中日機(jī)械制圖教材的比較及對教學(xué)改革的啟示

舒 宏， 胡清泥， 高 菲

（大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 大連 116024）

在國際化大趨勢背景下，越來越多的大學(xué)引進(jìn)機(jī)械制圖課程的國外原版教材，鼓勵教師開展雙語教學(xué)，并把它作為教學(xué)改革的一項重要舉措。國外優(yōu)秀教材具有學(xué)術(shù)水平高、內(nèi)容新、實用性、實效性強(qiáng)，教材的涵蓋面廣泛等特點(diǎn)[1-2]，目前國內(nèi)許多大學(xué)已開展了機(jī)械制圖中英雙語教學(xué)，引進(jìn)與改編的制圖教材均為英文版的教材。近年來，國內(nèi)學(xué)者在中英機(jī)械制圖及圖學(xué)教材的改編、比較分析及其對我國圖學(xué)教育改革和精品課程建設(shè)的啟示等方面做了許多有益的工作[2-4]。然而，在對日語教材的相關(guān)研究方面，雖然方沛?zhèn)惖葘蓢嫹◣缀谓滩倪M(jìn)行了比較研究[5]，李迎春等介紹了日本岡山大學(xué)工程圖學(xué)的教學(xué)情況[6]，但總體而言，目前在對中日兩國的機(jī)械制圖課程的教材及教學(xué)活動等相關(guān)方面的比較分析的研究還較少。面對中日兩國學(xué)術(shù)交流頻繁和國內(nèi)擁有大批日資生產(chǎn)型企業(yè)的現(xiàn)實，對日本機(jī)械制圖課程教材教學(xué)的比較研究和分析對于我國的人才培養(yǎng)具有重要的現(xiàn)實意義。

本文從機(jī)械制圖教學(xué)改革新理念與雙語教學(xué)有機(jī)結(jié)合的角度，對中日兩國制圖教材、教師以及課程設(shè)置等方面進(jìn)行比較分析與思考，目的在于使其能對機(jī)械制圖課程的教材建設(shè)、教學(xué)改革、雙語教學(xué)等環(huán)節(jié)起到啟發(fā)和促進(jìn)作用。

1 教材特點(diǎn)及內(nèi)容比較

1.1 教材總體特點(diǎn)的比較

由于兩國國情、教學(xué)體系、教育背景的不同，兩國的教材在內(nèi)容上、形式上有著較大的不同。國內(nèi)不同學(xué)校編著的制圖教材基本上反映了教學(xué)大綱的知識系統(tǒng)的邏輯性、學(xué)科體系的基本原理，有固定的結(jié)構(gòu)框架[2]。教材的廣度和深度雖各自有不同的側(cè)重點(diǎn)，但總體上各教材之間重疊內(nèi)容較多。由于國內(nèi)教材的宗旨是培養(yǎng)學(xué)生畫圖與讀圖能力，因此教材各章節(jié)內(nèi)容詳細(xì)，知識點(diǎn)梳理清晰，理論性、概念性的內(nèi)容偏多，實際應(yīng)用性的內(nèi)容不足，缺乏將制圖知識與機(jī)械設(shè)計融合的內(nèi)容。教材配套有習(xí)題集，其題量較大，圖形偏復(fù)雜。

與我國相比，日本教材比較注重應(yīng)用性、廣泛性和時代性。以大西清編著的《標(biāo)準(zhǔn)制圖法》[7]一書為例，自出版以來至今已達(dá)到近160次印刷發(fā)行，具有相當(dāng)?shù)臋?quán)威性和時代性。教材內(nèi)容結(jié)構(gòu)緊湊、篇幅精煉，對理論性知識的闡述相對較少，而比較重視制圖課程與機(jī)械加工、機(jī)械設(shè)計等的融合和關(guān)聯(lián)。制圖教材中采用的圖例通常簡單易讀，力求學(xué)生熟練掌握國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的表達(dá)方法；另外，教材大多沒有配套的習(xí)題集，通常是在教材各章節(jié)末尾安排有數(shù)量不多的練習(xí)，難度上不及國內(nèi)非機(jī)類課程的難度。

