提高工程制圖教學質量的探索

葉衛東　成玫

[摘 要]當前工程制圖課程的教學還存在教學方式傳統，教學專業性不強，考核方式較單一等問題。針對這些問題，可以從激發學生對工程制圖的興趣和熱情入手，改變教學手段及教學方法，利用多媒體課件，結合CAD/CAM軟件，向學生講授工程制圖的基本知識;同時根據專業進行細化，以專業為根本，社會需求為導向，由各專業學生就業后對工程制圖內容的需求，確定不同專業的選擇教學內容和教學重點，構建面對不同專業工程制圖的教學體系，提高工程制圖的實用性;改革原有的考核方式，將學生平時的成績計入總評，不僅要進行期末的筆試考試，同時也重視學生在平時學習過程中的表現。這些措施能使學生在綜合素質和能力上得到鍛煉和提高，讓學生最終成為一名合格的技術應用型人才。

[關鍵詞]工程制圖;教學質量;教學方法

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）07-0056-03

黨的十九大強調，要堅持走新型工業化道路，努力提高制造業的技術、標準、質量、效率、效益和競爭力，顯著增強我國經濟質量優勢。這就要求高等院校的工程教育進行不斷改革，培養出更多能夠適應和支撐經濟發展的工程人才。

工程制圖是一門應用科學，是工程技術人才在培養過程中的一門重要的專業技術基礎課程，也是每一位工科學生在工程教育中的首要學習科目。工程制圖課程中讀圖和繪圖能力是工程技術人員必須掌握的基本技能，是工程類專業學生進一步深入學習的基礎保障。因此，工程類專業須加強對工程制圖課程的重視，加強對工程制圖課程的教學研究，提高工程制圖課程的教學質量[1]。

大部分院校的工程制圖課程安排在大學的第一學年，而工程制圖的研究對象實踐性強，理論方法抽象，這對于在高中階段并未接觸過此類知識的大學新生而言，他們會覺得十分陌生，這可能會導致學生的學習效果較差。因此，本文針對當前工程制圖課程存在的一些教學問題，進行一定的策略研究，力求對工程制圖課程教學模式的改革提供理論借鑒。

一、工程制圖教學現狀的思考

一直以來，工程制圖課程的教學改革從未停步，也取得了許多有價值的教學成果。但是，現有的工程制圖課程教學仍存在一些問題。

（一）教學方式傳統

目前，一些工程制圖課程教師的教學方式仍采用傳統的“滿堂灌”，教師在講臺上講，學生坐著聽，這樣很容易造成學生大腦的疲乏，很難激發學生的學習興趣，學生吸收的知識也十分有限。這不僅影響了學生課堂的學習效率，也影響了學生后續課程的學習效果[2]。

（二）教學專業性不強

在大部分高等院校中，工程制圖作為一門平臺課，僅分為機械類和非機械類，而非機類工程制圖包括化學、電氣工程、土木工程等相關專業。盡管非機械類專業也同屬于工科，但對于不同的專業，工程制圖的重點學習內容并不相同。而一些高校對所有工科學生使用相同的教材，并且在教學中所學習的典型例題也采用與機械類相關的零部件。這將弱化非機械類各自專業制圖的特點，并與后續專業知識的學習連接不緊密，缺乏對于專業工程圖樣之間相互聯系部分的詳細分析和引導[3]。這種僅強化各工科專業共性的教學方式，會導致課程知識體系缺乏契合性、邏輯性和系統性。

（三）考核方式較單一

一些學校的工程制圖課程考核僅著重于期末考試，以筆試為主，考核的重點為空間幾何問題的分析及組合體畫圖、讀圖的基本能力。傳統筆試的方式，在內容上偏重于知識點的考核，無法激發學生的學習興趣。

二、工程制圖教學方法的探索

（一）提高學生的學習興趣

對于剛進入大學的新生而言，一方面，他們面對豐富的課程可能一時無法了解每門課程之間的銜接與關聯性，心中難免會感到困惑;另一方面，盡管是大一新生，但在學習過程中他們也會思考所學與未來就業該如何連接起來這個問題。因此，授課教師在給學生傳授工程制圖的基本理論，幫助學生打好基礎的同時，還可以為新進學生勾勒出工程制圖專業領域的研究構架，幫助學生建立起“整個工程制圖學術領域甚至未來的工作，都是彼此相互連接”的概念。授課教師應在課堂上說明工程制圖在學術與應用上的定位，為學生建立起全方位的連接，而不是將視野局限在單一的課程里。舉例來說，以樹狀圖或者大架構說明工程制圖在學術領域的位置，讓學生知道現在所學的看圖、讀圖和畫圖等基本知識，未來在工程制造、力學分析等領域都將會有何延伸學習，并在很多工程應用領域，小到家中桌椅的設計生產，大到航天衛星的研發制造，工程制圖都在其中發揮著作用。授課教師的適當引導，不但能減少大一新生彷徨的時間，還能使他們對未來更加了解。

