農業工程類“工程制圖”課程教學方法探索與實踐

田 輝,周雪花,梁愛琴,王 玲

(河南農業大學，河南 鄭州 450002)

農業工程類“工程制圖”課程教學方法探索與實踐

田 輝,周雪花,梁愛琴,王 玲

(河南農業大學，河南 鄭州 450002)

針對河南農業大學農業工程類“工程制圖”課程的教學現狀及課程教學中存在的問題，在教學理念、教學方法、內容組織、學生興趣引導、專業教育拓展、課程考核方式改革等方面做了積極的思考與探索。結果表明:這些措施的使用，激發了學生學習的主觀能動性，培養了學生的創新思維能力，提高了課程的教學效果，促進了教學相長。

農業工程專業；“工程制圖”課程；教學方法

DOI號：10.13320/j.cnki.jauhe.2015.0164

農業工程是為農業服務的應用型學科，是現代農業科學的三大支柱之一。培養適應現代科技發展，特別是具有工程領域技術集成與創新的農業工程類技術人才，是全國農業院校農業工程教育的重任。在人才培養上要求工程技術人員具有扎實的專業功底、精湛的專業技術以及指導生產實踐等能力。對于農業工程專業的學生來說，“工程制圖”課程不僅是一門必修的專業基礎課，更是啟蒙學生工程意識、建立工程概念、培養空間思維和空間想象能力的工程素質課程[1,2]。因此，在本課程的教育教學中強化綜合素質培養、提升學生的工程素養、培養其創新思維方式是我們的首要任務。

一、“工程制圖”課程特點

“工程制圖”課程是農業工程類各專業學生必須掌握的實用技術基礎課程，是培養學生繪圖、讀圖、圖解分析、形象思維能力的一門既有系統理論又有較強實踐性的必修技術基礎課，包括畫法幾何、制圖基礎和相關專業圖3部分內容。本課程因其內容抽象、具有較強的理論性、實踐性和工程性，被稱為是最有用、最難教、最難學的一門專業技術基礎課程，尤其前期的畫法幾何部分，它主要研究如何運用投影原理來表示空間形體與平面投影之間的對應關系，具有抽象性和復雜性的特點。在初學階段，因沒有生產實踐基礎，晦澀難懂的理論知識容易讓學生滋生畏難、消極情緒，直接影響課程的教學質量[3,4]。工程制圖是工程界的語言，是學生學習后續專業課程和完成課程設計、畢業設計的專業基礎，更是學生畢業后從事相關工作的基本技能[5]。因此，如何更好地激發學生學習的主觀能動性，提高課程的教學效果，一直是教師們課改的研究重點。本文以河南農業大學“工程制圖”課程教學為例，從以下幾個方面對農業工程類“工程制圖”課程教學方法進行了有益探索與實踐。

二、以職業能力培養作為課程教學的核心目標

“工程制圖”課程主要的教學任務是培養大學生工程設計的基本功，這是基于大學生職業能力培養來進行的。職業能力的培養包括專業能力與關鍵能力的培養，“工程制圖”課程的教學正是專業能力和關鍵能力培養的交錯體現[1]。

“工程制圖”課程一般都是安排在大一上學期授課。在傳統的教學方法中，由于過于偏重畫法幾何的理論知識，而忽略了學生專業意識、工程意識和創新能力的培養，在后續課程應用中，發現部分學生，仍然對制圖沒有一個清晰、完整的認識，遇到實際問題不知道如何表達、繪制工程圖。隨著計算機技術、三維CAD技術在工程領域的廣泛應用，明顯促進了“工程制圖”的教學工作。貫徹培養學生的工程意識理念，重點突出零件圖和裝配圖的內容，將零件圖與實際工廠加工零件結合，直接將工廠加工零部件圖紙引入課堂教學中，重點培養學生的徒手繪圖能力和計算機繪圖能力。

