削減課時對工程制圖教學的影響及應對策略

鄧喬元　李世洋　文峰

摘? 要：工程制圖是工科專業學生的一門專業基礎課，也是一門理論和實踐結合相當緊密的課程。在新工科背景下，工程制圖傳統的教學模式已經不能滿足國家培養新工科人才的需求。該文指出了課時量調減的情況下工程制圖課堂教學所面臨的困難以及出現的問題。利用近些年高速發展的互聯網，提出一種適應于少學時下保工程制圖教學質量的線上線下相結合的教學新方法，有望成為解決工程制圖教學所遇困難的突破口，為學生未來在工作上解決工程問題打下基礎。

關鍵詞：工程制圖；教學模式；新工科；教學內容；考核方式

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）07-0118-05

Abstract： Engineering Drawing is a basic course for students majoring in engineering， which combines the theory and the practice closely. Under the background of the new engineering education， the traditional mode of teaching cannot longer meet the needs of the country and society. The difficulties of teaching in class because of class cutting is discussed in this paper. The author proposes to take advantage of the Internet technology， to create one new mode of teaching which combine the online and the offline source. This new mode is expected to solve the problems raised in the teaching of Engineering Drawing.

Keywords： Engineering Drawing; mode of teaching; new engineering education; content of courses; mode of evaluation

為了應對世界之大變局，保證我國科學創新能夠長期健康發展，服務“中國制造2025”等一系列國家戰略，教育部高等教育司于2017年2月發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》，將全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式——新工科建設[1]。新工科的提出，目的是加快我國傳統工科專業的轉型與升級，使高校未來培養的學生具有更好的創新意識，更強的創新能力。

工程制圖是我國工科專業學生必修的一門基礎課程。本課程要求學生學完后，能具備較好的空間想象力，能夠利用一定的繪圖工具，按照工程制圖國家標準（或行業標準）繪制工件平面二維圖[2]。同時，學生學完該課程后應該具備一定的創新精神，能夠發現部分工程問題并提出相應的解決方案。因此，保證工程制圖課程的教學質量，可以為國家新工科戰略的實施提供有力支撐。但是這門課程所學內容較多，并且大多數的知識點是由較抽象的圖形構成，而傳統的工程制圖教學模式通常是老師通過板書講解結合課件演示的方式對學生進行知識點輸出，課堂缺乏活力與互動，進而影響教學效果，也就導致了學生在學習工程制圖過程中存在一定的困難。此外，近年因專業培養方案的調整，工程制圖的教學課時被大幅削減，進一步增加了老師在課堂講透知識點，學生完全弄通作圖技能的困難。

本文主要探討工程制圖的教學如何在少學時的情況下，通過改革教學模式，充分調動學生的學習積極性、保質保量完成教學任務、達到教學效果，為我國新工科教育建設的推進助力。

一? 工程制圖傳統教學

（一）? 工程制圖的課程地位

制圖是一門歷史悠久的學科，而工程制圖這門課將圖形作為研究學習的對象，是一門理論和實際嚴密結合的專業基礎課程。對于剛進入大學校園的學生，雖然大家對機械的認識水平大多還停留在生活中能接觸的較常見的物件，但是中學階段的立體幾何學習，為大家的三維空間想象力打下一定的基礎，在此基礎上學習較復雜機件的三維構圖通常不會感覺過于困難，所以工程制圖常被安排在大一或大二階段進行學習[2]。

（二）? 工程制圖教學面臨的困難

1? 重理論、保進度，課堂討論不激烈

新工科建設提出，要為國家培養一大批多樣化的創新型卓越工程科技人才，也就表明了目前高校培養學生，以及以后企業在用人方面的側重點，都會從注重具備相關理論知識往注重實踐能力方面進行轉移。但是，通過觀察目前高校課堂教學現狀不難發現，部分教師在從事相關課堂教學活動中仍然更加注重理論知識點的輸出，而忽略了實踐操作部分，進而導致學生很難將所學知識點合理運用到實際生產中去。造成工程制圖教學課堂存在重理論、抓進度、輕實踐的直接原因是近年來專業教學改革使本科教學增加了其他課程，進而壓縮了工程制圖的學時量[3]。筆者所在學院，工程制圖由48學時已經壓縮為32學時（學時分配見表1），而工程制圖這門課包含畫法幾何及專業制圖兩大部分，涵蓋點、線、面、立體的相關畫法等諸多知識點，學生在課堂及課后都需要大量的時間練習鞏固已學的知識點。壓縮課時量就要求老師們必須在更短的時間講完原本大綱既定的知識點，這就直接導致了任課老師必須在課堂抓進度，減少和同學的討論互動、實際練習的時間，最終其教學模式演變成枯燥的填鴨式教學模式。大學的課堂應該是開放式的，如果一門課長期采取的是填鴨式教學模式，就會影響教學效果，難以保證該課程實現既定教學目標，更嚴重的是可能會導致學生在課堂上思維僵化，弱化了其三維構圖能力。筆者近期對曾經修過本門課的學生進行了一次關于“工程制圖教學效果”的調研，結果顯示，接近40.91%的學生認為目前的教學模式會導致部分知識點不能完全聽懂。

