新工科背景下“工程制圖”課程教學改革探究

張毅 張杰 石昌帥

摘 ? ?要：讀懂基本零件圖是高校非機械專業工科學生的一項基本技能。近年來，根據高校非機械專業工科的實際需求，將網絡課堂工程案例教學和課堂隨機測驗融入整個教學過程中，并對課程考核體制進行了改革，極大地調動學生的積極性，更好地將所學知識應用于實際問題，收到了良好的教學效果，為學生日后在工作崗位上解決實際問題和技術改進打下堅實的基礎。

關鍵詞：“工程制圖”;工程案例;網絡課堂;考核方式

中圖分類號：G642 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1002-4107（2021）12-0081-02

新工科的提出加快了傳統工科專業的轉型與升級，要培養具有創新創業意識和跨界整合能力的新工科人才，就需要高校培養的學生要具有創新思維和創新意識，要具有較強的實踐能力和解決工程問題的能力[1]。“工程制圖”是高校非機械專業的一門專業技術基礎課，涉及的專業眾多，但目前該課程的教學過程中存在較多的問題。近年來，西南石油大學根據本校非機械專業的實際需求，結合網絡課堂的優勢，在“工程制圖”學時和教學大綱改進的基礎上，將課堂在線測驗成績計入課程考核體系，并以工程實際案例的設計流程為主線，對“工程制圖”的教學方法和考核方式進行了改革，收到了良好的教學效果。

一、“工程制圖”課程的特點

該課程任務是培養學生繪制和閱讀工程圖樣的基本技能，培養學生的形象思維、空間思維能力和創新精神，培養學生嚴謹求實、認真負責的工程素養，為學習后續相關專業課程打下良好的基礎，為從事本領域工作儲備系統的制圖基本知識和技能[2]。

二、“工程制圖”課程教學存在的問題

該課程學習一般安排在大一階段，對于剛入學的新生而言，對機械的認知僅僅限于日常生活中接觸到的范圍，雖然高中立體幾何學習給學生的空間想象能力奠定了一定的基礎，但對于復雜的切割立體模型，部分學生的構圖能力較弱，當學習到組合體視圖投影時，需要根據兩個投影畫出第三個投影，這就需要學生能夠根據兩個投影將組合體還原出來，然后再畫出第三個視圖，難度進一步加大，而學生對于后續視圖表達方法的靈活運用，更覺得難以掌握。

學生對該課程的重視程度不夠。該課程學習內容略顯枯燥，傳統教學基本都是采用“黑板畫圖+多媒體教學”的手段，從最開始的點、線、面投影開始講解，在基本立體投影學習的基礎上，開始學習切割體投影，這部分是后續組合體投影及立體表達方法學習的基礎，但學生體會不到所學內容的連續性和遞進關系，往往在學習點、線、面的投影時已經產生了懈怠的心理。此外，雖然教師一再強調該課程屬于后續課程的基礎課，但學生卻體會不到該課程與所學專業之間的關系，如材料、化工等專業的學生會認為以后的工作不可能會用到這些知識，因此總是抱著“考試及格即可”的心態。

教學方式需要進一步改革。在互聯網普及的今天，教學方式方法需適應時代的需求。目前CAD和SolidWorks等專業制圖軟件在機械行業已經有了廣泛的應用，但學校依然會要求學生手工繪圖，由于學生的習題集作業量已經非常大，因此學生會對手工繪圖作業有一定的抵觸心理;在課堂教學過程中，由于學時的限制，最后的CAD軟件教學通常作為自學內容，由于學生的惰性較大，大多數學生都不可能去學習CAD軟件，導致在學期結束時，學生對該門課程的認識僅僅停留在考試通過的層面上，而真正面對工程實際中的制圖問題時根本無從下手，從某種意義上說，違背了學習“工程制圖”這門課的初衷。

考核評定方式比較單一，期末考試成績包括平時作業成績和卷面成績兩大部分。平時作業成績占比30%，然而成績評定中經常發現，很多學生平時作業幾乎全對，但考試成績很不理想，這也從側面說明了平時作業抄襲現象比較嚴重，而很多自己思考寫作業的學生，卻不能得到較高的平時成績。由于平時作業占比較高，而且主要看作業成績，因此，這種打分的評定方式極大地打擊了一部分認真完成作業的學生的學習積極性。此外，卷面考試也不能全面反映學生對“工程制圖”課程的實際掌握程度，有的學生平時不學習，考試前突擊重點，最終也能通過考試，實際上根本沒有掌握該門課程的本質內容。

三、“工程制圖”課程教學改革的建議

（一）結合工程實際，讓學生感受制圖靈魂

結合實際模型，提高學生空間想象能力。針對部分學生對三維模型理解問題，首先將學生分組，在課下時間將學生帶到模型室參觀，讓學生根據三維模型的實際結構，草繪三維投影圖，加深對投影的理解;此外，也可以讓學生自學CAD和SolidWorks繪圖軟件，將三維實物模型畫出來，并以小組為單位，根據教師分配的任務建立起三維模型，體會組合體和切割體的形成過程。

