基于專業特色的工程制圖課程改革的探索與實踐＊

方海燕

（巢湖學院 化學與材料工程學院，安徽 巢湖238000）

工程圖樣是世界范圍內通用的“工程技術語言”．能正確規范地繪制和閱讀工程圖樣是一名工程技術人員必備的基本素質．工程制圖是高等院校材料、建筑、機械等專業的專業基礎課，是材料科學與工程專業學生完成課程設計和畢業設計不可缺少的基礎．學好本門課程是進入工程設計領域的第一把鑰匙．

隨著科技的迅猛發展，課程教學發生了深刻的變革，為工程制圖教學的改革也提出了許多新的課題，原有的傳統的教材內容、教學體系及教學方法已不再適應新時代工程設計發展對人才培養的要求．面對新時期的人才培養需求，筆者在對材料科學與工程專業學生工程制圖課程10多年的教學中，從專業特色和學生實際情況出發，結合學生就業單位實際需要，突破傳統教學內容、體系和教學方法以及考核方式的限制，將傳統教學內容和方法與計算機輔助教學相結合，突破傳統教材，使改革后的教學在內容、教學方法與手段、體系上符合21世紀應用型人才培養需求．

1 工程制圖課程培養目標確立

學習工程制圖的目的就是培養學生較高的工程文化素質、較強的閱讀和繪制工程圖樣的能力、豐富的空間想象能力，樹立創新意識，滿足專業工程技術人才素質需求，為后續的課程、設計和未來從事的工作打下良好的基礎［1］．

1．1 培養“至祥至悉，毫發不爽”的圖學精神

中國古代的工程圖學就有“卓識名理，獨見別裁”的圖學思想和“至詳至悉，毫發不爽”［2］的圖學理論．在教學過程中，首先培養學生嚴謹、細致、求實的繪圖精神和思維習慣，確立“嚴格遵守標準”的觀念，這是畫出別人能看懂的圖樣和看懂符合標準的圖樣的保障．同時也要培養學生養成高度認真負責的工作態度和細心、一絲不茍的學風及工作作風．

1．2 培養豐富的空間想象能力

設計結果需要通過圖紙展現出來，豐富的空間想象能力是工程技術人員創新設計的基礎．如何培養學生“由圖及形”、“由形及圖”的空間思維能力是學好本課程的基礎．在教學中可以借助多種手段進行，比如借助CAD技術，建立三維模型，對應給出三視圖使抽象的平面圖立體直觀化．鼓勵學生自行運用多種手段培養空間想象能力，比如采用橡皮泥、蘿卜等進行塑形和雕刻，還可以進行構型設計，同時提高學生的學習興趣．

1．3 培養綜合工程素質

將工程制圖理論教學與實踐教學相結合，多給學生一些創新性題目，讓學生在提出問題、分析問題、解決問題方面進行綜合訓練，培養學生敏捷的創新思維能力和獨立工作能力，培養學生的綜合工程素質，為以后的課程設計、畢業設計及以后的工作打下良好基礎．結合社會需求，培養高素質、高質量的創新人才．

2 工程制圖課程改革及建設研究

2．1 教學方法與手段改革

1）快樂教學

優化教學內容，完善課程體系，改變傳統的教學方法．將傳統的“老師講，學生聽”的教學形式，轉變為“學生在老師的指導下主動學習”的教學形式，根據教學目標，處理好傳授知識與培養能力這一教學方法改革上的基本關系，實現“知識”課堂到“能力”課堂的轉變，以教為主（老師滿堂灌）向以學為主轉變，以課堂為主（過分重課堂）向課內外結合轉變，在規定的教學時間內實現有效教學的最大化，加強課堂教學師生互動、生生互動，進行“快樂教學”．老師通過不斷學習，提高自身的素質，在課堂教學中做得“游刃有余”，在輕松快樂、活躍的課堂氣氛中教學，那么學生學起來興趣盎然，教師教起來輕松自如．注重教學意見反饋，通過各種方式與學生交流，建立師生教學座談會制度，傾聽學生建議與意見．

