面向實踐能力提升的工程制圖教學改革研究

李治國 郝波 裴承慧 張秀芬

摘? 要：針對工程制圖教學過程凸顯的新問題，本文提出基于實踐能力提升的工程制圖教學改革方案，系統地闡述了教學改革中以提升學生實踐能力為主線的教學內容、教學計劃、實踐進度等細節，從激發學生學習興趣、教學手段、考核方式等方面進行教學改革嘗試。短期教學總結表明，學生的學習態度、學習自主性明顯提高，繪圖質量、考試通過率、讀圖繪圖等實踐能力都有較大提升。

關鍵詞：工程制圖? 實踐能力? 教學設計? 教學改革

中圖分類號：G434? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）06（a）-0161-05

Study on teaching reform of engineering drawing for improving practical ability

LI Zhiguo? Hao Bo? ?PEI Chenghui? ZHANG Xiufen

（School of Mechanical Engineering， Inner Mongolia University of Technology， Hohhot， Inner Mongolia Autonomous Region， 010051? China）

Abstract： Aiming at the new problems in the teaching process of engineering drawing， this paper puts forward a reform scheme of engineering drawing teaching based on the improvement of practical ability. This paper systematically expounds the details of teaching content， teaching plan and practice progress with improving students' practical ability as the main line in the teaching reform， and tries to carry out the teaching reform from the aspects of stimulating students' learning interest， teaching means and examination methods. The short-term teaching summary shows that students' learning attitude and learning autonomy have been significantly improved， and their practical abilities such as drawing quality， examination pass rate and drawing reading have been greatly improved.

Key Words： Engineering drawing; Practice ability; Teaching design; Teaching reform

工程制圖課作為工科類院校一門必修的專業基礎課，承擔著提升大學生空間想象能力、表達能力的重任，其重要性不言而喻。但通過近年來的課堂教學效果、抽樣調查問卷等均可發現：學生學習該課程興趣不濃，作業完成情況越來越差;學生繪圖、讀圖能力有所下降;課程設計、畢業設計環節中繪制的圖紙錯誤百出，出現表達方案不合理、視圖選擇錯誤及缺少技術要求等現象。

實踐是檢驗真理的唯一標準，實踐也是檢驗學校傳授給學生知識和能力的唯一標準。本校工程圖學部的教師根據學校實際情況，提出基于實踐能力的工程制圖教學目標，通過調整課程標準，修訂教學設計內容，完善課程體系等方面出發，在培養學生讀圖能力、繪圖能力及形象思維能力的同時，更注重對學生實踐能力的提升，使其全方位地了解制圖、喜歡制圖。

1? 研究現狀

Zhao[1]以工程項目專業技能培訓為例，探討如何將項目教學內容與工作內容相結合，完善教學內容，提高工程項目相關課程的教學質量，豐富教學理論，提升教學效果。左立杰[2]結合本校過程制圖課程實際情況，基于應用型人才的培養目標，從課程教學方法、考核方式等方面提出合理的教學改革策略。楊萬理[3]把教學內容做成微視頻，采用“任務驅動+翻轉課堂”的教學方式，縮短了近1/4的學時，注重提升學生創新能力。陳亮[4]以新工科建設最新理念，將工程制圖與三維理論有機結合，從沉浸式學習、移動學習、創新案例教學、討論課教學等方面提出工程制圖課程改革方案。楊莉[5]以工程教育專業認證為契機，提出“以學生為中心，以能力培養為導向”的課程理念，從教學內容、課程體系、考核方式和教學方法等方面進行改革，建立符合工程專業認證的工程制圖教學模式。王曉菲[6]結合慕課契合當代大學生思維的現狀，在教學過程中充分利用網絡資源豐富的優勢，將課堂教學與慕課理念有機結合。史艷紅[7]分析比較國內部分高校教學模式優缺點，提出“混合式”工程制圖課程實施細則。李玉根[8]以培養學生應用能力為課程主線，構建工程制圖課程群，提出全程教育的圖學技能培養新思路。

上述教學改革基于所在院校實際情況，均取得的了一定的成果。本文結合本校工程圖學教學情況[9]，提出基于實踐能力的工程制圖教學目標。通過引入工程制圖測繪、3D打印、視頻微課及計算機三維建模等內容，在培養學生讀圖能力、繪圖能力及形象思維能力的同時，更注重對學生實踐能力的提升。

2? 基于實踐能力的教學改革

2.1? 融合實踐能力培養的課程教學內容設計

本次教學改革的核心是將實踐環節有機地融入到制圖的理論學習過程中，激發學習興趣，幫助學生增強空間構思能力，培養實踐創新能力，讓他們領悟到所學課程的重要性。在講課過程中，分階段進行各種實踐環節，授課內容、授課進度、學時安排等均進行了較大調整。以近機類機械制圖為例，總學時為56+32+1周課程綜合實踐，分兩學期進行。其中56學時安排在第一學期，課程內容包括國標、幾何作圖、基本體、組合體、軸測圖、零件表達方法。32學時安排在第二學期，內容包括標準件和常用件、零件圖和裝配圖。課程綜合實踐為期1周，學生將要對多個教學部件進行拆裝、草繪零件圖、三維軟件建模仿真、輸出工程圖等。具體教學內容設計如圖1所示。學生每學一部分理論知識內容，都將要進行漸進式的實踐訓練，這樣理論指導實踐，實踐驗證理論，二者相互滲透，激發學生創新意識。