另外，在授課的過程中，教師也可以和學生一起分享人生故事，適當調節上課氣氛，不僅注重傳授專業知識，也重視學生該有的人生態度、工作態度。一些學生會遇到“工作”與“興趣”選擇的兩難窘境，授課教師可以告知學生：在這個世界上，通常只有不到10%的人，能在一開始就很確定自己未來要走的路，并且發光發熱。大多數人都是走一步算一步，但這并不代表是一種隨便的態度，而是必須把現階段的工作扎扎實實地做好，才能跨到下一步。教師應鼓勵學生不論從事哪種職業，都必須將基本功練穩，這樣日后方能成大器。

對于工程制圖來說，雖然教師平時上課所教的內容多為抽象的圖形，但這些圖形在現實生活中也有具體的應用。在授課時，教師可以將所繪制的圖形與實際生活中接觸的實物相聯系，這能讓學生更容易理解，而且不會讓學生覺得枯燥無聊，學生學起來自然也更有興趣。

（二）改變教學手段及教學方法

工程制圖是一門實踐性較強的課程，僅采用“滿堂灌”的教學方式很難激發學生學習工程制圖的興趣。目前，CAD/CAM軟件的發展給傳統的工程制圖教學帶來了種種機遇，可以將CAD/CAM軟件引入工程制圖的授課中。

首先，教師可以利用多媒體課件，結合CAD/CAM軟件，如AutoCad、UG，形象地向學生講授工程制圖的基本知識。如在講解投影規律時，利用AutoCad在多媒體課件上演示出每一步的投影過程，從而取代傳統的掛圖與黑板繪圖方式，這能改善傳統的教學方法及手段，使教學過程更加形象生動。例如，在講授組合體知識時，借助UG三維造型軟件，授課教師可以一邊分析二維圖形，一邊使用UG逐步搭建出三維立體，使學生清楚地看到組合體分析的每一步，將空間構思實體化，使學生將立體與三面投影相關聯，增強學生視覺上的感官認識，進一步培養學生空間立體構造的思維能力，同時這也能激發學生對課程的學習興趣。

為了將工程制圖教學中的理論和實踐有機結合起來，可以在學生學習理論知識的同時，將AutoCad、UG軟件內容穿插在教學之中，使得工程制圖內容與AutoCad、UG內容融會貫通。

例如在平面圖形教學中，讓學生以自己手工畫好的平面圖形為參照，學習 AutoCad繪圖，這樣可以避免學習AutoCad軟件時脫離制圖知識，片面強調命令的學習狀況，使AutoCad課程內容更容易被學生所接受和掌握，同時，這也能讓學生體會到兩種繪圖的差異。

又如，大部分學生在學習截交線和相貫線的過程中，由于截交線和相貫線的繪制較復雜，會不知如何分析畫圖。此時可引入三維造型軟件UG，學習完截交線的相關理論知識點后，由學生自己動手，在UG軟件中繪制基本體，利用UG中“修剪體”命令，通過改變截平面與基準面的角度或是距離，建立不同的截平面，從而獲得各種形狀的截交線的立體圖。在“帶邊顯示模式”下，選擇不同的視圖方向，幫助學生直觀地觀察同一基本體被不同的平面截切后所獲得的不同形狀的截交線，讓學生結合已學習的知識點——基本體表面取點法，進一步理解如何將空間立體的截交線在三面投影中繪制出。對于相貫線，以學生最難理解的正交圓柱為例，在UG中由學生自己繪制兩個正交圓柱，通過改變其中的一個圓柱直徑，使它的直徑分別大于、等于、小于另一個圓柱的直徑，在“帶邊顯示模式”下，學生自己可以觀察出現這三類不同直徑差時，兩個圓柱正交而產生的相貫線形狀的變化，這能結合學生所學的相貫線理論知識，加深學生對兩圓柱相交的變化趨勢的理解。

再如，在組合體的學習中，對于大部分學生而言，與疊加為主的組合體相比，以切挖型為主的組合體更難。因此，教師會引入線面分析法于以切挖為主的組合體中，但若僅是用平面圖形及抽象的線面分析法教授學生如何去繪制由切挖而產生的復雜交線，學生會覺得十分抽象難懂。如最常見的切挖型例題，給出被不同位置的平面切挖后四棱柱的兩個視圖，要求補畫出第三面視圖。這需要學生具備一定的看圖能力，搭建出空間立體，再畫出投影圖形，這種逆向思維給學生帶來很大的困惑。此時，授課教師也可利用UG，讓學生看完授課教師課堂演示的四棱柱切割過程后，自己動手，建立基本體——四棱柱，逐步對四棱柱進行切割，每切挖一次，學生都可以動態地觀察到切除后基本體所產生的交線變化，逐步掌握線面分析法，繪制第三面視圖。這樣將原本的逆向思維方式轉變為學生所熟悉的由立體到平面投影圖的正向思維過程，幫助學生將復雜的切挖型組合體的三維立體與平面的兩維投影圖相關聯，提高學生切挖型組合體的平面投影繪制能力。