2）計算機輔助教學

將計算機作為輔助教學的有效工具引入制圖教學．利用現代多媒體技術，改革工程制圖教學方法．在教學中通過虛擬模型啟發和引導學生積極、主動地進行形象思維，培養學生的空間想象能力．例如：相交立體投影，如圖1所示．配合虛擬立體模型圖，由實體模型得出三視圖，由三視圖想象實體結構，并且結合動畫繪圖，提高學生的興趣，培養學生空間想象能力．在整個教學中，充分利用計算機，建立電子立體模型庫，提高教學效率．

圖1 相交立體三視圖與實體模型圖

用多媒體教學等現代化教學手段服務于教學，但多媒體教學中要避免過多的“讀課件”等一些弊端．一堂課的質量，不在于教師做得課件是否優秀，而在于教師能否發揮他的主導性．CAD繪圖與工程制圖兩門課程同步開設，將計算機繪圖作為一種技能貫穿于制圖的整個過程，真正實現計算機與制圖的完美結合．

2．2 專業特色的教材與教學計劃建設

為適應新世紀人才培養和專業發展的需要，適應社會及現代技術發展的需要，根據專業特點與社會需求不斷調整和更新教學內容，多與企業交流，在教學內容上注重理論教學與實踐相結合．

根據材料科學與工程專業特色和專業方向，在教學中滲入專業設備及專業圖樣（如廠區分布圖、車間設備布置圖等圖樣）的相關畫法及閱讀，使學生在畢業設計以及以后的工作中具有一定繪制與閱讀專業圖紙的能力．機械圖樣教授中以材料生產設備、零件為例講解裝配圖與零件圖的繪制與閱讀，將專業生產知識與工程圖樣繪制相結合．

針對材料科學與工程專業特色制定教學計劃，體現專業特征，實現專業培養目標．目前開設工程制圖、計算機輔助制圖、機械設計、課程設計等系列課程．加強學科聯系，如在教學中與化學、材料工藝學、機械設備、工廠工藝設計等各學科的相關知識相結合，激發學習興趣．這就要求教師不僅要精通自己所教的工程制圖，而且要涉獵眾多學科，了解多學科領域的相關知識，在課堂上才能得心應手地舉例、聯系．

在材料科學與工程專業工程制圖教學改革中，從課程目標和專業培養目標出發，制定了“一個規范——兩個目標——三個技能”的制圖能力培養方法框架［3］，即以技術制圖和機械制圖國家標準為標準，以機械圖樣繪制與識讀和專業圖樣繪制與識讀為目標，通過徒手繪圖、尺規繪圖和計算機繪圖技能的訓練，對學生的工程制圖能力進行培養．能力培養方法如圖2所示．

圖2 制圖能力培養方法

主要技能訓練內容，如圖3所示．教學中注重基本繪圖能力的訓練，基本繪圖技能是課程的基礎，機械圖樣繪制與識讀是課程的提升部分，而專業圖樣繪制與識讀是課程的延伸，在教學中對學生能力的培養逐級提高．

圖3 工程制圖能力培養教學知識點框架

2．3 課程考核評價體系改革

課程考核評價體系是對教師教學目標和學生學習目標是否實現以及實現程度的價值判斷．工程制圖是一門實踐性很強的課程，對學生成績考核應該以能力為核心，建立符合專業要求，知識、能力、素質相結合的新課程考核評價體系［4，5］．考核方式可以有三種方式．

1）過程性評價 學生平時的考勤、上課討論情況、學習態度，完成作業的質量情況，等等．

2）結果性評價 課程的考試可以采用開卷或閉卷的形式，試題類型可以多樣化，側重基本知識與技能的掌握．

3）實踐性評價 設計多樣化的實踐內容和評價指標，如CAD繪圖競賽、創新構型設計、工廠設計圖樣繪制等，進行綜合能力和素質考核．

以上三種考核評價方式相結合，可全面衡量學生的知識、能力和素質．

3 工程制圖課程改革的初步實踐及效果

在現代教育思想和教學理論的指導下，理論和實踐相結合，以本院的無機非金屬材料工程特色專業為依托，以2011級材料科學與工程專業1班學生為試點，將以上的課程改革理論進行初步實踐，取得了一定的成效．