1.2 教材結(jié)構(gòu)的比較

筆者在參閱中日兩國制圖教材的基礎(chǔ)上，以大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室編寫的《機(jī)械制圖》（第六版）（2007年7月出版，“十一五”國家級規(guī)劃教材）教材[8]和日本早稻田大學(xué)林洋次等編寫的《最新機(jī)械製図》（2006年3月出版）教材[9]為例，就機(jī)械類專業(yè)的機(jī)械制圖教材在內(nèi)容編排、篇幅、涵蓋面、側(cè)重點(diǎn)等幾個方面進(jìn)行對比，如表1所示。

表1 機(jī)械類制圖教材內(nèi)容構(gòu)成對比

從表1可以看出，我國教材總篇幅約為53.4萬字，采用571個圖例；日方教材總篇幅約為42.5萬字，采用400個圖例。雙方教材的編排順序大致相同，基本上是按照制圖基礎(chǔ)、機(jī)件的圖樣畫法、零件圖、裝配圖的順序進(jìn)行編排的。我國教材的章節(jié)劃分更為細(xì)致，將組合體、軸測圖、零件圖、標(biāo)準(zhǔn)件與常用件和裝配圖劃分為各自獨(dú)立大章節(jié)。日方的教材沒有組合體、零件圖章節(jié)，零件圖的內(nèi)容分別安排在機(jī)件的圖樣畫法、標(biāo)準(zhǔn)件與常用件等章節(jié)中介紹，裝配圖安排在簡單機(jī)械設(shè)計一章講解；引入與機(jī)械相關(guān)工程圖、英日專業(yè)詞匯索引的章節(jié)；機(jī)件的圖樣畫法與標(biāo)準(zhǔn)件與常用件為教材的重要章節(jié)，篇幅為25.3萬字，圖例268個，即占全書內(nèi)容的一半多。

在制圖教學(xué)過程中引入計算機(jī)繪圖內(nèi)容已成為共識。國內(nèi)教材借鑒歐美模式，將反映現(xiàn)代制圖技術(shù)的計算機(jī)繪圖作為一個重要內(nèi)容加以介紹，字?jǐn)?shù)為10.2萬字，圖例接近200個，即占全書內(nèi)容的五分之一。與此相對應(yīng)的是，許多日本大學(xué)往往將機(jī)械制圖與計算機(jī)繪圖作為兩門課程來講授，因此，日本機(jī)械制圖教材只是對計算機(jī)繪圖的發(fā)展和應(yīng)用情況進(jìn)行簡單介紹，并非計算機(jī)繪圖軟件的操作介紹，僅有約2.6萬字的篇幅。

通過對比兩國教材的結(jié)構(gòu)體系，可以看出各自內(nèi)容編寫的側(cè)重點(diǎn)不甚相同。我國教材注重形體、零部件的畫圖與讀圖訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)傳統(tǒng)的機(jī)械制圖知識與現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)結(jié)合的交叉訓(xùn)練；日方教材則著眼于傳統(tǒng)的機(jī)械制圖本身的技能訓(xùn)練，更注重與實際設(shè)計、應(yīng)用相聯(lián)系，擴(kuò)大機(jī)械相關(guān)知識的學(xué)習(xí)。

1.3 教材各章節(jié)內(nèi)容的比較

兩國機(jī)械制圖教材各章節(jié)的詳細(xì)內(nèi)容如表2所示。由表2可以看出，我國教材知識點(diǎn)梳理、歸納分類細(xì)致清晰，與圖學(xué)相關(guān)聯(lián)的理論性內(nèi)容較多。整個教材由制圖的基本知識到裝配圖內(nèi)容，突出了培養(yǎng)“畫”與“讀”技能的指導(dǎo)思想。教材與計算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，對 AutoCAD、Inventor等CAD制圖軟件做了詳盡的介紹，在各章節(jié)尾配有針對性CAD繪圖練習(xí)實例，并有大量三維造型圖例。應(yīng)當(dāng)說作為教材內(nèi)容詳細(xì)全面，可讀性、易讀性較好。但是，從制圖教學(xué)的實踐性、應(yīng)用性的教學(xué)特點(diǎn)來看，單純地教會學(xué)生“畫”與“讀”是不夠的。教材中與實際關(guān)系緊密的零件圖、裝配圖章節(jié)，雖然圖例很多，但與所舉圖例相關(guān)聯(lián)實踐性方面的內(nèi)容不足，這就使教材帶有重理論輕實踐的色彩，因此這些章節(jié)內(nèi)容上沒有從“畫”與“讀”的基本層面提升到機(jī)械設(shè)計更高的層面。

