基于工程素質和創新能力的《工程圖學》課程改革的探索

紀花 張志俊 陳光 程曉新

摘 要：工程圖學課程在工程圖形的表達、創新能力的培養和繪圖技能的訓練上起著不可替代的作用，為進一步落實應用型人才培養目標和達到工程圖學課程《基本要求》，適應現代工程設計和企業對圖學教育的需求，全面推進素質教育、培養高素質創新型人才，適應新的形勢，文章從教學思想、教學內容、教學方法和手段、考核方式等諸方面對延續五十多年的傳統工程制圖課程體系進行了探索與改革。

關鍵詞：工程圖學；教學改革；教學內容；考核方式；工程素質；創新

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）01-0104-02

Abstract： Engineering graphics course plays an irreplaceable role in engineering graph expression， cultivation of innovation ability and drawing skill training. In order to further implement the training targets of applied talents， meet the basic requirements for engineering graphics course， meet the demand of modern engineering design and enterprises for graphics education， comprehensively promote quality education， cultivate high-quality innovative talents， and adapt to new situation， this article makes exploration and carries out reform to traditional engineering graphics course system， which has continued for more than fifty years， from teaching thought， teaching content， teaching methods and means and examination ways.

Keywords： engineering graphics； teaching reform； teaching content； assessment method； engineering quality； innovation

為進一步落實應用型人才培養目標和達到《基本要求》，加大改革力度，適應現代工程設計和企業對圖學教育的需求，全面推進素質教育、培養高素質創新型人才，適應新的形勢，很有必要對延續五十多年來的傳統工程制圖課程體系（只注重尺規繪圖和讀圖能力、《工程制圖》與《AutoCAD》相對獨立）進行改革，探索合二為一——《工程圖學》的同步教學模式和課程體系，逐漸融入和加強具有現代特色的內容，將知識傳授、能力培養和素質提高有機結合，充分提升學生的空間思維能力、創新構形能力和計算機繪圖實際應用能力。多年來，我們一直對本門課程進行探索和研究，通過教學思想、教學內容、教學方法和手段、考核方式等諸方面的綜合改革實踐，不斷探索工程圖學課程的現代教學模式。

一、傳統模式下工程圖學課程教學存在的主要問題

1.現今由于部分青年教師畢業后直接留校任教，自身缺乏工程實踐經歷和鍛煉，再者由于本課程的性質導致老師教學任務繁重，教學經驗豐富但遠離學科前沿，教師眼界不夠開闊，欠缺系統解決工程實際問題的能力等因素，在一定程度上影響對學生工程素質的培養。目前的工程制圖課程教學模式是模仿式教學，側重知識傳授、解題技巧和方法講解的應試教學，只是把圖學教學內容作為知識和工具來傳授，缺乏形象思維和創新訓練。

2. 目前傳統的工程制圖更新為工程圖學，也必然引起教學內容的重大改組和革新，教學重點也隨之轉移；同時，隨著計算機輔助設計及幾何造型技術的不斷成熟和完善，為現代工程圖學的教學深入和改革創造了有利條件和增添了新內容。教師必須把傳統圖學和計算機繪圖（CG）、計算機輔助設計（CAD）有機的融合在一起，糾正傳統教學貪大求全的偏向，以適應目前對新型高素質人才需要的培養要求。目前還存在“工程制圖”和“AutoCAD”割裂現象，即視為兩門獨立開設的課程，且有不同的教師分別講授，這樣不僅造成計算機繪圖與基礎理論脫節，還導致課時需求量大，教學效率低，與當前《要求》不符，因此有必要對課程內容進行整合。

3. 目前，工程圖學課程知識的增加、學時減少以及大課堂教學等現象，對傳統的圖學教學體系和內容帶來了極大的沖擊。在這種形勢下，只有引入新的、有效的教學方法和手段才能進一步提高教學的效果。近年來，雖然我們力求克服“灌輸式講授”的教學方法，對“啟發式”“討論式”“案例式”等教學方法進行了一定的探索與實踐，也用圖、文、聲、像并茂的CAI多媒體課件完全替代或部分替代了傳統的“掛圖+模型+黑板+粉筆+圓規+三角板”的教學手段，但往往失之偏頗，深度廣度遠遠不夠，還有不少學生反映“老師講得清、上課聽得明、課后不會做”。教師作為知識的傳授者、教學的組織者和指導者是多媒體課件無法替代的，其講解、示范、演示、板書、提問和課堂討論等環節，其重要作用不言而喻，而多媒體僅僅是一種輔助教學工具，只有合理的運用才能有效地提高課堂教學效果。如何使二者達到最佳的結合，仍需繼續探討和研究。

二、工程圖學改革的主要內容

（一）轉變教育理念，實施素質教育

轉變教育觀念是改革成功的關鍵，必須把傳統教育觀念中束縛思想的陳舊和僵化的東西去掉，讓學生真正成為學習的主體，教師只充當學生學習的引導者。面對現代工程設計對圖學教育的需求，教師必須在教學改革中樹立終身教育、素質教育的新教育理念，變過去以“傳授課本知識”的教學思想意識變為培養學生“學習和創造能力”為主的教學思想，重視學生工程素質和創新能力的教與學，重新構建課程體系。

