非機械工科類“工程圖學”課程教學思考

摘要：非機械工科類“工程圖學”課程授課學時數較少，為保證教學目標的實現，從教學實踐出發，在教學方法和教學內容安排上提出了一些建議。教學方法上認為要精心選擇教材及教學課件、要訂制實物模型、根據學習目標精心組織教學活動、積極安排答疑和批改作業；教學內容方面建議畫法幾何少講而增加零件圖和裝配圖授課學時、關注并引導學生掌握最新國家標準知識、注重作圖實踐環節并適當介紹三維制圖知識。

關鍵詞：非機械工科類；工程圖學；三維制圖

“工程圖學”是一門用圖形研究工程與產品圖形信息表達、圖形理解和圖樣繪制的技術基礎課程，[1]其主要目的是培養學生繪圖、讀圖和圖解幾何問題的能力。該課程根據授課學生的專業與機械工程相關的程度分為三類：機械類、近機械類和非機械類，教學上的區別在于授課的學時數及對授課內容的安排上，不同的高等院校會根據自己學校的具體情況安排學時數和授課內容。[2-4]在三類工程圖學課程中，非機械工科類工程圖學課程授課學時最少，但同樣要求學生掌握繪制和閱讀工程圖樣的基本能力和一絲不茍的工程人員素質。要保證該教學目標的實現，就需要在教學方法和教學內容安排上進行積極探討。

一、“工程圖學”課程教學方法

1.要選擇好的教材和與教材相配套的教學課件

目前工程圖學類的教材很多，都各有其特點，有的是面向機械專業的，有的是面向近機械類專業（如材料科學與工程專業、測試計量技術與儀器專業等），還有的教材是面向非機械類專業的。所以首先要根據教學對象所屬專業來進行選擇教材。另外，對教材內容的編排也要特別注意，所選教材的內容應符合由淺入深，邏輯性強，例圖適當，講解清楚等特點，這樣，便于學生的課前預習和課后復習。

隨著計算機應用的普及，利用多媒體課件輔助教學已經成為一種非常有效的現代化教學手段，借助多媒體課件圖文并茂、生動活潑、表現力強等特點，可以渲染教學氣氛、激發學生的學習興趣、有效突破教學的重點和難點，從而收到事半功倍的教學效果。但并不是說只要使用多媒體課件就能起到積極的教學效果，即多媒體教學課件的選擇也是非常重要的。首先，所選多媒體課件應具有簡潔友好的界面，背景、文字及圖形的色彩搭配要協調，布局要合理；其次，課件內容，特別是例題，應與教材緊密結合，課件中的模型應立體直觀，最好具有動畫效果，投影作圖步驟及過程應清楚易懂等等。

2.一定要有與教材及配套習題集相對應的實物模型

從大學生智能發展的一般特征來看，他們已具備了一定的形象思維能力，但個體差異卻很大，有的形象思維能力很強，有的卻一般甚至較差。形象思維能力強的學生根據課堂內容及典型例題的講解就能掌握知識點，而立體思維能力差的同學在有限的教學學時內，即使有多媒體課件的輔助，也很難掌握知識點。為了使這部分學生立體思維能力得到提高，訂制并購買一批與教材和習題集中涉及的圖形相應的立體模型非常必要，這樣，立體思維能力差的同學可以在課間或課后及答疑時間通過揣摩訂做的實物模型來慢慢吸收知識點，逐步提高他們的形象思維能力。

