基于復合型人才培養的《畫法幾何與工程制圖》課程教學改革探究

左立杰 吳志遠 王彥峰 李淼淼 李國慶 喬忠云(江蘇海洋大學機械工程學院 江蘇連云港 222005)

在新工科建設政策的引導下，我國各大高校的工科各專業均有了新的專業定位，培養多元化、應用型、復合型技術人才已是工科專業的共同目標。該目標的實現需要全方位提升學生的知識技能，這就需要有與之匹配的新的教學方式和教學理念。在此大環境的影響下，筆者學校工科專業基礎課程《畫法幾何與工程制圖》修訂了新的教學計劃以適應新的培養目標。相應的教學課時量、教學內容及教學方法也做出了對應的調整。

1 課程概述

在工程建設中，從規劃、設計，再到施工都離不開工程圖紙。作為指導施工作業最主要的工具和依據，也把工程圖紙比喻為“工程技術語言”。工程圖紙是設計思想的反映，該課程就是要學習這種語言。

該課程從點、線、面開始，學習投影規律，訓練空間思維能力，介紹空間形體與平面圖形的轉換，教會學生用工程圖完整準確地表達設計思想及工程建筑物。該課程屬于學科大類基礎課，包括畫法幾何和工程制圖兩個部分。

畫法幾何學是初級幾何的延伸，是屬于數學領域的一門技術基礎理論學科，提供一系列的理論依據和方法，可以更好地在平面上表達空間幾何元素及形體，并且將空間幾何問題用平面作圖的方法來解決，它本身具有嚴密的推理性和邏輯性。

《畫法幾何與工程制圖》是培養工科學生機械繪圖能力、讀圖能力的一門實用性很強的基礎課[1]，是學習相關機械課程的必備基礎，是從事機械設計相關工作的敲門磚。該課程旨在通過鍛煉學生的空間思維能力、基于制圖國家標準的學習培養學生的專業基礎素養，以提高學生手工繪圖、讀圖能力，為今后就業、深造打下堅實的基礎。《畫法幾何與工程制圖》是一門重要性和復雜性兼具的課程，與高等數學等以理論為主的課程和金工實習等以實踐實驗為主的課程不同之處在于它將理論和實踐緊密聯系在一起。因而，只有掌握好理論基礎，并具備一定的實踐動手能力才能學好該課程。由于部分工科專業的學生畢業后將走向企業生產第一線，從事相應的專業技術工作或者是相關的設計、開發工作，通過對這門結合了理論和實踐的課程學習，必定會提高學生的理論分析結合實際情況的分析能力，為日后解決復雜工程問題奠定基礎。

2 《畫法幾何與工程制圖》課程現狀

目前，各大高校畫法幾何與工程制圖的教學過程中普遍存在的問題主要有以下幾方面。

2.1 工程案例少

很多老師的上課內容都集中在講解課本理論知識，鮮有對實際的工程案例的講解，純理論知識對學生的吸引力有限，因而學生聽課時極易分神，因而往往對理論知識點的理解也不到位。實際的工程案例能夠讓學生更加切實感受到所學知識與現實生活的聯系，對以后學生脫離書本、結合實際的能力培養有著不小的幫助。如果老師上課一味地只講理論知識而減少或忽略工程案例的運用，那么學生就不能充分發揮想象力和動手能力，導致上課效率降低。

2.2 理論內容多

該部分內容與2.1敘述內容類似，老師的教學內容更加偏向理論，對實踐操作的訓練涉及較少，使得課堂顯得有些枯燥，學生學習興趣下降。與2.1敘述內容不同的是，2.1敘述重點是為了發揮學生的想象力，2.2側重點則是理論和實踐知識的比例不合適，理論占比大，缺少實際的動手操作[2]。

2.3 課時量有限

一般的高校設置的課時量為48學時，對于理論知識的學習已捉襟見肘。若想讓學生完全地掌握，光靠理論知識的學習是遠遠不夠的，學生只有通過大量的動手繪圖，以及學習教師對學生繪圖的點評才能發現自己的問題，進而提高自己對理論知識的理解力，才能徹底地掌握好該專業基礎課，因而只有理論課中不時地穿插一些實踐課，讓學生把上節課所學內容通過自己的理解繪制到圖紙上，才能讓學生發現自己的不足，進而充分吸收所學內容。