表2 機(jī)械類制圖教材內(nèi)容比較

與此相比，日本的教材語言簡練、結(jié)構(gòu)緊湊。其信息量廣、實用性強(qiáng)、與機(jī)械關(guān)聯(lián)知識融合較好是它最大的亮點(diǎn)。從制圖的基礎(chǔ)到簡單機(jī)械設(shè)計、從標(biāo)準(zhǔn)件常用件到機(jī)械相關(guān)工程圖、索引等內(nèi)容都充分體現(xiàn)了這三方面的特點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)件與常用件章節(jié)中，除國內(nèi)教材介紹的零件外還包括了聯(lián)軸節(jié)與離合器、滑動軸承、皮帶輪、管接頭及閥門等零件。簡單機(jī)械設(shè)計章節(jié)將機(jī)械的一系列制圖訓(xùn)練過程與機(jī)械設(shè)計聯(lián)系到一起，體現(xiàn)了培養(yǎng)設(shè)計制圖而非單純制圖技能的指導(dǎo)思想。除此之外，機(jī)械相關(guān)工程圖、日英文索引等部分使得機(jī)械制圖關(guān)聯(lián)知識得以延伸拓展。教材對零部件的詳細(xì)畫法上的介紹不多，沒有讀圖訓(xùn)練的內(nèi)容，這與我們的教材有著明顯的區(qū)別。由全書內(nèi)容編排可以看出日方教材重視實用性、知識廣泛性和國際交流性的特點(diǎn)。

1.4 典型章節(jié)的比較

現(xiàn)以裝配圖一章為例，對兩國教材的教學(xué)側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行比較分析。

在內(nèi)容劃分上，我國教材分為裝配圖的內(nèi)容、圖樣畫法、尺寸標(biāo)注與技術(shù)要求、零件序號和明細(xì)欄標(biāo)題欄、構(gòu)型設(shè)計的合理性、部件測繪、畫裝配圖的方法和步驟、讀裝配圖的方法和步驟、拆畫零件圖9個部分組成。日本的教材分為設(shè)計制圖的要點(diǎn)、測繪與制圖、機(jī)械的設(shè)計與制圖3個部分組成。設(shè)計制圖的要點(diǎn)包含設(shè)計流程、設(shè)計制圖的注意點(diǎn)、設(shè)計過程中與加工工藝相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等內(nèi)容。

在內(nèi)容講解上，我國教材中主要配置球閥、轉(zhuǎn)子油泵、減速器、立式柱塞泵、臥式柱塞泵等多個部件的裝配圖，分布于9個小章節(jié)當(dāng)中。除球閥、立式柱塞泵有工作原理的說明外，其他例舉的部件只有圖例，針對所舉圖例的機(jī)械整體認(rèn)知的內(nèi)容很少。日本教材在本章中以虎鉗、齒輪泵、伸縮式螺紋起重器、減速器、手動卷揚(yáng)機(jī)為例展開，每一種機(jī)器部件均配有軸測圖、工作原理、使用場合、裝配圖、零件圖介紹，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行零件拆卸、測繪、制圖，然后零件的設(shè)計、組裝、裝配圖等一系列訓(xùn)練。把由零件到機(jī)械、再由機(jī)械到零件的制圖學(xué)習(xí)與機(jī)械設(shè)計聯(lián)系到一起，整體內(nèi)容充實。日本教材在編寫上，僅基于所介紹的部件展開，并且課后的繪圖訓(xùn)練也是以此作為基礎(chǔ)進(jìn)行的，體現(xiàn)了以機(jī)器部件為中心的知識體系，內(nèi)容的連貫性和完整性較好。

