用CAD軟件建立對象的三維模型，卻不能用二維的圖形正確地表達(dá)。這種課程教學(xué)的效果與課程建設(shè)的水平不相適應(yīng)的現(xiàn)象，是教學(xué)改革過程中呈現(xiàn)的問題，既有教育大環(huán)境的因素，也有課程自身的問題。一是擴(kuò)招與學(xué)時壓縮，削弱了機(jī)械類學(xué)生工程能力培養(yǎng)的環(huán)境和時間條件；二是在《工程圖學(xué)》教學(xué)過程中弱化了一筆一畫的示教過程和手工畫圖，嚴(yán)重降低了課程教學(xué)質(zhì)量。

四、《工程圖學(xué)》新型教學(xué)模式

《工程圖學(xué)》教育已經(jīng)不是一門課程教學(xué)的問題，而是圍繞工程素質(zhì)教建立、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的公共平臺。《工程圖學(xué)》的教學(xué)已發(fā)展為機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計能力的培養(yǎng)平臺，涵蓋了知識培養(yǎng)、能力培養(yǎng)及工程素質(zhì)培養(yǎng)的訓(xùn)練。《工程圖學(xué)》已經(jīng)發(fā)展成為工科培養(yǎng)體系中的可視化、數(shù)字化設(shè)計平臺。通過整合與重構(gòu)，建立由三個模塊組成的新的課程體系，即基本投影方法及建模理論、設(shè)計方法與表達(dá)方法和技能、測繪建模和構(gòu)形設(shè)計專題實(shí)踐三個模塊。新體系強(qiáng)調(diào)構(gòu)思、設(shè)計、表達(dá)這條主線，從三維到二維、再從二維到三維的理念來搭建課程體系，并在專題實(shí)踐中進(jìn)行課程的綜合應(yīng)用，同時明確計算機(jī)圖形技術(shù)中三維建模與二維繪圖的關(guān)系，即三維建模主要表現(xiàn)設(shè)計對象的總體結(jié)構(gòu)和形狀，二維工程圖樣則表達(dá)設(shè)計對象的尺寸大小和相互位置關(guān)系，兩者在課程體系中有著同等重要的地位。

《工程圖學(xué)》課程的教學(xué)內(nèi)容以“圖形”為主，課程的信息量大、耗時多，既要節(jié)約畫圖時間，還要體現(xiàn)一筆一畫的示教過程及計算機(jī)繪圖工具的應(yīng)用，因此，《工程圖學(xué)》新型教學(xué)模式應(yīng)建立在協(xié)調(diào)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程與教育技術(shù)之間的關(guān)系之上，應(yīng)堅(jiān)持傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體CAI教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、繪圖軟件教學(xué)相互結(jié)合，相互交替，相互滲透，創(chuàng)建課程教學(xué)新方法。它主要以CAI課件來組織課堂教學(xué)內(nèi)容，便于理清條理、凸現(xiàn)重點(diǎn)、減少板書，提高工效率；以計算機(jī)繪圖軟件作為教師畫圖教學(xué)工具，對點(diǎn)、線、面的投影，相貫線、截交線的繪制，組合體及剖視圖的畫法，均可用繪圖軟件進(jìn)行示范，邊邊操作、邊講解，再以電子素材及其它教具、模型輔助教學(xué)，形成了集CAI技術(shù)、繪圖工具應(yīng)用及示教過程于一體的教學(xué)模式，所以教師可根據(jù)各自的條件形成各具特色的課堂教學(xué)。課程實(shí)踐環(huán)節(jié)是作為課堂教學(xué)的必要補(bǔ)充，應(yīng)以培養(yǎng)基本繪圖技能和產(chǎn)品設(shè)計技能為目標(biāo)，主要包含徒手繪圖、尺規(guī)作圖、計算機(jī)繪圖、機(jī)械產(chǎn)品測繪建模和計算機(jī)輔助構(gòu)形設(shè)計，并應(yīng)按課程專題實(shí)踐的形式進(jìn)行。具體措施為下列幾個方面：

1.將設(shè)計概念引入課堂教學(xué)。

在《工程圖學(xué)》的教學(xué)過程中引入設(shè)計過程與設(shè)計方法，不斷融入工程學(xué)、設(shè)計學(xué)、創(chuàng)造學(xué)，以及對產(chǎn)品全生命周期概念等相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生對本課程的作用、零部件結(jié)構(gòu)與功能、圖形的表達(dá)等有了全方位的理解。在教學(xué)過程中，引用大量的教學(xué)素材，培養(yǎng)學(xué)生的三維空間想象力，使學(xué)生學(xué)會參數(shù)化建模、三維實(shí)體建模。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，在零件圖或裝配圖學(xué)習(xí)結(jié)束后，進(jìn)行階段性專題實(shí)踐，主要由教師給出零件或部件的基本功能要求，由學(xué)生根據(jù)零部件功能進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)思設(shè)計和繪圖表達(dá)，并要求學(xué)生必須緊扣形體構(gòu)思及零件和裝配結(jié)構(gòu)合理表達(dá)的特點(diǎn)，注重零件形體結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)構(gòu)思的新穎性和創(chuàng)新性，以及視圖表達(dá)方案選擇的合理性和圖形表達(dá)的正確性，著重強(qiáng)調(diào)構(gòu)思、設(shè)計、表達(dá)及三維建模與二維繪圖的訓(xùn)練。

2.營造互動式學(xué)習(xí)環(huán)境，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。

以交互式教學(xué)作為課堂教學(xué)的主要形式，避免一講到底、滿堂灌的“填鴨式”教學(xué)模式。課堂教學(xué)要面向?qū)ο螅匀藶楸荆詫W(xué)生為中心，重視學(xué)生的反映。在形式上教師要提倡雙向交流，要留給學(xué)生想象的空間和時間，鼓勵學(xué)生多提問、多思考，注意活躍課堂氣氛，采用課堂討論、課堂練習(xí)、課堂輔導(dǎo)等多種教學(xué)形式，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。

充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，鼓勵學(xué)生在教師的指導(dǎo)下開展各種形式的自主學(xué)習(xí)，主要通過小論文、小制作、小測驗(yàn)的形式加以反映，從而充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性，促使學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)，課堂積極思維，課后根據(jù)個體的不同進(jìn)行選擇性的提高學(xué)習(xí)。

3.構(gòu)建自主學(xué)習(xí)平臺，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

應(yīng)建立網(wǎng)上自學(xué)輔導(dǎo)系統(tǒng)，主要是《工程圖學(xué)》網(wǎng)絡(luò)課程及配套課件、電子模型掛圖庫、解題輔導(dǎo)系統(tǒng)、師生互動信箱等，學(xué)生隨時可以查詢或參與討論。同時要開發(fā)計算機(jī)實(shí)驗(yàn)演示系統(tǒng)，充分發(fā)揮計算機(jī)的優(yōu)勢，用更形象生動的形式來表現(xiàn)二維、三維構(gòu)型和構(gòu)圖，幫助學(xué)生拓展空間思維。

五、結(jié)語

改革與創(chuàng)新是高等教育發(fā)展的動力，《工程圖學(xué)》新的教學(xué)模式不僅使學(xué)生的學(xué)習(xí)目的明確，而且知識結(jié)構(gòu)更合理，設(shè)計意識也得到了激發(fā)，并能自覺地把《工程圖學(xué)》知識融入到制造業(yè)信息化中，提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維，達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)。

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