2.4 課后作業量大

很多老師會選擇將大量的手工繪圖作業留給學生作為課后作業。由于上課缺乏熱情而導致的聽課不認真，課后學生自主完成作業的動力也會大大下降，就會導致存在作業敷衍、達不到預期效果的現象，再加上手工作業量較大，學生更加會產生抵觸心理，以至于教學效果差。

在以往的教學過程中，關注的重點仍然是基礎理論，不完全符合卓越工程人才的培養初衷。在我國新工科建設的大環境下，對工程專業學生要求也有所提高，需要兼具扎實的專業知識和較強的動手能力以及解決實際工程問題的能力[3]。因而，只有通過基礎理論學習與實踐操作相結合，才能達到提高學生解決實際工程問題的能力。

3 《畫法幾何與工程制圖》教改建議和設想

馬克思主義哲學理論告訴我們：看待問題要一分為二，不能片面地看待問題，以免陷入形而上學的泥沼，甚至是唯心主義。問題的出現，都不可能是單方面原因引起的。教學亦是如此，教學效果不理想，可能是教學方案不夠完善，或是學生的學習方式存在問題。所以，對于教學改革的建議將會從兩個方面來進行，以更好地幫助解決畫法幾何與工程制圖教學中存在的問題。

該課程的主要授課目標具體敘述如下。

（1）學習工程制圖的基本知識、基本方法及讀圖識圖的技能，會使用繪圖工具和繪圖儀器，掌握閱讀和繪制工程圖樣的基本技能。

（2）掌握投影的基本原理，掌握各幾何元素空間相對位置的投影特點，并能解決空間幾何元素的度量和定位問題。

（3）了解和掌握國家制圖標準中有關符號、圖樣畫法、尺寸標注等規定；掌握建筑形體的各種表達方法；掌握工程圖的尺寸標注方法；掌握各種投影視圖的閱讀及繪制。

（4）掌握專業制圖的有關標準規定和表達方法，掌握繪制和閱讀工程圖的基本技能。

為達成授課目標，需要對老師的教學方法和學生的學習方法兩方面進行改進。

3.1 教學方法改進

《畫法幾何與工程制圖》這門課應該一分為二地看待，畫法幾何是畫圖的理論知識，工程制圖是實踐的內容。畫法幾何是如何去全面地表現物體的一種方法，如軸測圖、透視圖等，工程制圖是根據畫法幾何理論具體地繪制工圖、結構圖等，如機械制圖，螺帽、螺釘等。

《畫法幾何與工程制圖》的教學存在的問題：第一，教學內容多；第二，知識點散亂；第三，課時量不足等問題。針對以上存在的問題，筆者建議采取改進措施具體如下。

3.1.1 教學方法多元化

這門課相對抽象且難懂，但學好這門課對學生大有裨益，老師的教學方法是非常重要的一個環節。老師上課的過程中盡量將生澀難懂的理論知識融入現實的工程案例當中傳授講解給學生，針對不同的工程實際問題，從而引入相應的知識或者例圖。除了相應的PPT教學，也可以拿實物來對比，也就是先將實物模型在PPT上展示，再拿出實物形成對比，從各個角度展示需繪制零件的外部和內部造型[4]。在做完兩者的對比教學之后，學生能夠印象更深，對模型的繪制也會更加順利。

3.1.2 理論結合實踐

在理論課講授完成之后，可以安排學生手動繪制圖紙，針對上課所學內容，組織同學分組、分工明確后完成圖紙的繪制。也可以針對上述的實際工程問題，做出相應的訓練，讓同學們初步繪出零件的圖紙，按照規范的步驟逐一繪制。老師可以親自示范，或者將繪制過程的相關視頻放映給學生看，形成視覺沖擊，更加直觀地教學生手工畫法，也能夠讓學生更容易掌握畫法的技巧，這也是一種輔助教學的有效方法[5]。

3.1.3 適當地增加制圖實踐課

注重實踐教學的有效性，避免盲目性教學，要有創新的實踐，增加課堂趣味性，從而提高學生的學習積極性，進而達到提升教學質量的目標。課程教學中將理論與實踐穿插，在教學過程中，可以將學生熟悉常用的機械零件，比如軸承、齒輪等展示給學生，在講授完課本內容后，可以帶領學生去實驗器材室進行觀摩認識學習，把圖紙與實物對照，把三維圖形與圖紙形成對比，更全面地掌握圖形的繪制，更深入地了解模型的應用，對提升學生制圖能力有很大幫助。