2? 考核方式單一，考查面受限制

工程制圖作為必修課，通常采用期末閉卷考試的方式進行學習考核，考核形式較為單一。卷面考試，通常只能在國家標準、組合體表達方式、作圖步驟技巧等幾個方面進行考核，大部分考題還停留在理論層次。但是，工程制圖是一門理論緊密結合實踐的課程，如果僅僅采用一紙試卷來進行考核，評價學生學習效果如何，是不合理的。實踐教學發現，有的學生期末試卷得分較低，但是其對軟件作圖很感興趣，自學了很多操作技巧，所以其CAD作圖能力很強。然而，CAD作圖在總成績中占比低，而期末考試成績在總成績中占比很高，最終導致這類學生工程制圖總分較低。本門課程考核方式過于單一，期末卷面成績占比較大是造成這種結果的根本原因。

綜上所述，工程制圖的傳統教學模式已經適應不了新工科背景下的人才培養需求。為了助力國家培養多樣化的創新型卓越工程科技人才，工程制圖的教學模式必須與時俱進，進行改革。近年來，新冠感染疫情給社會的經濟發展帶來了一些阻力，但是卻催生了很多新的教學模式、教學方法、教學平臺，這為工程制圖的教學模式改革提供了新思路。目前，文獻報道針對工程制圖教學改革的思路，主要集中在授課方式以及考核方式兩個方面。蔣杰[4]提出，隨著技術的進步，現在應該充分利用“互聯網+云技術”輔助工程制圖教學以增加教學效率，優化教學效果；葉東東等[5]認為傳統工程制圖考核模式過于單一，不能客觀評價學生學習效果，因此，應該增加平時成績占比，減小期末考試占比。結合已有文獻報道，筆者認為工程制圖教學改革可以從教學平臺、授課方式、考核內容、課程思政等幾個方面入手。

二? 工程制圖未來教學改革的思路

（一）? 利用新平臺、新資源建立授課新方式

近年來，互聯網技術發展迅速，線上教學平臺也得到快速發展，誕生了諸如中國大學慕課、網易云課堂、雨課堂、微信公眾號等各種網絡教學平臺[6]。海南大學目前也推出了一系列網絡教學平臺和資源，比如學校網絡教學平臺。該平臺會收錄校內任課老師所任教的課程，任課老師可以將學習資源上傳到網絡教學平臺上，讓同學們課前可以預習，課中可以答題，課后可以復習，學生在校期間，均能隨時上網查閱網絡課程的相關學習材料。在以后的工程制圖教學中，筆者認為應該充分利用網絡資源，特別是國家級的公開課、金課等，讓學生在課前通過線上資源進行相關預習，帶著問題來課堂，鼓勵他們在課前和課堂上提問，最終可以過渡到老師提問，并讓感興趣的同學們來講，實現“課堂翻轉”，充分調動學生的主觀能動性。如果部分學生由于內向不敢在課堂上表達觀點，也可以通過網絡平臺給教師留言，實現師生間的溝通。由此可見，網絡教學平臺可以讓學生利用平時的碎片化時間進行課程學習，可以提高任課老師課堂上課效率，進而解決學時壓縮導致的課堂教學時間不足的問題。筆者近期所做調研結果顯示，有超過70%的學生認為應該在教學過程中應用信息化平臺進行教學。所以，網絡教學平臺必然是改革工程制圖教學模式的重要工具。