引入實際工程案例，可以提高學生的學習興趣。在本課程基本投影的學習初期，就把工程實際模型引入教學中來，讓學生認識到基本投影學習在“工程制圖”和實際生產中的重要性，如在講線型時，可以把齒輪的畫法引入進來，讓學生體會到線型是制圖的符號特征。否則，學生沒有工程意識，對該門課程的工程應用的認識不到位，往往會抱著“考試通過”就可以的態度。

? ?（二）加強網課建設，給學生更多的展示平臺

結合網絡課堂優勢，隨機測試學生水平。目前的教學模式和“滿堂灌”模式相比雖然有了較大的改善，但學生在課堂上的積極性依然不夠高。教師可以結合網絡課堂，準備50個或者更多的三維模型，將三維模型題目輸入題庫，這些模型可以貫穿到整個學期的教學過程中，課堂上讓學生隨機抽取，可以讓學生分析線面的類型，也可以讓學生畫出立體的投影圖，甚至可以讓學生完成尺寸標注。教師講解完某一個知識點以后，可以要求學生在作業本上完成布置的課堂作業，然后拍照上傳到學習平臺，這種方式最大的優勢是避免了學生作業作弊的嫌疑，同時又可以讓學生感覺到自己參與到教師的教學活動中，上課也不會覺得非常枯燥。

網絡教學平臺除了上傳教學大綱、課件和一些參考資料外，還可以根據專業分類，上傳一些和學生專業相關的工程案例，同時，為了更好地服務學生，教師最好將實際工程問題轉化為制圖的專業問題，讓學生體會到為什么可以這樣做，如化工專業一些特殊的壓力容器的畫法，石油工程專業井下工具的一些配合尺寸，該項工作的任務會比較繁重，需要專業教研室教師分工協作，最終一定可以打造出一門精品網課。如此一來，學生將會學習到大量和實際工程問題相結合的視圖表達方法，學生也能夠找到該門課的價值所在。

（三）改進考核體制，激勵學生的主動性

加大平時考核力度，提高學生的學習主動性。將平時考核成績占比提高到45%，其中出勤情況、課堂提問和平時作業占比25%;課堂隨機布置的作業可以占比20%。課堂作業主要結合網絡課程平臺題庫中的試題，課堂上讓學生隨機抽取，每位學生的題目難度系數差不多，但題目不同，可以避免學生平時作業抄襲的問題，類似隨機小測驗，這樣也可以找出學習成績較差的學生，讓該學生坐在第一排，成為教師重點關注的對象，有針對性地幫助他進步。通過這樣的改進，學生在課堂上會提高學習積極性，真正參與到整個教學過程，而不是出現“臺上一人獨奏，臺下觀眾傾聽”的場景，從而提高了教學質量。

期末考試成績占總成績的55%，主要側重于制圖基本方法和基礎知識的考核。然而，目前考試的題型基本都是一成不變的模式，學生只要掌握了往年的題型，基本上都能通過考試，這就極大地打擊了上課認真聽講的學生的積極性，因此需要將考試試題的靈活性和多變性體現出來，讓學生能夠活學活用。

? ?（四）結合加工工藝，理解圖紙背后的含義

要想讓學生真正理解圖紙中的尺寸標注，就必須讓學生理解工藝基準和一些加工方法的含義，如果只是簡單地給學生講解選擇較大的面、孔軸線和對稱面作為基準，學生必然不理解，而只是簡單地死記;同樣，對于內螺紋的畫法，如果不給學生講螺紋是在鉆光孔基礎上，再攻絲鉆出內螺紋，那么學生不會理解小徑粗實線、大徑細實線和螺紋終止線的含義。在零件圖的學習中，教師更要給學生講清楚零件的裝配配合關系，因為配合關系對機械設計的可行性有至關重要的影響，包括為什么經常采用基孔制，都必須結合加工工藝給學生講清楚，這樣學生就不需要死記該知識點，而對工程制圖的含義也會有更深層次的理解。

“工程制圖”課程涉及多個專業，教師要根據學生的專業特點，真正讓學生感受到“工程制圖”課程的靈魂和學習的意義;網課建設任務繁重，但網絡平臺可以容納更多的工程案例信息量，對學生的培養有極大的益處，建議教研室教師分工協作來完成該項工作;通過課程考核體制的改革，可以極大地調動學生的積極性，更好地將所學知識應用于實際問題，為日后在工作崗位上解決實際問題和技術改進打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]黃輝祥，張敏，賈文華，等.新工科背景下基于能力培養的機械設計課程設計教學改革探索[J].教育現代化，2019，6（A0）：57.

[2]顏科紅，張國新.開放式過程考核在“工程制圖”項目化課程改革中的應用[J].黑龍江教育（理論與實踐），2015，69（11）：67.

編輯∕丁俊玲

作者簡介：張毅（1983—），男，河南南陽人，西南石油大學機電工程學院講師，博士，研究方向：井下鉆采工具設計。

基金項目：教育部高教司產學合作協同育人項目“面向油氣裝備特色的機械設計基礎課程教學改革與實踐”（201901

043035）;西南石油大學高等教育教學改革研究項目“基于翻轉課堂的‘工程制圖’教學改革與實踐”（X2018KZ013）