1）教學內容及教材建設與改革效果

確定教學目標，修訂完成適合培養目標和教學目標的教學大綱，建設完成既提高教學效果又符合專業特色、滿足人才培養目標和模式要求的教案及多媒體課件．進行“立體化教材”建設，建設與主教材配套的電子教案、電子習題答案庫、電子模型庫等，進一步完善課程學習系統，通過網絡等隨時對學生輔導和溝通，對教學內容實現與學生網絡共享．編寫適合本專業特色、包含專業圖樣繪制方法的教材，并應用于教學當中，實用性強，學生反應良好．

2）教學方法和手段改革效果

在知識教學中，圍繞“長對正、高平齊、寬相等”的投影規律，反復練習三視圖投影，使學生對基本投影法熟練掌握．同時打破籠統的機械制圖的教學內容，機械制圖與專業圖樣相互結合，注重三種繪圖能力、空間想象能力、創新能力、分析和解決問題能力的培養，培養學生的工程素質．教學中采用多樣化教學手段，除了充分利用多媒體、計算機教學，還鼓勵學生利用橡皮泥、蘿卜、石膏模型等親手塑造立體結構，提高學生學習興趣，注重培養學生的創新設計意識，收到良好的教學效果．

3）實踐實驗環節改革效果

在實踐實驗環節，將班級分成若干個小組，每一個小組對某一設備、流程、車間等進行設計，分工合作，整體交流，既培養了學生的設計繪圖能力，又培養其團隊合作意識，提高學生的學習興趣，為后續的課程設計、畢業設計打下良好的基礎．

4）學生學習成績提高

期末考試與其他非實驗班采用相同的試卷，統一流水閱卷，考試成績優秀率比普通班高出5個百分點，而不及格率低于普通班8個百分點．在后面的課程設計中，實驗班優秀率為15%，合格率為98%，而普通班優秀率為8%，合格率為94%．在畢業設計中，實驗班的學生繪制的設計圖紙，嚴格按照工程圖樣標準進行繪制，符合相關規范，并且設計符合工藝標準，設計質量明顯高于非實驗班學生．

4 結論

在教學改革中，教師是主導，學生是根本，課程體系是靈魂［4］．不同的專業繪制的工程圖樣內容和要求不同，但工程制圖的基本標準規范是統一的．在工程制圖教學中，既要讓學生掌握工程圖樣繪制的基本標準規范，具備基本的繪制和識讀工程圖樣的能力，又要滿足不同專業的要求．本文主要針對基于材料專業特色的工程制圖課程建設及教學改革進行研究，就一些改革內容和初步實踐效果進行總結，與同行們進行探討．通過這些教學改革有效解決了目前工程制圖教學內容單一的現狀，使工程制圖更貼合專業特點，適應專業人才培養的需要．隨著社會發展和對人才需求的不斷提高，工程制圖的課程教學中將面臨新的挑戰．作為主導作用的教師，筆者將與時俱進，不斷充實自己，進一步完善課程體系，優化教學內容，貼合專業特色，把工程制圖的教學工作進一步提高．

［1］姜立軍．高校工科制圖課程體系改革思路探索［J］．工程圖學學報，2001（3）：120－125．

［2］高紅英．現代工程制圖課程建設及改革的探索與實踐［J］．陜西工業職業技術學院學報，2008，3（3）：67－69．

［3］張淑敏，陳樹彬，陳罡．工程制圖技能訓練方案探索與實踐［J］．工程圖學學報，2011（1）：129－133．

［4］陳國棟，譚建榮，張樹有，等．工程制圖課程體系改革研究與初步實踐［J］．工程圖學學報，1999（4）：92－97．

［5］劉靜華，吳瑞祥，黃毓瑜，等．現代工程工程設計圖學教學改革的研究與實踐［J］．工程圖學學報，1999（4）：98－102．