3.根據學習目標組織教學活動

備好課是講好課的前提和保障，對于提高課堂教學效果有著直接的意義。備課，就是要在認真學習課程教學大綱、透徹理解與掌握教材的基礎上，確定每次課的教學重點和難點，并且要分析為使學生掌握重點和難點應采用的教學方法、應詳細講解哪些內容、應選擇哪些具有典型性和啟發性的圖例、應準備哪些實物模型以及應布置哪些習題等等。若在備課過程中為每次課確定學習目標，則不僅有利于教師正確選擇教學方法，妥善地組織教學過程，也有利于學生更好地制定自己的學習計劃，減少學習中的盲目性。例如，在準備“工程圖學”課程中的某章“機件常用的表達方法”的第一節“視圖”時，教學大綱對學生的要求是：熟悉各種基本視圖的名稱、配置；掌握各種視圖的畫法及規定。結合教材內容，可以將該節課的學習目標確定如下：能說出視圖的種類（名稱），并能正確敘述各種視圖的概念、繪制方法及標注方式；能根據各視圖的概念區別不同的視圖，會判斷視圖的繪制及標注方式是否正確；會對某一幾何形體根據要求繪制視圖并進行正確標注；能分析出表達某一幾何形體外形結構所需要的視圖；能用必要的視圖表達清楚復雜幾何形體的外形結構，并對視圖進行正確標注。在細化了學習目標，明確了教學重點和難點的前提下，就可以積極組織教學活動了。例如，可以采用啟發式的教學方式，選擇教材和課件中比較典型的圖例，再結合實物模型，讓學生明白什么樣的機件結構需采用斜視圖，什么情況下采用局部視圖或向視圖，它們各有什么特點，如何正確配置和標注等等。為使學生容易掌握教學難點，可以準備一些外形較復雜的實物模型，讓學生利用所學的幾種視圖分組討論出能將其外形表達清楚的各種方案，然后讓大家選出最優表達方案。最后，還要根據學習目標，從習題集中挑選出一些習題布置給學生，以使他們鞏固課堂所學內容，達到該次課對他們的教學要求。可以看出，備好每一堂課，確定每堂課的學習目標，在教師組織教學活動過程中起著積極的指導作用。

4.答疑、質疑必不可少

非機械類“工程圖學”課程的課堂教學學時非常有限，而學生的理解能力各異，一部分同學在課堂內容講解結束后仍存有疑問是必然的，因此，答疑是提高教學效果必不可少的輔助環節。如果不及時將這部分學生的疑問解答清楚，必然影響他們繼續學習該課程的信心和興趣。答疑時可帶一些與課堂內容或作業有關的模型，以助于學生空間思維能力的培養。也有一些同學由于自尊心或其他原因不主動答疑，這時一定要鼓勵他們答疑，必要時可請來質疑，最終目的是要幫助學生及時解惑，達到教學大綱對他們的要求。

5.認真批改作業

作業批改量不要少于一半，有精力的話，建議全改。通過每次課后習題的批改，能及時了解學生對每節課知識點的掌握情況。每周可在教學學時中抽出10分鐘左右時間對多數同學出錯的習題進行講解，以便讓同學及時掌握所學知識點。作業要求盡量獨立完成，鑒于“工程圖學”課程的特殊性，允許同學之間討論，但這不意味著作業可以照抄，對照抄的作業一定要通過評語指明，或降低作業分數以給予同學警告。

二、“工程圖學”課程教學內容

非機械類“工程圖學”課程的授課學時數較少，如果對畫法幾何和工程制圖相關內容面面俱到進行講授的話，必然會出現“老師教的匆匆忙忙，學生學得迷迷糊糊”的情況，因此一定要精心安排教學內容。

1.減少畫法幾何授課學時，增加工程制圖授課學時

減少畫法幾何部分的授課學時意味著要對該部分授課內容進行精簡。畫法幾何部分主要講授點、線、面、基本體以及表面交線（截交線和相貫線）的投影理論和方法，建議直角三角形法、換面法、線面相交、面面相交等知識點均可不講，在講述后面內容涉及這些知識點時隨時揉進去即可，如截交線部分揉進線面相交的知識、斜視圖部分揉進換面法的知識等；表面交線部分以截切面或相貫體等具有投影積聚性的情況作為重點講授即可。工程制圖部分是這門課學習的重點，為使學生能掌握畫圖和看圖的基本能力，建議適當增加零件圖和裝配圖的授課學時數，要帶學生詳讀（從視圖的選擇、圖樣的表達到尺寸標注和技術要求等）幾張典型零件圖和較簡單（非標準零件數為4個左右）的裝配圖，不能將該部分內容一帶而過。