（二）優化更新教學內容，構建新的課程體系

教學內容和課程體系的改革是教學改革的重點和難點。改革傳統工程圖學教育，提升現代工程圖學教育應順應時代的特征以及工程圖學發展的要求，其教育內容的建立和體系的構建是重中之重，教育內容應具備繼承性、指向性、綜合性和動態性四個基本特性，應根據社會的需要，優化課程內容，構建以工程素質和創新能力為目標，以AutoCAD為主線的課程體系，將AutoCAD繪圖靈活地穿插到傳統的工程制圖各授課單元中，充分注重傳統內容與現代圖學技術的融會貫通，重視學生綜合素質和創新能力的培養。

（三）改革教學方法和手段，向多媒體、智能化、網絡化發展

深化教學改革的重要內容是改革教學方法和手段，它與教學內容及課程體系的改革是相輔相成、互相促進的。教育領域中以計算機技術為核心的現代信息技術深刻地改變著人們的傳統教學觀念、教學方法和教學手段。保留和發揮傳統教學模式的優點，同時又能充分恰當地引入現代教學媒體，將多種媒體進行優化組合的教學模式，經實踐檢驗是圖學界公認的最佳教學手段。網絡教學平臺也是引導學生自主學習的一種有效手段；在價格高且攜帶不便的教學模型較少的情況下，建立虛擬模型室可以彌補教具模型的不足，同時可以提高學生學習的積極主動性和自學能力。

三、工程圖學改革的主要措施

（一）建立師資隊伍，開展圖學技能培訓

建設工程圖學課程必須建設一支結構優化、專職兼職相結合的教師隊伍。工程圖學中教師的素質在一定程度上決定了學生的素質，只有教師準確熟練地掌握圖學知識和技能，運用科學的教學方法和先進的教學手段，注重學生素質和創新能力的綜合培養，才能滿足學生的需要。鼓勵有工程經驗和有實踐背景的專業教師加入工程圖學的教學隊伍；鼓勵教師到企業掛職鍛煉；有計劃地安排教師參加業務進修和技能培訓，不斷提高教師自身的業務水平；鼓勵老師跳出單純教學，積極參加教科研工作，置身學科發展的前沿，創新出更多的理論成果和實踐經驗，并將其適時地引入和滲透到教學過程中，以培養出不斷探索創新的高素質人才。

（二）精簡調整教學內容，使課程更具實用性、合理性

1. 精簡教學內容，刪去應用性較低的圖解圖示內容，保留傳統圖學教育中仍有強大生命力的基礎知識，重點在形體投影的圖示上；弱化截交線和相貫線內容，僅保留規則切口及回轉體相貫的正交畫法；制圖課通常安排在大學一年級第一學期，專業知識知之甚少，專業性較強且與專業課重復的內容如表面粗糙度、極限與配合、尺寸標注中的“合理”等內容，不必花太多時間，只要求能看懂即可，留待后續課程逐步獲悉。

2. 調整教學內容的順序，如軸測投影圖這部分內容對加強構思和圖形表達、起輔助解題作用，放在組合體內容之前來學習，使之成為幫助學生閱讀組合體三視圖和培養空間思維能力的一種工具；同時加大軸測投影圖的教學力度，由原來的4學時調整為6+2學時，其中2學時放在組合體內容實踐部分。

（三）合理運用教學方法和手段，加強學生創新和自學能力的培養

對“啟發式”“分組討論式”“案例式”等教學方法進一步進行了探索與實踐，還應在“創設情境式”“自學與課堂討論式”“項目驅動式”等方面進行深入探索，比如說零件的工藝結構部分內容，可以制作成錄像，用視頻素材在理論教學課堂與生產實踐之間搭起一座有形橋梁，就好像把車間搬進課堂，既直觀又形象；再比如直線的投影與平面的投影兩部分內容很相似，可在講完直線的投影之后，讓學生自學平面的投影，有重點有針對性地選擇自學與討論內容，以培養學生的自學能力。對教學中的難點重點制作成“微課”，建設網絡學習平臺，增加過程考核，引入三維CAD建模，加強組合體構型設計，訓練多題化，將徒手繪圖與技能貫穿整個教學始末，將AutoCAD與傳統工程制圖相融合，開展制圖競賽、建立虛擬模型庫等等可以在多方面的提高學生學習的積極主動性，充分提升學生的創新能力和空間思維能力。

總之，通過對工程圖學課程教育觀念、教學內容、教學方法、教學手段和考核方式等內容的改革，轉變教育觀念，重新構建工程圖學課程體系，基本實現了《工程制圖》與《AutoCAD》二者的有機融合，在教學活動中實現了素質教育和創新能力的培養，將知識傳授、能力培養（徒手繪圖、尺規繪圖、計算機繪圖能力以及構型設計能力）和素質提高（工程、創新、美學等）有機結合起來，培養出“重人品、厚基礎、強能力、寬適應”的高素質應用型人才，以適應高等工程教育的新形勢和滿足社會對人才的需求。

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