分析歷年教學效果和考試結果，大多數學生由于缺乏工程實踐經驗，死記硬背的情況較多，若考作業原題時，正確率相對較高，而綜合應用題時往往會有不少學生做錯。尤其在尺寸標注中，容易忽略尺寸基準的選擇，即使知道標注尺寸前先選基準，也會出現基準選不對的情況，更不考慮加工和檢測原則。因此就需要課程理論學習與現場教學、工程實踐相結合，學生通過參觀實踐獲得感性認識，而后參與工程將理論知識應用于實際工作中，這樣才能理論聯系實際，培養職業能力。

通過工學結合，在課程教學中增加工程實習等參觀環節，在工廠的實踐環境中進行參觀作業，啟發學生思考實際生產中的機器部件的構形方式和表達方法，將課程中提到的構形理論直接與實際應用聯系在一起，從而實現工程設計與工程制圖的緊密結合。尤其是在零件圖作圖中，將學生帶進工廠，參觀機件加工車間，請工人師傅講解各工件的結構特點、工作原理、加工工藝等，隨后讓學生對著零件圖進行分析，同學之間互評，最后老師歸納總結。實踐表明，通過提前到實習工廠學習，真實的工作環境實現了理論與實踐相結合，增強了學生對工程制圖實用性的認識、提高了學生學習的積極性和繪圖能力。既縮短了學校與企業的距離，也實現了學生理論聯系實際，培養了學生的工程意識和實踐能力。

三、結合新形勢改革考核方式，注重能力培養

隨著我國經濟結構的調整，社會對技術人才的需求越來越高，中國目前出現了“用工荒”和畢業生“就業難”的尷尬局面，這就迫使高校必須轉變培養方向，培養企業急需的各類應用型人才[6]。積極有效的考核可以提高學生的學習主動性，有利于學生實踐能力的培養，從而增強學生職業競爭力，拓寬就業出路。“工程制圖”最終目的是讓學生具有看懂、繪制工程圖樣的能力，因此對學生課程學習的考核應更注重能力的鑒定，其標準應是學生多種能力的綜合展現。

我校傳統的制圖考核方式分為課堂小測驗，測繪實習和平時成績3部分，分數分配比例為3∶4∶3。隨著學生人數的不斷擴招對傳統成績評定帶來了一定困擾，課堂小測驗雖然在一定程度上能考查學生對所學知識的掌握狀況，但由于不是正規期末考試，考核內容過于單一、考試過程中易出現學生違反考試紀律、互相抄襲等問題，致使這種測驗方式不能真實反映學生學習效果，也缺乏考試的嚴格性和公正性。以制圖能力培養為考核目標、以知識和技能考核為主線的原則，改革傳統的課堂小測驗的方法，采用與教學內容、能力培養相適應的綜合評估的考核方式。從2012年開始實行期末集中考試，總評成績結構調整為考試成績、測繪實習成績和平時成績3部分，分數分配比例調整為4∶4∶2。其中，考試的內容側重于零件圖、裝配圖畫圖和讀圖的實際能力的考查。測繪實習成績以學生實際測繪提交的圖紙為依據，該成績也是對學生所學知識的全面檢驗和強化，一定程度上能提高學生的動手操作能力和解決實際問題的能力；平時成績除根據學生的平時作業、出勤和回答問題情況來確定外，還加入了小機構創新設計成績，不僅利于學生創造性和主動性的發揮，也利于學生創新思維的培養與發展。對比改革前后的教學效果和考試結果來看，新考核方式實施后的課堂提問效果和作業成績明顯高于往屆，說明綜合考核方式對學生的平時學習的確起到了促進作用，提高了學生的學習效果，也更能公正、準確地評價學生的學習質量，促進了教學質量的提高。