（二）? 理論實踐齊頭并進，改革教學內容

目前，工程制圖的教學內容仍然以點、線、面為教學基礎，在此基礎上進行簡單平面體、回轉體等相關內容講解，最終過渡到配合、螺紋等內容。這種傳統的由簡到繁的教學模式仍然過于注重理論知識點的講解，和實際工程應用仍有較大差異。因此，筆者認為在未來工程制圖的教學課堂上應該增加工程實際應用舉例，以實例反思理論。舉例而言，在講解繪制螺紋這一節的時候，外螺紋的繪制是大徑粗實線、小徑細實線，而內螺紋卻是大徑細實線、小徑粗實線。兩者的繪制方法完全相反，學生為了能正確應對考試，只能死記硬背其繪制規律。但是，如果在教學中，我們讓學生實際觀察螺紋是如何制備的，他們就會明白為什么其繪制方式是相反的，螺紋的標準畫法及大致的生產流程如圖1所示。

通過觀察圖1可以發現，外螺紋在制備之前，是先通過車削加工得到外表面，之后再攻絲制備外螺紋；而內螺紋在制備之前，是先鉆孔，之后再攻絲制備內螺紋。根據先后制作的順序不同，規定了相關粗、細實線的畫法。在“極限與配合”一章中，會講到在實際生產中，通常機件的加工實際應該優先選擇基孔制。其原因是在實際加工的時候，鉆孔的工藝（頻繁更換鉆頭）比軸類零件加工（通常只需要1～2把車刀）更復雜，成本也更高，因此，為了降低整體生產成本，在實際加工時通常優先選擇基孔制。我們這樣將實際制造工藝和畫法相結合給學生講解知識點，使其能理解記憶，我相信他們這樣對知識點掌握的正確度和牢固度要遠超過死記硬背的那些知識點。所以，筆者認為以后工程制圖的教學過程中，一定要利用“實例促教”。在課堂上要多引用生活中常見機械零件的模型，或者生活用品的模型，使書本知識點和實際生活有機結合；此外，在講解知識點時要充分結合機件的加工工藝，進而指導學生理解圖紙、畫法表達的含義，這樣學生就會對工程制圖有更深層次的理解。

（三）? 發掘學生主觀能動性，改革考核方式

作為理論必修課，工程制圖的期末考試成績占總成績60%，但是卷面考試只能從知識點、畫法技巧等幾個方面的掌握程度對學生進行考查。因此，很多平時不認真的同學通過臨時多看習題或者死記硬背書本、課件上的知識點，總能順利通過考試，甚至取得不錯的成績。這就嚴重打擊了平時態度認真的學生的積極性。筆者認為，以后工程制圖的考核方式應該“重平時，輕考試”，在教學中應該加大平時表現的成績占比。大學不同于中學，大學的課堂主角應該是學生而非老師。新工科建設提出，我國以后培養的人才應該是具有實踐能力強、創造性強的高素質人才。而新工科要求的這些能力只能通過平時多發言、多提問、多參與慢慢提高。因此，應該將平時提問（特別是思考之后提出的問題）、主動發言、參與課堂知識點講解等納入平時表現中進行綜合考查。工程制圖的平時作業也采取網絡平臺題庫抽取模式，這樣的隨機檢測可以有效避免學生相互抄襲，鼓勵大家認真學習相關知識點。其次，可以增加一些項目考核，比如，可以將班級同學進行分組，然后由任課老師給出一系列常見的機械模型，每個組選擇一個模型利用CAD進行繪圖，打印圖紙。最終讓各組制作課件在課堂進行匯報，并由任課老師及同學提問、評價項目完成程度。調研結果顯示，大部分同學希望在以后的教學過程中增加平時成績、大圖及CAD作業的占比，其結果如圖2所示。

圖2為已經上過工程制圖的學生對于“工程制圖應該加大哪些方面的成績占比”的調研結果，通過觀察不難發現，超過50%的學生認為應該加大平時考核（目前占10%）和大圖作業（目前占10%）的成績占比，有40.91%的學生認為應該增加CAD作業成績（目前占10%）占比，只有20.31%的學生認為應該增加期末考試（目前占60%）占比。根據調研結果，筆者認為可以對工程制圖各項成績比例進行調整，同時對各個項目的考查方式也進行相應設計，見表2。

