基于創新教學模式的工程制圖與CAD課程優化

【摘要】工程制圖與CAD已被大多數工科專業作為非常重要的專業技能課之一，過去的三十年里在教學方法和教學模式方面得到了長足發展，但仍存在許多不可回避的問題。筆者根據自身教學實際指出了我國工程制圖與CAD課程教學當前普遍存在的一些問題，提出了教學模式、教學方法改革的方向，以期達到較好的實踐效果。

【關鍵詞】創新教學模式；工程制圖；CAD；課程改革；課程實踐

【中圖分類號】TB23-4；G642 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）06-0037-02

工程制圖是“工程圖樣”是工程界的語言。工程制圖與CAD是工程類專業重要課程，讀圖與繪圖能力是工程人員的基本素質。如今在我國工程制圖教學秉承著"傳遞-接受式"的舊教學模式，即以傳授系統理論知識、培養基本繪圖技能為目標[1]。我國工程制圖教學模式嚴重僵化，教學理念落后，教學方法陳舊，考核方法過時，教學內容偏失等情況，進而導致許多學生學習興趣較低，創新能力不足，基本繪圖能力較差，學到的在工作中很少能用到等問題。“學生在校學習的知識，到工作單位（屬于對口）后能用到的也就是20%～30%……”[2]。對工程制圖與CAD教學教學模式與教學方法進行優化，以提高教學效果，使學生對工程制圖基本方法和CAD軟件有一個很好地掌握，對學生今后的繼續教育和就業都打下一個堅實的基礎。

一、教學效果不佳的原因

1.教學方式單一，學生的主動學習能力不足

傳統的教學方式包括最傳統的“講聽”教學、多媒體教學等。以上兩者各有優劣但實際教學中缺少兩者有機的統一，或者在利用兩者教育方式的使用方式、使用時機、使用比例不恰當。比如：有些教師過多使用PPT，這使得學生在課堂上缺少參與感，很難使學生成為課堂的一部分，難以激發其學習興趣。同時由于課程推進速度過快，學生接受較慢，很難跟上教學進度甚至有學生干脆放棄本門課程；但同時又有些教師不能充分利用多媒體教學的巨大優勢，不能有效做到各教學方式的取長補短，多媒體教學在一些方面有著其他教學方式難以比擬的效果，比如：在進行立體感培養、學生興趣開發時可以充分發揮多媒體教學優勢，將使得教學效果大打折扣。單一的教學方式和古板的教學方法很難引起起學生對課程的好感，進而不能有效的培養學生的主動學習能力。

2.教學內容偏失，學生的實踐動手能力不足

本科階段工程制圖的重點主要包括實際繪圖能力培養和CAD等繪圖軟件操作能力的訓練。很多教師忽略了基本繪圖能力培養，無論是課時數量還是期末考核范圍基本繪圖能力被忽略了。殊不知基本繪圖能力與讀圖是工程技術人員最基本的素質，也是使用軟件繪圖的基礎，更是從事工程設計的根本。另外，一些教師在授課過程中理論講的太多，學生練的太少，尤其像CAD這種操作性較強的課程，需要學生反復大量的實踐才能真正掌握。教師滿堂灌而沒有留出學生在課堂上鞏固所學知識，向老師提出本節課程中的問題以及老師給學生講解的時間，學生不能有效的參與其中不能很好地建立學習興趣。

3.考核方式過時，學生的實際繪圖能力不足

考核是檢驗教學效果，考察學生的掌握情況，進而為下一步的教學安排提供依據的一種手段。現存在的考核方式主要包括：出勤情況、課后習題完成情況、期末考試三個方面。出勤情況可能存在“出工不出力”、課后習題存在抄襲（復制粘貼）、期末考試存在臨時突擊，所以三方面的考核均不能正確評估學生的學習情況。教師不能適時掌握學生的學習情況，幾乎是在“盲教”，教師稀里糊涂的講授課程，學生一頭霧水的完成課程學習。單一的教學方式、枯燥的教學內容、過時的考核方式必然導致學生的繪圖能力短缺。

二、國內工程制圖教學模式

1.傳統的教學模式

傳統的教學模式是“一邊講，一邊聽”即教師在黑板上講授基本繪圖原理與方法，學生在下面聽講，然后學生按照教師的吩咐在規定的時間內完成相應的任務。不能完全否定這種教學模式，但必須承認這種“一邊講，一邊聽”的教學方法在講究興趣培養與靈感創造的今天已經遠遠落伍，而且，此方法很難對立體圖形進行講解，無法更有效建立空間思維能力。

2.多媒體教學

多媒體技術在工程制圖的應用是工程制圖教學方法的一次飛躍。極大地提高了教學效率，其具有生動、形象、包含廣的特點。一些難以直接在黑板上展現的實踐性強，影像資料豐富的章節可以對學生進行很好的展示。但是我們要看到多媒體教學所存在的缺陷，比如：教師對多媒體的過度依賴，教學進度推進過快等。