此外，在組合體的表達方法中，對剖切后的立體形狀，學生結合已學習的組合體的知識，可想象出剖切后組合體大概的輪廓，但類如被剖立體與剖切平面未接觸的，又是可見的輪廓往往容易被遺忘。為幫助學生解決這個問題，授課教師在講授剖視圖之前，對一些較為簡單的筒狀組合體進行剖切，通過演示剖切過程，使學生直觀觀察到組合體剖切后，哪些是與剖切面接觸的區域，哪些是剖切面后面可視的輪廓。通過這樣的不斷練習，使學生積累一定的剖切繪制方法。

由授課教師引導學生分析形體，展示三維模型，再由學生自己動手建立三維實體，通過這樣的反復訓練，學生的空間想象能力、形體分析能力和三維繪圖能力都能得到大幅度提高。同時，這還能激發學生的學習興趣，提高學生的學習主動性，發揮學生的能動性和創新性，最終將工程制圖的理論和實踐有機結合起來，使學生在熟練運用CAD/CAM軟件制圖的同時，也能夠更透徹的掌握工程制圖的理論原理，達到常規教學體系很難達到的教學效果。

（三）根據專業進行細化

以專業為根本，社會需求為導向，由各專業學生就業后對工程制圖內容的需求，確定不同專業的教學內容和教學重點，構建面對不同專業工程制圖的教學體系，提高工程制圖的實用性。同時，加強授課教師的專業性，使其在工程制圖的授課過程中，能介紹相對應的工程背景，這樣不僅能提高工程制圖教學的專業性，貼近工程實踐，更能提高學生的學習主動性，讓學生知道所學知識后續將會在實際中如何應用。

例如建筑制圖，其與其他工科類工程制圖的最大區別就是軸測圖、透視圖和陰影，這一部分的教學內容是建筑制圖課程教學的重點和難點。教師在講授這部分內容的同時可結合實際，讓學生嘗試畫學校教學樓透視圖、三維地圖等，這樣的教學方式，避免了枯燥的學習，能激發學生的學習興趣，又能為后續課程打好基礎。

又如在化工制圖中，為更緊密地結合化學相關專業特點，可將課本中沒有的典型設備實際圖樣引入教學，講授工程實際問題[4]。另外，在化工制圖中繪制流程圖看起來十分容易，學生感覺就是照著已給圖來畫就可以，但其實并非如此。如果只是將一流程圖從上至下，從左至右抄畫一遍，那就只是簡單的拷貝。正確的繪制化工流程圖，首先需要讀懂并理解了這個流程圖所要反映的工藝過程，然后再著手畫圖：先畫設備，從左至右的主流程線、輔助線，然后標注上文字。通過這樣的繪圖過程，學生才能真正理解和掌握化工流程圖的繪制及作用。

（四）考核方式

為更客觀的評價學生的學習效果，可將學生平時成績計入總評，即不僅要進行期末的筆試考試，同時也重視學生平時學習過程中的表現。平時成績包括紙質作業、電子版作業和課堂表現。工程制圖是一門邏輯性和實踐性較強的專業基礎課程，因此，為保證學生的學習效果，可在每章節結束后，用0.5～1課時進行隨堂練習。隨堂練習的出題范圍可來源于課本例題或是典型習題，通過隨堂練習可以觀察學生的學習狀況，檢驗學生的學習情況，幫助學生在學習過程中了解自己的不足之處，及時鞏固所學知識。在課堂或是課后安排專門的時間，或采用QQ、微信等方式，學生隨時提問，教師隨時答疑，及時的作業輔導能幫助學生加深、鞏固所學的知識要點，使學生將知識扎根，真正學懂而非強記。同時，可將學生的課堂表現計入平時成績，通過適度的加分鼓勵學生參與課堂問答并主動發問。這不僅能使學生有成就感，也幫助授課教師更了解學生在哪部分更生疏，達到更好的教學效果。

三、結束語

在當前高等教育不斷改革的背景下，對工程制圖教學進行反思以提高教學質量顯得尤為重要。在教學過程中，要讓學生明白：學習不是為了應付考試以及畢業，知識的儲備是為了應用于工程實際。結合社會對畢業生工程素質的要求，高校制圖教師要勇于實踐、不斷探索總結，改變教學方式，激發學生對工程制圖的興趣和熱情，使學生在綜合素質和能力上得到更大程度的鍛煉和提高，最終成為一名合格的技術應用型人才。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 張引弟，張東海.淺談以工程人才培養為目標的工程制圖課程教學改革實踐[J].江西建材，2016（185）：58-59.

[2] 謝元敏，寧利川，蔣國璋，等.基于社會需求型人才培養的《機械制圖》教學改革[J].福建廣播電視大學學報，2018（127）：63-66.

[3] 陳曉燕.淺析SolidWorks在機械制圖教學中的運用[J].裝配制造技術，2013（7）：75-79.

[4] 曾嶸，劉建文，龍華麗.提高化工制圖教學質量的探索與實踐[J].山東化工，2016（45）：122-124.

[責任編輯：陳 明]