四、依據課程特色，注重專業、人文教育

“工程制圖”課程是工科的基礎又是多數專業課程聯系的紐帶，它本身具有豐富的工程內涵和外延，因此，它的內容十分重要，它的專業影響深遠，它的教學展開要立足于現場的設計與制造實踐，立足于現代設計與制造技術的發展。而新方法、新技術、新設備的出現也暴露出課程的教學理念、內容、方法等與時代的發展和社會的需求相對滯后的問題。因此課堂中對于教學內容的講解需要進行大膽創新，構建合理的課程體系，服務社會需要[7]。

“工程制圖”是一門將知識、素質、能力和創新融為一體的綜合思維訓練課，它在提高學生的綜合素質方面起著其他課程所不能替代的作用[8]。大學一年級學生學習興趣濃厚，思維活躍、學習和參加活動的積極性非常高，但也有部分學生不適應大學的生活，沒有養成有效的學習方法，造成學習時間不能保證。作為在大學的第一門專業課程，抓住學生學習的敏感期，結合學生所學課程進行專業和學科教育是十分必要和有效的，通過讓學生了解課程歷史、國內外現狀及發展方向來體會學習本課程的必要性和重要性，讓學生帶著對知識的渴求進入到課程、專業的學習中去。此外，針對大學教學與中學教學形式、內容的不同，急需引導學生轉變學習方法，盡快適應大學的學習生活。因此，在課時有限的情況下，充分利用下課休息時間播放一些本專業的教育短片對學生進行專業、人文等方面的教育。近年來共剪輯10分鐘左右的視頻短片50多個，共分為課程學習、專業教育、人文教育、創新能力培養4個模塊：

圖1 專業拓展模塊

通過QQ調查表明：通過這些典型的具有教育借鑒意義的、有針對性專業引導的視頻短片的播放，提高了學生學習的興趣，激勵了學生學習本專業的積極性，增強了學生的專業素養。經過近幾年的課程教育以及和后續課程銜接方面的實踐和摸索，總結出了一些在學生培養方面的經驗，提出了“大一加入一個學習小組，大二參加一個學科競賽，大三出一個創新作品，大四做出一個產品”的教學理念。

五、建立學生自學機制、構建學習交流平臺

(一)設立學生自學互助小組

“工程制圖”課程是一門技能型非常強的課程，需要做大量的作業訓練練習，制圖作業全年共有40次(每次4～6大題)其中5次圖紙大作業。學生普遍存在“一聽就會，做作業就忘”的情況。并且會產生作業量大、學生容易懈怠的現象。“工程制圖”中尤其是畫法幾何部分的內容是環環相扣的，一次跟不上，就會有畏難厭學的情形。隨著大班上課、課時的縮減以及學生個體素質的差異等，僅靠課堂教學已經遠遠滿足不了學生的需要，因此，幫助學生成立自學互助小組(4～6人)，引導學生課外進行積極的小組討論學習，以培養學生的自主學習意識，從而發揮學生的主體作用。在課程教學中，前期畫法幾何部分選擇容易混淆、難懂的經典問題，采用小組合作學習，引導學生在討論中發現問題，總結關鍵知識點并最終獲取答案。后期零件圖、裝配圖的學習中，采用項目教學法、組員根據自己對制圖的理解，相互之間通過討論，查閱資料，最終完成圖紙的繪制。還可以對各組的圖樣進行匯報展示，由各組成員對圖樣進行評價、討論分析各個圖樣的優缺點，并最終選出最佳的圖樣。這種以小組互助學習為依托，積極開展探究式、討論式、參與式教學，使學生始終處于學習的主體地位，激發了學生的好奇心，讓更多的學生參與到教學中，實現了教與學結合，提高了學生團隊合作、交流表達和創新思維能力。