通過上述比較可知，兩國教材均是不同國情、不同教育體制和不同課程設(shè)置下的培養(yǎng)目標(biāo)的反映。我們不能簡單地斷定日本教材就比我們的教材更好、更實用。國內(nèi)教材編著者側(cè)重對于學(xué)生讀畫圖的培養(yǎng)訓(xùn)練，注重知識劃分的條理性，講求內(nèi)容的細(xì)致性。但與實踐聯(lián)系的內(nèi)容、激勵學(xué)生創(chuàng)造性思維的內(nèi)容略顯不足。日本教材實踐應(yīng)用性的內(nèi)容多，注重學(xué)科間的關(guān)聯(lián)以及擴(kuò)大學(xué)生的知識面。強(qiáng)調(diào)國標(biāo)規(guī)定畫法的貫徹執(zhí)行，重視手工繪圖基礎(chǔ)能力訓(xùn)練。但由于對讀圖、形體表達(dá)等基本知識闡述少，學(xué)生通過教材學(xué)習(xí)掌握讀圖基本方法的訓(xùn)練等顯然不夠充分；雖然留給學(xué)生一定的想象力與創(chuàng)造力的發(fā)展空間，但是對于后續(xù)的機(jī)械設(shè)計是否有益值得商議。

2 教學(xué)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)比較

教學(xué)過程是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，按照專業(yè)課程體系進(jìn)行的一種認(rèn)知過程。教學(xué)活動中除教材外，還包括了教師、學(xué)生以及課程體系設(shè)置等諸多因素。以下從教師、課程設(shè)置兩個方面分析兩國機(jī)械制圖教學(xué)活動各個環(huán)節(jié)的特點(diǎn)。

2.1 教師的特點(diǎn)

機(jī)械制圖教學(xué)不僅包含畫圖、讀圖等一系列制圖本身的內(nèi)容，還包含了互換性、零件設(shè)計、金屬材料學(xué)、加工工藝學(xué)等諸多學(xué)科內(nèi)容，涉及到方案、強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)等與設(shè)計相關(guān)的專業(yè)知識。這就要求制圖教師具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗的同時還必須有深厚的專業(yè)知識、廣博的知識面和豐富的實際經(jīng)驗。

近年來，國內(nèi)制圖教師隊伍不斷向年輕化、高學(xué)歷化方向發(fā)展，35歲以下的教師占36%，博士及在職博士占21%，推動了工程圖學(xué)教育與計算機(jī)圖形學(xué)科研的結(jié)合與發(fā)展。但總體來看，68%的制圖教師的教學(xué)活動單一，只擔(dān)任制圖類課程的教學(xué)[10]；教師隊伍的知識結(jié)構(gòu)較為單一，實際設(shè)計經(jīng)驗缺乏、科研工作經(jīng)歷不足，大多的教學(xué)科研工作也僅僅局限于CAI的制作、教材、習(xí)題集的編寫等方面。制圖教學(xué)的模式通常借助于多媒體課件的課堂教學(xué)與課后輔導(dǎo)相結(jié)合，雖然在內(nèi)容上增加了CAD繪圖部分內(nèi)容，由于實踐性教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動的缺乏，仍然擺脫不了單純意義上的“制圖”的培養(yǎng)模式。教學(xué)、輔導(dǎo)、作業(yè)的教學(xué)工作量較大，科研能力有待提高是目前大部分制圖教師的現(xiàn)狀。