3.1.4 優化教學評價和考核方式，適當增加實踐課

在期末考試中，優化教學評價和考核方式，適當增加實踐課比重，平時的制圖作業完成情況也可以納入期末考核評價，主要為了增強學生繪圖能力，增加對零件機構的了解。學以致用才是該專業課的目標，而非只是為了筆試和理論知識的掌握。所以該門課的期末考試成績應該包括平時作圖練習、實踐課繪圖、期末試卷（筆試）這3 個部分，期末筆試的成績比重最好不超過50%。

同時，授課老師要把握好教學時間，合理安排上課內容。增加與學生的互動，提高學生積極性，讓學生融入課堂，豐富課堂所學內容。在授予理論知識的同時，也應展示相應的常考例題和生活實例，使學生易于接受，提高學習效率。

3.2 學習方法改進

除了教學方法的改進，學生的學習方法也要與時俱進，不能一味地背書本理論知識，依賴于期末考試的成績。在平時，除了學好書本知識，也要加強動手能力，及時地消化理論知識并將其轉化為自己的繪圖操作能力。

這門課主要是了解幾何形狀物體的位置關系和相貫線是如何形成的，在投影面上應該形成什么樣的結果。比如：球體在三視圖中都是圓，而長方體在三視圖中的長方形的具體邊長與投影面有關等，所以要針對這門課的特點找到有效的學習方法。以下從理論和實踐兩個方面給出學習方法的改進[6]。

理論上，必須掌握如點線面的投影特征之類的概念性問題(平線、垂線、一般位置線，平面、垂面、一般位置面等)對分析復雜形體特別有用。這就要求同學們上課需要認真聽老師講解的基礎概念，在腦中形成三維畫面，緊跟老師步伐，積極消化。積極與老師互動，把老師上課的重點知識點做好標注，課后也要及時鞏固，理論是付諸實踐的基礎，所以在操作之前，相關的理論知識需要有所儲備，這樣可以避免一些基本的錯誤，也為了能夠更好地著手制圖。

實踐中，課堂上及時跟隨老師繪制相應的圖例，課后及時完成老師布置的課后作業。多想、多問、多畫、多演示，實際操作中可以利用鉛筆當線，利用三角板、紙張當面演示畫法幾何的相對位置關系。若能在補圖補線時先勾畫出立體圖，能較大程度提高準確率，順利渡過三視圖難關。老師上課會安排實際操作，要積極與組里的同學合作，各司其職，把屬于自己的部分按照規范的步驟一步一步完成繪制。其余部分基本都是國標規定，基本畫法等就比較容易學習了，只要打好基礎，積極動手，就能很好掌握了。

該門課是機械專業最基礎的課，其重要性不言而喻。越是基礎的課程，用處就越大，學習方法往往就是簡單原始的最有效，那就是聽課、想象以及實踐[7]。具體內容總結如下。

（1）立足課本，務必熟練掌握課本上對繪圖的基本要求，包括畫法、視圖、標注、布局等。

（2）多看圖，提高自己空間想象能力。可以從圖書館多借一些圖集之類的入門書籍，看圖紙一定要看懂為止，基本功一定要力求扎實。

（3）多練習，練習是提升的關鍵。一般學校都會配備相應的練習圖本，除此之外，一定要勤加練習，實踐出真知。

（4）做到以上幾點的基礎上，還需多交流，剛入門時交流能收獲奇效，總結自己和別人的經驗是必經之路，養成規范制圖習慣。

4 結語

《畫法幾何及工程制圖》課程是一門理論性和實踐性兼具的基礎專業課。隨著我國特色社會主義現代化建設事業發展到新階段，對德智體全面發展的高級工程技術人員的需求也大大增加。作為高校土木工程、機械工程、工程管理類專業必修的基礎專業課，這門課為其余專業課的識圖、繪圖奠定了基礎。工科的大學生除了必須掌握與該專業相關的專業知識，同時還必須具有一定的實驗、計算機繪圖等動手實踐能力，才能夠勝任新時代的新青年的艱巨任務。教師要和學生緊密配合，老師上課教得好，學生上課學得好，課后任務完成得好，才能高質量完成教學任務，在這樣的良性循環之下，當代大學生才能完成祖國賦予的新時代青年的艱巨任務，努力成為新時代技術型、多元化、復合型人才。