(二)組建網絡教學模型庫以及建設“工程制圖”精品課程

隨著高校擴招、學生人數的增加、課時數的縮減，增加了教師課后輔導的難度。實踐發現，組建網絡教學模型庫以及建設“工程制圖”精品課程是很好的解決方式。

“工程制圖”是我校2010年精品課程，有精品課程教師網站，教師將課堂教學和作業習題中所涉及到的教學模型，以實體圖片和三維動畫的形式直接掛在網上，學生在課下遇到問題，可以通過校園網進入模型庫，尋找自己需要的三維模型進行觀察和學習，以幫助完成作業練習。在精品課程建設方面，我們將重難點內容、有難度的練習思考題均錄制了教學視頻以方便學生隨時查看和學習。建立習題庫和試題庫，學生可以按照自己的需要進行相應章節的練習，并根據答案和解題視頻判斷自己所做題目是否正確。這樣的輔助教學方式，打破了輔導時間、地點的限制，既減輕了教師的輔導工作量，又方便學生根據自己的時間及學習興趣，反復多次地在網上進行相關課程內容的學習。

(三)建立QQ群，搭建師生交流平臺，引導學生自主學習

第一次上課時，教師和學生建立一個本課程學習的QQ群，QQ群的建立是一個師生交流的平臺，方便學生學習和教師“0距離輔導”，實現了教師和學生之間的方便快捷的互動交流。隨著制圖能力的提高，學生學習本課程、參加后續課程創新的興趣也越來越濃厚。因此平臺也逐漸成為學生自學和交流的空間，吸引了很多新一屆的學生加入，實現了“傳幫帶”的作用，學生自發拓展了QQ群的功能，在空間中上傳有大量的學習資料如：錄制三維CAD跟我學教程、高級動畫制作、歷年學科競賽題庫、國家和行業的競賽信息發布、疑難問題的解答等。這些嘗試都逐步引導學生實現自主學習、自我管理。

六、結語

“工程制圖”是工科的基礎，針對“工程制圖”課程每一年省級、國家級教育部門都有專門的先進圖形技能競賽。我院連續6年均在河南省先進圖形技能大賽上取得優異的成績，每年都有學生通過培訓及比賽提高了水平，增強了自信，在大賽結束后，由于其嫻熟的繪圖技能或者參與到其他教師的研究工作中，或者在教師指導下開始從事課外科技活動，先后取得了全國機械設計大賽一等獎、全國信息技術水平大賽特等獎、全國大學生農業建筑環境與能源工程創新設計競賽特等獎等榮譽。就業和研究生面試時也由于其扎實的圖學功底而增加了競爭力。

[ 1 ] 公維佳,李晶宇,蘇文海.淺析工程制圖教學與農業工程類學生職業能力培養的銜接[J].科教文匯(下旬刊),2013(8):60-62.

[ 2 ] 李群卓,谷芳,朱琳,等.以工程意識與工程素質為中心的工程制圖測繪實踐與探索[J].教育教學論壇,2015(43):130-132.

[ 3 ] 牟萍,蔣暉,劉德炎.淺析《畫法幾何及工程制圖》教學策略[J].教育教學論壇,2015(12):166-167.

[ 4 ] 吳狄.基于三維CAD技術的工程制圖教學改革研究[J].沈陽工程學院學報(社會科學版),2014(3):408-411.

[ 5 ] 吳艷英,陳海虹,吳錦行.基于CDIO工程教育理念的“畫法幾何及工程制圖”教學研究[J].大學教育,2015(1):148-149.

[ 6 ] 陸廣華,張樂瑩,張躍,等.應用技術大學工程制圖教學改革與探索[J].大學教育,2015(8):164-165.

[ 7 ] 朱科鈐,劉善淑,丁建寧,等.美國教授圖學課程短期授課的實踐及啟示[J].圖學學報,2015(4):622-625.

[ 8 ] 孫蘭英,李才潑,劉順芳.工程制圖開放式教學法研究[J].教師,2015(5):87-88.

(編輯：楊建肖)

2015-10-29

教育部信息化管理中心計算機輔助教育系列課題(編號：CAXC-13A-40)；2012年河南農業大學高等教育教學改革研究項目。

田 輝(1980-),女，河南西平人，副教授，研究方向：工程圖學及虛擬設計。

G642.0

A

1008-6927(2015)06-0017-04