日本各大學(xué)的制圖教師通常由機(jī)械設(shè)計、金工、機(jī)械制造等專業(yè)課教師擔(dān)任。大多制圖教師有與企業(yè)合作開發(fā)的實際應(yīng)用課題，或有自己的研究方向研究室。由于具有深厚的專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗，加之對于后續(xù)相關(guān)課程了解，因此能夠在教學(xué)過程中不孤立地講授制圖知識，能適時地將自己的研究成果、企業(yè)合作開發(fā)成果等內(nèi)容穿插在教學(xué)中。將制圖教學(xué)有效地與設(shè)計知識、實際應(yīng)用緊密聯(lián)系在一起，力求傳授適應(yīng)于實際生產(chǎn)制造的設(shè)計圖紙的所有信息。教師根據(jù)所要講授的內(nèi)容，結(jié)合相關(guān)的設(shè)計、加工工藝、材料等知識，對教材內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充說明，以復(fù)印頁的形式課前發(fā)給學(xué)生。授課常常在繪圖室進(jìn)行。因此，每一位教師的教學(xué)內(nèi)容各具特點(diǎn)，而非千人一面。

2.2 課程設(shè)置特點(diǎn)

機(jī)械制圖課程涉及了許多相關(guān)課程的內(nèi)容，因此制圖課程在整個培養(yǎng)體系中設(shè)置的位置、學(xué)時也決定了機(jī)械類學(xué)生對于這一基本技能的掌握程度。

我國機(jī)械類制圖課的設(shè)置僅僅是將它作為一門課程，大多開設(shè)在第 2、3學(xué)期，而與機(jī)械相關(guān)的課程安排在制圖課程之后進(jìn)行。由于授課對象缺乏相應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)，缺乏相應(yīng)的知識儲備及對零部件感性認(rèn)識，因此制圖課程中實踐環(huán)節(jié)上的教學(xué)效果不太理想。另外從機(jī)械制圖課程結(jié)束到課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計，其間少有制圖的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，這就勢必造成知識鏈、記憶鏈的斷裂，使得專業(yè)知識學(xué)習(xí)的連續(xù)性、系統(tǒng)性和完整性受到影響。常常是課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計時學(xué)生對所學(xué)的制圖內(nèi)容大多已遺忘，出現(xiàn)高年級反而不會畫圖的現(xiàn)象。

日本的教育非常注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實際技能的掌握。日本各大學(xué)的機(jī)械制圖課程從教材內(nèi)容安排、課堂教學(xué)形式到學(xué)時設(shè)置，始終將培養(yǎng)制圖、設(shè)計的能力放在教學(xué)的首位。在整個教學(xué)體系的通盤考慮下，將制圖課程通常分為基礎(chǔ)制圖、設(shè)計制圖和CAD制圖三部分。在制圖課程之前先進(jìn)行機(jī)械工程入門課程的學(xué)習(xí)、金工實習(xí)，從而使學(xué)生對機(jī)械加工方法、工藝結(jié)構(gòu)等實際應(yīng)用知識有初步的掌握，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下了一定的基礎(chǔ)。在課程設(shè)置上將制圖課程貫穿于整個學(xué)習(xí)期間，從而保證學(xué)生的繪圖訓(xùn)練不間斷，繪圖技能不斷得以提高。因此在整體課程設(shè)置上達(dá)到培養(yǎng)效果更優(yōu)、教育實效更好的效果。

3 對教學(xué)的啟發(fā)意義

以上的比較分析對我國制圖教學(xué)改革、教材建設(shè)、雙語教學(xué)的實踐以及制圖教師綜合素質(zhì)養(yǎng)成等教學(xué)環(huán)節(jié)中的諸多方面的教育改革具有一定的啟發(fā)意義。

（1）對教材內(nèi)容結(jié)構(gòu)的啟發(fā)意義。不論是手工繪圖還是計算機(jī)繪圖，基本功訓(xùn)練與設(shè)計理念的傳輸是教學(xué)環(huán)節(jié)的重要內(nèi)容。因此，在教材上應(yīng)盡量減少理論性的敘述，適當(dāng)減少詳細(xì)畫法上的篇幅，增加實踐環(huán)節(jié)和應(yīng)用性的內(nèi)容，即在降低內(nèi)容的深度，擴(kuò)大內(nèi)容的廣度上下功夫。