2.2? 實踐教學設計

目前本校機械類學生制圖課程分別安排在大學一年級的上、下兩個學期，理論教學共計88學時。上學期介紹機械制圖的基礎知識，以理論講授為主，實踐繪圖環節為輔。主要通過上圖板、繪大圖的大作業練習，讓學生掌握尺規繪圖的方法、步驟，提升其繪圖能力的同時達到課程內容的理解與消化。下學期講授實踐應用為主的標準件、常用件、零件圖、裝配圖等內容，教學重點是講授標準件和常用件的規定畫法，閱讀、繪制零件圖和裝配圖的方法。實踐環節主要體現在零件圖、裝配圖的繪制及零件圖的拆畫等內容。綜合實踐部分為期1周，是學生所學課程知識的綜合應用，更是提升學生實踐能力的重要一環。綜合實踐周學生首先利用傳統測量工具對多個裝配部件進行測繪。拆裝工具包括螺絲刀、扳手等。測量工具包括鋼尺、游標卡尺、螺紋規、半徑規、內外卡鉗等，如表1所示。測繪教學部件包括平口鉗、B型齒輪泵、K型齒輪泵、T型齒輪泵、潤滑油泵、柴油機機油泵、快速閥、無腳齒輪油泵、銑刀頭、傳動器、蝴蝶閥、立式柱塞泵、球閥，部分部件如表2所示。每班學生進行分組，每組大約4～5人，每個組測繪的零件不同。測繪完成后小組成員任務不同，有的學生手繪主要零件的草圖，有的負責整個部件的裝配草圖。同時利用三維軟件UG或Solidworks生成各個非標準零件的立體模型、裝配圖、爆炸圖，并輸出打印生成零件的工程圖、部件的裝配圖，整體實踐教學如表3所示。

2.3? 教學模式改革方案

2.3.1 增設新板塊，激發學生興趣

課堂定期播放常見零件加工過程的視頻微課，包括傳統加工方法（車銑刨磨）、數控加工中心及最新3D打印技術等制圖相關內容，時間不宜太長，控制在5min之內。收集一些簡單易懂的零件圖，并將這些短視頻、圖紙等相關資料放到學院資源共享平臺或班級微信群、QQ群，方便學生查閱，讓學生在未經過認知實習、企業實習等實踐環節的前提下，了解零件加工制造過程，激發學生學習興趣。

2.3.2 課件與黑板合理并用，三維建模軟件適時引入

采用多媒體進行教學，這是信息時代對教師的要求。但如果過分依賴多媒體課件，工程制圖課程實踐性強的特點使得教學“走馬觀花”，學生感覺聽明白了課堂教學內容，但自己分析動手做作業卻困難重重，導致教學效果急劇下降。教學過程中必須要多媒體與黑板結合使用，在實例講解、作業講解中多用黑板進行教學講解的效果可能更好，學生思考得更充分，也更直接地觀看繪圖過程。面對復雜形體，講解過程中建議引入三維軟件，現場演示形體的建模過程，因為三維模型的生成過程正是工程制圖課程中形體分析法、線面分析法的具體應用。

2.3.3 期末總成績采用復合成績

期末總成績采用復合成績。第一學期采取“期中考試+期末考試+平時出勤作業+大作業”形式;第二學期采取“期末考試+平時出勤作業+大作業”形式;綜合實踐為“草圖成績+模型裝配運動仿真+工程圖輸出質量+答辯情況”，每個環節占用不同的比例。這種考核方式能公平合理地反映出學生的真實學習情況，將課程各個環節的學習情況納入考核范圍，重視學習過程、學習效果。學生對每一教學環節都認真對待，平時學習的積極性提高，學習的主動性和靈活性都大有改善。

3? 結語

面向實踐能力提升的工程制圖教學改革方案，短期教學分析后發現該改革是成功的。學生學習態度、學習主動性明顯提高，讀圖能力、繪圖能力、繪圖質量、考試通過率均有較大提升。其中上交作業比例提升到95%，期末總成績平均分也由以前的65.2分提升至73.5分，不及格率也由以前的5.3%下降至3%。期待他們可以學以致用，積極參與各種創新設計活動，繼續提升實踐能力，為將來走向工作崗位奠定基礎。

參考文獻

[1] Mingxia Zhao.Innovative Reform of Engineering Drawing Course Based on Design Project Drive[J]. Journal of Physics： Conference Series，2021，12100：1-5.

[2] 左立杰，谷玲，王彥峰，等.基于應用型人才培養的《畫法幾何與工程制圖》課程教學改革探究[J].科技資訊，2020，18（36）：135-137.

[3] 楊萬理，王寧，王廣俊.土木工程計算機繪圖教學改革研究與實踐[J].圖學學報，2020，41（2）：319-324.

[4] 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.

[5] 楊莉，郝育新，劉令濤.工程教育專業認證背景下《工程制圖》課程教學改革研究[J].圖學學報，2018，39（4）：786-790.

[6] 王曉菲，穆浩志，薛立軍，等.慕課理念下“互聯網+”的工程制圖課程教學改革思考[J].圖學學報，2018， 39（3）：605-609.

[7] 史艷紅，劉華洲.“混合式”工程圖學課程研究[J].圖學學報，2017，38（5）：785-788.

[8] 李玉根，馬小莉，李冬梅，等.應用型院校工程圖學教學模式改革與實踐[J].圖學學報，2017，38（1）：114-118.

[9] 李治國，馮海泉，張雅靜.《機械制圖》課程教學改革探索[J].科技創新導報，2012（20）：184.