（四）? 穿插課程思政，加強立德樹人教育

以習近平同志為核心的黨中央高度重視當代大學生思想政治教育。習近平總書記指出，要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程。工程制圖作為工科專業學生的一門專業基礎課，任課老師在教學期間應該根據本門課的特點，發掘思政元素，擔起課程思政教育的職責。舉例而言，就工程制圖緒論開篇而言，任課老師可以簡要回顧我國從古至今的制圖學發展史，從而樹立學生的文化自信，激發學生的愛國情懷；在講解制圖標準一節時，可以簡要敘述國家標準的制定過程，強調國家標準的嚴謹性和科學性；在講解螺紋繪制的內容時，可以突出標準件、精密件的技術含量，培養學生一絲不茍、追求卓越的大國工匠精神[7]；在組合體讀圖分析時，我們也是將整體劃分為各個局部來讀圖理解，這就恰巧與哲學中提到的“整體”和“部分”的關系相呼應；在制圖過程中，往往都是將面簡化成線，線簡化成點，進而把復雜的作圖問題簡化，這也是在實際教學中可以教給學生的處理問題的辦法?？傊?，任課老師在今后的教學過程中一定要廣泛收集思政元素，并將思政教育和知識教育有機結合，力爭達到潤物細無聲，使學生在獲得科學知識的同時，提升自己的道德修養。如圖3所示，學生認為工程制圖教學過程中添加思政元素可以對他們自身的促進作用。

通過觀察圖3可以發現，參與調研的大部分同學認為在工程制圖教學中添加思政元素可以對他們自身起到積極的作用，特別是在“提高自身修養”方面，比如實事求是、一絲不茍的工匠精神等。只有少部分學生（5.24%）認為思政元素對自身提高作用效果不明顯，這也督促了任課老師，在以后的課堂教育中要進一步改良思政教育方式，力爭能讓所有同學都能從思政教育中受益。

三? 結束語

工程制圖是工科專業學生的一門理論和實際聯系十分緊密的專業基礎課。在新工科背景下，工程制圖的傳統教學模式已經不能適應國家培養人才的需要。筆者認為，在互聯網發展迅速的時代，如果利用好線上教育平臺，豐富網絡教育資源，可以使學生提高學習效率，豐富知識面；通過改革評價方式，可以充分調動學生的主觀能動性，培養其創造性，使其能夠將課堂所學實際應用到解決工程問題上，為他們適應社會工作打下堅實的基礎；在教學過程中合理加入思政元素，可以培養學生精益求精、科學嚴謹的工作態度。

參考文獻：

[1] 陳璐.新工科背景下基于OBE理念的工程制圖教學改革研究[J].中國教育技術裝備，2020（9）：83-84，89.

[2] 張毅，張杰，石昌帥.新工科背景下“工程制圖”課程教學改革探究[J].黑龍江教育：理論與實踐，2021（12）：81-82.

[3] 夏麗霞.工程制圖教學改革的初探[J].淮陰師范學院學報：自然科學版，2022，21（1）：86-87.

[4] 蔣杰.新工科理念下的工程制圖課程教學改革實踐與研究[J].黑龍江教育（理論與實踐），2020（8）：78-80.

[5] 葉東東，劉玉飛，江本赤.關于“工程制圖”課程與實踐教學模式發展新方向轉變的探討[J].科技風，2022（17）：112-114.

[6] 梁海龍，楊平平，于景華，等.工程制圖類課程線上線下混合式教學模式的研究與實踐[J].南方農機，2022，53（5）：140-143.

[7] 金潔，李銘，賈靜靜.“工程制圖”課程的思政教育探索與實踐[J].安徽電氣工程職業技術學院學報，2021，26（4）：104-107.

基金項目：海南大學課程思政教學研究專項“‘1+1+4模式工程制圖中思政建設實踐探索”（Hdsz20-1）；海南省高等學校教育教學改革研究重點項目“探索面向工科研究生課堂教學互動融合課程思政的教學新思路”（Hnjg2023ZD-8）；海南大學研究生課程思政典型案例“學術為什么要規范？”（HDKCSZ2023Y0006）；海南大學2022年度教育教學改革研究項目（學位與研究生教育專項）“海南自貿港建設背景下材料專業‘本碩博課程貫通中《物理化學》核心課程群的構建”（HDJG-Y202216）；海南省高等學校教育教學改革研究項目（課程思政專項）“《半導體器件物理與技術》課程思政教學設計與實踐”（HnjgS2022-5）

第一作者簡介：鄧喬元（1991-），男，漢族，四川德陽人，博士，副研究員。研究方向為材料表面工程。

*通信作者：文峰（1976-），男，漢族，陜西漢中人，博士，教授。研究方向為材料表面工程與教學督導。