三、基于創新教學方法的課程優化

1.教學模式優化

（1）采用多種教學模式相結合的方法

單一的教學模式已經完全不能滿足現代工程技術人員的培養。應在教學中充分發揮各教學手段的優勢，針對不同的教學階段采用不同的教學方式，取長補短，加以創新，比如在教學初期為使學生便于理解基本繪圖過程，教師可以帶領學生進行邊講邊畫，直觀的表達繪圖過程，而在教授剖面圖時可以運用PPT進行動畫演示，使學生清楚了解剖面圖基本畫法。

（2）教師角色的轉變

傳統的教學模式中以教師的講授和學生的被動接受為主。教師是整個教學模式的主角，這種被動式的學習很難培養學生對課程的學習興趣和創新性思維。教師在工程制圖課中扮演的是組織者和引導者[3]。應該實現其從主角到配角角色的轉變，即學生應該成為課堂的主角，教師類似于“參謀”。在教師完成基本的課程講授后應將課程的主動權交于學生，由學生提出與課程相關的問題并由教師解答，教師鼓勵學生對課程提出相應的想法。教師可在講解某個幾何圖形畫法之前，先由學生表達自己的看法再由教師進行點評，使教學更有目的性，更好的激發學生的學習興趣和創造性思維。

（3）控制教學進度，改革考核方式

當今工程制圖主要體現為畫法幾何、機械制圖、計算機繪圖等分段教學，很多教師只注重計算機軟件教學而忽略基本繪圖技巧。幾何畫法、機械制圖部分所占課時較少，計算機繪圖部分課時較多，這樣造成學生手繪能力較差，基本制圖素養薄弱，最終學生學會了繪圖軟件而基本繪圖訓練較少，繪圖能力較差。在期末考試中很多教師將學生最終繪制的圖形作為考察重點，而學生的平時表現在總成績占比較低。筆者認為工程制圖的考核方式應該有所變化，改變以往以最后一張試卷確定成績的方式，將學生的成績分散到課程的各個階段，學習完成一部分考核一部分，并增加平時表現所占成績比重包括平時的聽講情況，提出問題、解決問題情況，課后題完成情況，創新能力等。endprint

（4）工程制圖課程與所學專業緊密聯系

有不少企業和畢業生反映大學課程訓練與本專業實際就業存在脫軌問題，學生進入企業后需要較長時間的學習才能融入崗位。環境專業工程制圖的目的是使學生具備閱讀及繪制本專業圖紙的能力。學校在訂制教材和教師在授課時應緊密貼近專業實際，教師在講解案例時可舉本專業或者學生在將來工作中可能接觸到的實例，比如對于環境工程專業學生可為他們提供某污水處理廠的平面布置圖和各構筑物尺寸圖，讓學生抄畫，可收到極好的教學效果。李勇[4]等人在教學中引入項目法（從工程技術人員的角度出發使課程工程化）取得了較好的教學效果。

（5）強化校企聯系

工程制圖的主要目的之一就是為相應的工作崗位培養優秀的工程技術人才，因此，工程制圖的內容也要盡量貼近于工程實際。可派遣相應的任職教師到企業交流，帶領學生進入相應企業實習等。教師應該及時傳遞一些一線工程信息，可將工程實例作為案例進行講解。多與企業交流，尤其是與我院建立長期校企合作關系和友好往來的企業，多向工作在一線的工程師請教和探討，在教學內容上注重理論教學與實踐相結合。

（6）注重基本工程素質底蘊培養

教學中發現有些同學繪圖基本技巧及繪圖軟件操作非常熟練，但是在所繪制的圖紙上出現非常低級的錯誤，比如：粗線與細線混淆、使用結構表達不完整、符號規格不準確等現象。廣西大學陳倩華說：有少數學生連最基本的制圖標準都知道很少[5]。嚴謹是工程技術人員的必備素質，嚴謹品質的培養應從“娃娃”抓起，從一開始便給學生灌輸這一思想。

2.教學方法優化

（1）注重基本繪圖能力訓練

工程制圖的教學目標是實現學生獨立讀圖、繪圖能力的培養和繪圖軟件的掌握。本人在帶學生做課程設計期間發現很多學生基本繪圖能力薄弱，有些學生雖然CAD軟件使用非常熟練，可是當進行繪圖時卻不知從何處入手，有些學生讀圖能力，立體構建能力很差甚至根本看不懂圖形中各基本圖快所代表的基本構件。零件圖和裝配圖表達不清楚，讓人難以看懂，學生不清楚如何選擇主視圖，表達方案選擇不合理，也不清楚零件圖和裝配圖在表達上的著重點不同。更嚴重的是，有的學生零件圖和裝配圖中的同一個零件結構大小不一致。這不僅反映了學生的繪圖能力不強，同時也反映出其讀圖能力比較差[6]。另外學生對于課堂知識能夠聽懂，但實際操作是卻無從下手。學生空間想象能力較差，而培養其能力最有效的手段就是徒手作圖，針對這一問題教師應調整原來的教學重點，注重學生徒手作圖能力的訓練，比如：增加徒手繪圖教學課時，在進行較為簡單的圖形繪制講解時，盡量采用教師手繪（手繪可給學生一種帶入感）。同時有研究顯示，在提高學生的空間視覺能力方面，徒手繪圖比計算機三維造型更為有效[7]。

