融合式教學模式在“工程制圖”課程中的應用研究

胡幫艷 趙銳

[摘 要] 根據工程制圖課程學時少、知識點多的特點，該文探討了其課程改革的必要性，并結合CAD輔助設計課程，從教學內容的組織與實施、教學手段與方法和考核評價體系三個方面對工程制圖課程的教學改革進行研究，探索基于CAD輔助設計融合式教學模式在工程制圖課程教學中的應用。

[關鍵詞] 融合式教學;工程制圖;教學改革;CAD輔助設計

[基金項目] 2019年度新疆維吾爾自治區普通高等學校教學改革項目（51031900001）

[作者簡介] 胡幫艷（1989—），女，新疆石河子人，碩士，新疆大學建筑工程學院講師。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）23-0285-02? ? [收稿日期] 2019-12-26

一、引言

“工程制圖”是土木工程專業中實踐性非常強的一門專業基礎課，將制圖的理論和技能高度結合，來培養學生讀圖、識圖、繪圖以及空間想象能力和分析能力[1]。但隨著本科教學課時量的減少以及當代計算機技術的發展，工程制圖的教學工作面臨著重大的挑戰。工程制圖課程在土木專業中開設在一年級第一學期，這時期的學生大多還沒有培養出自主學習的習慣和能力，加之“工程制圖”涉及知識面廣、知識點相對較多且知識點之間銜接較強的特點，學生很難準確快速地從二維視圖中想象出三維實體，進而導致課堂教學效果欠佳。因此，工程制圖課程教學改革勢在必行。如何改變傳統的教學方式，利用計算機技術開發學生知識構建的潛力，讓學生從思想和信息的被動接受者變為獨立自主學習，是土木工程專業認證和專業發展所追求的。

融合式教學近些年來一直是眾多學者和教育工作者關注的熱點，在課堂教學中很多課程也開始嘗試融合式教學模式的改革。“計算機輔助設計——Auto CAD”與“工程制圖”是兩門關聯性非常高的課程，某種程度上“計算機輔助設計——Auto CAD”是“工程制圖”的進階課程。根據工程制圖課程的特點，將計算機輔助設計與繪圖課程融入其中進行融合式教學，為工程制圖課程提高教學效果提供可能。

二、工程制圖教學現狀及存在的問題

（一）課程內容設置關聯性不強

工程制圖教學目的在于揭示二維平面圖形與三維空間實體之間相互轉換的規律，是學習繪圖的前序課程。Auto CAD是學習繪圖的后序課程，意在讓學生掌握計算機繪圖的基本原理和基本方法。在大多數學校的教學計劃中，工程制圖和CAD輔助設計是兩門單獨的課程。學生在制圖課程的理論學習時，因缺乏三維的空間意識會出現看不懂圖或三維尺寸不對應的問題;在利用CAD軟件快速繪圖時，又容易忽略制圖知識的貫徹應用。CAD制圖與傳統制圖內容未能有機的結合，各自課程的優勢沒有得到體現，這樣的分離式教學致使課程用時多、教學效果不佳。因此如何將工程制圖和CAD輔助設計課有機的結合，實現融合式教學是本文討論的重點。

（二）實踐環節薄弱

以筆者所在學校工程制圖授課大綱為例，其總學時數為80學時，當中理論教學為64學時，而在理論學時中專業圖紙的繪制與識別僅6個學時，顯然難以達到工程教育專業認證提出的“能力培養”要求。6個學時，對教師而言，很難講解得清楚復雜的圖紙識讀與繪制;對學生而言，以往的教學方式也很難將理論知識運用于專業圖紙繪制的實踐當中。基于此，在該課程總學時數不變的條件下，如何提高學生理論學習能力、減少理論教學時間，相應增加實踐教學時間，做到學生邊學邊練，是教學模式改革面臨的首要問題。