（2）對教學(xué)方法的啟發(fā)意義。制圖教學(xué)的特點(diǎn)是重在實踐與應(yīng)用。機(jī)械制圖教師在注意提高自身的專業(yè)素質(zhì)的同時，還應(yīng)當(dāng)注重啟發(fā)式教學(xué)，適時進(jìn)行課堂討論、講一部分練一部分等相結(jié)合的教學(xué)方法。適當(dāng)減少學(xué)生的作業(yè)的難度與數(shù)量，增加徒手圖、軸測圖的訓(xùn)練。真正使學(xué)生在技能、素質(zhì)上得到培養(yǎng)。

（3）對課程設(shè)置方法的啟發(fā)意義。從全局的觀點(diǎn)來布局CAD的學(xué)習(xí)，避免與后續(xù)課程內(nèi)容重合。也可以借鑒日本大學(xué)課程設(shè)置的方法，將機(jī)械制圖中的CAD課程獨(dú)立為一個課程，使制圖學(xué)習(xí)與訓(xùn)練能夠具有很好的延續(xù)性。

（4）對雙語教學(xué)的啟發(fā)意義。雙語教學(xué)是在教學(xué)過程中采用兩種語言進(jìn)行的一種教學(xué)方法。對于雙語教學(xué)的實踐環(huán)節(jié)，首先要避免將雙語教學(xué)簡單地看作將課程內(nèi)容翻譯為外語講授，應(yīng)在將本國的制圖標(biāo)準(zhǔn)清晰地傳授給學(xué)生的前提下，適當(dāng)介紹國外制圖標(biāo)準(zhǔn)與我國標(biāo)準(zhǔn)的不同與關(guān)聯(lián)。其次，要充分利用借鑒原版教材的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，為學(xué)生們營造出一個能夠利用外語學(xué)習(xí)制圖相關(guān)知識的交流平臺。

4 結(jié)束語

通過上述對中日兩國機(jī)械制圖教材的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、教師特點(diǎn)、制圖課程的設(shè)置等的比較和分析，我們能夠?qū)W習(xí)發(fā)達(dá)國家優(yōu)秀教材的內(nèi)容體系、先進(jìn)的教學(xué)理念，不斷地推進(jìn)教學(xué)改革與創(chuàng)新。一個重要的啟示在于：應(yīng)從機(jī)械類人才培養(yǎng)總體最優(yōu)角度考慮包括機(jī)械制圖教材在內(nèi)的機(jī)械制圖課程建設(shè)問題。

[1]張紅霞, 等. 對引進(jìn)國外原版教材工作的綜合調(diào)查[J].江蘇高教, 2006, (5): 63-65.

[2]陳錦昌, 陳熾坤.《工程制圖》國外教材探討[C]//第一屆中國圖學(xué)大會及華東六省一市工程圖學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集, 2007: 466-469 .

[3]焦永和, 韓寶玲, 李蘇紅. Engineering Graphics [M]. 北京: 高等教育出版社, 2005. 1-445.

[4]江 洪, 等. 美國工程圖學(xué)教材對我國圖學(xué)教育改革和精品課程建設(shè)的啟示[J]. 工程圖學(xué)學(xué)報, 2006,27(6): 145-151.

[5]方培倫, 林二一. 中日兩國部分畫法幾何(圖學(xué))教材之比較[J]. 工程圖學(xué)學(xué)報, 2000, 21(4): 144-148.

[6]李迎春. 對日本岡山大學(xué)圖學(xué)教育狀況的思考[J].現(xiàn)代教育技術(shù), 2007, (10): 106-108.

[7][日]大西 清. 標(biāo)準(zhǔn)製図法[M]. 東京: 理工學(xué)社,2005. 1-107.

[8]大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室. 機(jī)械制圖(第 6版)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2007. 1-346.

[9][日]林 洋次. 最新機(jī)械製図[M]. 東京: 実教出版株式會社, 2006. 1-295.

[10]焦永和, 張 彤, 等. 近兩年我國高校圖學(xué)教育現(xiàn)狀的調(diào)查與研究[J]. 工程圖學(xué)學(xué)報, 2006, 27(6):111-115.