（2）注重學生的空間想象能力培養

空間想象能力是讀圖和繪圖能力的基礎。工程設計人員的設計意圖通過圖紙實現有效的傳達，也是培養是工程制圖的重點難點、作為優秀工程師的基本素質。對于空間想象能力的培養主要依靠一是強化基本繪圖和讀圖能力培養，二是現代化的教學設備—多媒體教學，可借助CAD建立三維模型，進行立體圖形繪制演示，幫助學生“由圖至體，由體至圖”空間能力培養。三是利用豐富教學用具可在課堂上向學生發放教學模型，供其擺弄，著重布置根據實物模型要求學生畫出三視圖，同時給出多組三視圖讓其指出相應的實物。

（3）注重學生創新能力培養

創新已經成為時代的主題，學校是創新的沃土，學生是創新的種子。很多教師仍抱著教師教，學生學傳統教育思想，只想著傳授基本技能而沒有著眼于創新意識的引導。在課堂上應該充分發揮學生的奇思妙想，比如：改變原來教師直接給出考試題或者練習題的習慣，教師可以只給出一個大的方向，學生自己充分發揮學生的創新性思維，自己自主選題，自主完成。教師平時鼓勵學生提出自己對本門課或專業課的“idea”，教師可以定期組織學生進行相關問題討論，鼓勵大家發言。這樣既可以很好的引導學生培養創新型思維。

（4）合理安排教學模式

工程制圖與CAD教學需要一個綜合教學方法，很難通過某一種方法或者手段來實現較好的教學效果。在教學過程中教師過于依賴PPT在高等教育中是普遍存在的一種現象，由于很多年輕教師實踐性不強、教學經驗不足把利用PPT授課變成了單純的讀PPT，造成課程推進速度過快、學生印象不深、使學生感到枯燥乏味，在授課過程中幾乎與學生無交流不能時時把握學生的聽課動態未達到授課效果。授課時，需要手繪時進行手繪，需要多媒體演示時進行多媒體演示，在兩種方式均可進行時，建議進行繪圖演示時盡量采用手繪的方式，這樣可以直觀有效的使學生理解繪圖過程，明晰繪圖方法，教師邊畫邊講更加有效地達到教學目的，同時給學生灌輸一種盡量多動手畫圖的意識。

（5）教與習一體

教師應摒棄過去填鴨式的教學方法，在課堂上施行“教—習—教—習”教學方法，就是在教師講解完一個知識點后讓學生當堂練習。學生能夠及時的鞏固所學內容，教師能夠及時清楚獲得學生的學習情況。學生做練習，教師在巡視，學生如有疑問教師可立即解答，極大地避免了學生課后疏于練習而遺忘，在學生基本掌握的基礎上進行下一階段的學習。這樣還可以有效的使學生的思路緊跟老師，在輕松愉快的情況下學得知識，建立起學生的而學習興趣。教師在下課后可要求學生做相應的習題，在下次上課前進行講解或教師當堂布置練習當堂檢查作為期末考核的一部分。

參考文獻

[1]李勇，范修文，張宏.工程制圖課程改革研究進展[J].新疆農機化，2014，（6）：36-41.

[2]楊文通.工程圖學課程中機械類高素質創新人才教養模式研究[C].機械類課程報告論壇交流文集.武漢：華中科技大學出版社，2006：105-108.

[3]劉旭輝，基于培養學生自主學習能力的《工程制圖》教學中教師的作用[J]，出國與就業，2011（11）：105-106.

[4]李勇，范修文，張宏.工程制圖課程改革研究進展[J]，新疆農機化，2014（6）：37-41.

[5]陳倩華.教學方法與高素質人才的培養淺議[C].機械類課程報告論壇交流文集.武漢：華中科技大學出版社，2006：86-87.

[6]王艷春，徐衛平，敖志強.基于畢業設計的《工程制圖》教學改革與研究[J].科技信息，2013：149.

[7]James M Leake.Redesign of a course in engineering design graphics [EB/OL].ASEE2001/ASEE2001paper.doc，2006-11-29.

作者簡介：

王艷華，女，1982年出生，博士，在陜西師范大學承擔工程制圖CAD的教學工作。endprint