（三）課程考核方式不全面

教學大綱要求工程制圖課程的考核方式以閉卷考核形式為主，而該課程是一門實踐性和應用性很強的專業基礎課，單一的期末考卷成績很難反映出學生的真實學習狀況及成績。

三、基于CAD輔助設計的工程制圖融合式教學模式應用

（一）教學內容的重新組織和實施

工程制圖教學課時有限，根據教學內容的難易程度將CAD的知識提前融入到制圖基礎知識中。畫法幾何部分：點、線、面的投影是基礎，與CAD二維圖形繪制相結合鞏固學生基礎知識的理解。體的投影和組合體的投影，是培養空間想象能力的關鍵，借助CAD繪制三維圖形，教學生們如何處理不同投影視圖和相應的三維立體之間的關系。截交相貫部分：能進一步培養學生的空間想象能力，結合CAD三維實體建模的內容，選擇在圖樣閱讀和繪制能力方面較典型例子建模，在CAD建模的過程中融入截交相貫的知識點，課堂教課效果提升的同時，同學們的空間想象力和動手能力也得到了鍛煉。專業制圖部分：土木工程專業重點學習建筑施工圖和結構施工圖，結合CAD圖塊、尺寸標注與編輯章節，有利于學生快速掌握國家相關制圖標準。

（二）教學手段和教學方法的調整

傳統教學手段包括板書、模型、多媒體課件等，不能充分幫助學生建立空間概念、提高教學的時效性。

陳亮[2]在工程制圖課程投影知識應用的基礎上開發了一款游戲，訓練內容為基本體和組合體的三視圖，學習過程以一個主題游戲的形式分多個關卡展開。學習任務以移動游戲的形式發布，既提高了學生的學習興趣又增強了師生之間的互動性;伊鵬[3]制作了一款“工程圖學AR模型系統”APP程序，利用手機端掃描調出教材中預定好模型，進行模型觀察和交互學習的場景，學生主動學習的積極性明顯得到提升，尤其是在基本體及截切、組合體讀圖和表達方法等環節;Cerra PP[4]基于網頁的交互式環境開發出使用CAD進行學習活動的工具，分析使用網絡互動學習環境是否能改善工程制圖的學習效果。

以上新穎的教學方法，能夠有效激發學生的學習積極性，利于空間想象能力和構思能力的培養，增強了學生教師之間溝通與交流，充分發揮彼此的主觀能動性，從而顯著提高了教學效果，充分達成了課程任務。

（三）考核評價體系

課程考核的目的是全面真實地反映學生知識掌握的程度。傳統教學方式的考核形式顯然不適合融合式教學模式課程，需結合融合式教學模式的特點，采用多種形式、更加靈活地考核學生的學習效果。考試形式宜多元化，課程的考核采取平時作業成績、課堂上的學習、日常出勤率、上機操作制圖、期末考試成績等多項考核結合的綜合考查方式，將原來靜態的考核變成動態的過程，既重視了平時的學習、淡化了應付考試的思想，又加強了學生學習過程的自覺管理，促進了優良學風的養成。

四、結束語

基于CAD輔助設計課程的工程制圖融合式教學模式將CAD建模內容貫穿于制圖教學的全過程中，能有效激發學生們的學習興趣，提高學生們的空間想象力，在課內學時減少的情況下達到預期的教學效果和目的。

參考文獻

[1]陳英杰，劉健，林麗.基于卓越工程師培養模式的土木工程制圖課堂教學改革與實踐研究[J].中國西部科技，2013，12（12）：92-95.

[2]陳亮，武玲玲，張瑞秋，等.基于系統工程視角的工程制圖教學改革與實踐[J].圖學學報，2018，39（6）：1214-1219.

[3]伊鵬，劉衍聰，石永軍，等.基于增強現實技術的工程圖學移動端教學系統設計與開發[J].圖學學報，2018，39（6）：1207-1213.

[4]Pando Cerra P，Suárez González，Jesús M，Busto Parra B，et al.Can Interactive Web-based CAD Tools Improve the Learning of Engineering Drawing？A Case Study[J].Journal of Science Education and Technology，2014，23（3）：398-411.

Application of the Integrated Teaching Model in Engineering Drawing

HU Bang-yan，ZHAO Rui

（Institute of Architectural Engineering，Xinjiang University，Urumqi，Xinjiang 830047，China）

Abstract：In view of less teaching hours and more knowledge points in the course in Engineering Drawing，this article discusses the necessity of the curriculum reform.Combined with CAD-aided design，the reform is carried out from the organization and implementation of teaching content，teaching methods，and assessment system to the application of the integrated teaching model based on CAD-aided design in Engineering Drawing.

Key words：integrated teaching;Engineering Drawing;teaching reform;CAD aided design