2.引導學生及時掌握最新制圖國家標準

標準是為了在一定范圍內獲得最佳秩序、經協商一致制定并由公認機構批準，共同使用的和重復使用的一種規范性文件。正如ISO等所強調的“沒有標準，世界的運行將戛然而止……”工程圖樣被喻為工程界的“技術語言”，學習制圖標準的主要目的就是為了更有效地繪制和閱讀工程圖樣。1988年至今20多年來，頒發制圖標準的模式是不成批的連續式地發布，這種發布模式就要求與工程設計相關的人員必須時時關注是否有新制/修訂的標準出現。制圖標準作為“工程圖學”課的重要內容之一，任課教師應當在第一時間掌握國標修訂方面的最新信息，了解我國國家標準體系和國際標準的最新動態，理解新國標與舊國標之間的區別和聯系，及時更新教學內容，并引導學生及時掌握最新標準知識。[5]

3.注重實踐環節

非機械類“工程圖學”課程因授課學時的限制，所以對零件的測繪這一實踐環節可能沒時間進行，因此計算機繪圖（AutoCAD）和尺規繪圖練習（至少3次A3圖）必不可少。它們不僅有助于學生對國家標準的真正消化吸收，另一方面對培養學生一絲不茍的工程人員素質也有著重要作用。

4.適當介紹三維制圖知識

在批改學生三視圖的作業時，經常會發現學生根據已知兩視圖求畫的立體草圖，這些草圖是他們將圖形從二維向三維轉化過程的結果表達，但由于初學者對立體之間的相對位置、一些立體表面的交線等想象不清，因此影響了立體草圖的正確繪制，致使所求出的第三視圖也不正確。這種情況說明，如果學生能掌握一些三維制圖的基本知識，那么他們就可以通過三維軟件本身自動生成表面交線、或根據造型情況與希望形體的符合程度來調整立體之間的相對位置了。教師并不要求學生完全掌握一種三維軟件，以Solidworks為例，學生只要能夠進行一些常用的操作即可：[6]如通過草圖繪制產生基本圖形，再對其進行拉伸、旋轉、切除、掃描、放樣、抽殼等操作來獲取任意形狀的形體。這樣，在學生練習三維造型的過程中，從平面（即繪制的投影圖）轉換到空間（空間的實物形狀）和從空間轉換到平面這個空間思維能力也會得到很大提高，從而有助于看圖、識圖能力的培養。

三、結論

非機械工科類專業本科生的培養目標主要是培養學生的圖形與工程素質：即形象思維、圖形表達和工程素質。只有通過對教學內容的精心安排，對教學方法的認真研究，才能達到預期的培養目標。

參考文獻：

[1]童秉樞，田凌，馮涓.10年來我國工程圖學教學改革中的問題、認識與成果[J].工程圖學學報，2008，（4）：1-5.

[2]黃利平，孟明辰.工程制圖課程內容和課程體系改革[J].工程圖學學報，2005，（6）：156-159.

[3]王建華，畢萬全，李曉民，等.工程制圖精品課程建設的探索與實踐[J].工程圖學學報，2006，（6）：121-125.

[4]焦永和，張彤，陳軍，等.第7次普通高等學校圖學教育現狀的調查與研究[J].工程圖學學報，2009，（3）：168-172.

[5]沈月英.“機械制圖”課程教學的實踐與探索[J].常州工學院學報，2007，20（4）：85-88.

[6]張信群.Solidworks在機械制圖教學中的應用與探討[J].滁州職業技術學院學報，2011，10（2）：70-72.

（責任編輯：宋秀麗）