基于創(chuàng)新教學(xué)模式的工程制圖與CAD課程優(yōu)化

【摘要】工程制圖與CAD已被大多數(shù)工科專業(yè)作為非常重要的專業(yè)技能課之一，過去的三十年里在教學(xué)方法和教學(xué)模式方面得到了長足發(fā)展，但仍存在許多不可回避的問題。筆者根據(jù)自身教學(xué)實(shí)際指出了我國工程制圖與CAD課程教學(xué)當(dāng)前普遍存在的一些問題，提出了教學(xué)模式、教學(xué)方法改革的方向，以期達(dá)到較好的實(shí)踐效果。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新教學(xué)模式；工程制圖；CAD；課程改革；課程實(shí)踐

【中圖分類號】TB23-4；G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）06-0037-02

工程制圖是“工程圖樣”是工程界的語言。工程制圖與CAD是工程類專業(yè)重要課程，讀圖與繪圖能力是工程人員的基本素質(zhì)。如今在我國工程制圖教學(xué)秉承著"傳遞-接受式"的舊教學(xué)模式，即以傳授系統(tǒng)理論知識、培養(yǎng)基本繪圖技能為目標(biāo)[1]。我國工程制圖教學(xué)模式嚴(yán)重僵化，教學(xué)理念落后，教學(xué)方法陳舊，考核方法過時，教學(xué)內(nèi)容偏失等情況，進(jìn)而導(dǎo)致許多學(xué)生學(xué)習(xí)興趣較低，創(chuàng)新能力不足，基本繪圖能力較差，學(xué)到的在工作中很少能用到等問題?！皩W(xué)生在校學(xué)習(xí)的知識，到工作單位（屬于對口）后能用到的也就是20%～30%……”[2]。對工程制圖與CAD教學(xué)教學(xué)模式與教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化，以提高教學(xué)效果，使學(xué)生對工程制圖基本方法和CAD軟件有一個很好地掌握，對學(xué)生今后的繼續(xù)教育和就業(yè)都打下一個堅實(shí)的基礎(chǔ)。

一、教學(xué)效果不佳的原因

1.教學(xué)方式單一，學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力不足

傳統(tǒng)的教學(xué)方式包括最傳統(tǒng)的“講聽”教學(xué)、多媒體教學(xué)等。以上兩者各有優(yōu)劣但實(shí)際教學(xué)中缺少兩者有機(jī)的統(tǒng)一，或者在利用兩者教育方式的使用方式、使用時機(jī)、使用比例不恰當(dāng)。比如：有些教師過多使用PPT，這使得學(xué)生在課堂上缺少參與感，很難使學(xué)生成為課堂的一部分，難以激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。同時由于課程推進(jìn)速度過快，學(xué)生接受較慢，很難跟上教學(xué)進(jìn)度甚至有學(xué)生干脆放棄本門課程；但同時又有些教師不能充分利用多媒體教學(xué)的巨大優(yōu)勢，不能有效做到各教學(xué)方式的取長補(bǔ)短，多媒體教學(xué)在一些方面有著其他教學(xué)方式難以比擬的效果，比如：在進(jìn)行立體感培養(yǎng)、學(xué)生興趣開發(fā)時可以充分發(fā)揮多媒體教學(xué)優(yōu)勢，將使得教學(xué)效果大打折扣。單一的教學(xué)方式和古板的教學(xué)方法很難引起起學(xué)生對課程的好感，進(jìn)而不能有效的培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力。

2.教學(xué)內(nèi)容偏失，學(xué)生的實(shí)踐動手能力不足

本科階段工程制圖的重點(diǎn)主要包括實(shí)際繪圖能力培養(yǎng)和CAD等繪圖軟件操作能力的訓(xùn)練。很多教師忽略了基本繪圖能力培養(yǎng)，無論是課時數(shù)量還是期末考核范圍基本繪圖能力被忽略了。殊不知基本繪圖能力與讀圖是工程技術(shù)人員最基本的素質(zhì)，也是使用軟件繪圖的基礎(chǔ)，更是從事工程設(shè)計的根本。另外，一些教師在授課過程中理論講的太多，學(xué)生練的太少，尤其像CAD這種操作性較強(qiáng)的課程，需要學(xué)生反復(fù)大量的實(shí)踐才能真正掌握。教師滿堂灌而沒有留出學(xué)生在課堂上鞏固所學(xué)知識，向老師提出本節(jié)課程中的問題以及老師給學(xué)生講解的時間，學(xué)生不能有效的參與其中不能很好地建立學(xué)習(xí)興趣。

3.考核方式過時，學(xué)生的實(shí)際繪圖能力不足

考核是檢驗(yàn)教學(xué)效果，考察學(xué)生的掌握情況，進(jìn)而為下一步的教學(xué)安排提供依據(jù)的一種手段?，F(xiàn)存在的考核方式主要包括：出勤情況、課后習(xí)題完成情況、期末考試三個方面。出勤情況可能存在“出工不出力”、課后習(xí)題存在抄襲（復(fù)制粘貼）、期末考試存在臨時突擊，所以三方面的考核均不能正確評估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。教師不能適時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幾乎是在“盲教”，教師稀里糊涂的講授課程，學(xué)生一頭霧水的完成課程學(xué)習(xí)。單一的教學(xué)方式、枯燥的教學(xué)內(nèi)容、過時的考核方式必然導(dǎo)致學(xué)生的繪圖能力短缺。

二、國內(nèi)工程制圖教學(xué)模式

1.傳統(tǒng)的教學(xué)模式

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是“一邊講，一邊聽”即教師在黑板上講授基本繪圖原理與方法，學(xué)生在下面聽講，然后學(xué)生按照教師的吩咐在規(guī)定的時間內(nèi)完成相應(yīng)的任務(wù)。不能完全否定這種教學(xué)模式，但必須承認(rèn)這種“一邊講，一邊聽”的教學(xué)方法在講究興趣培養(yǎng)與靈感創(chuàng)造的今天已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落伍，而且，此方法很難對立體圖形進(jìn)行講解，無法更有效建立空間思維能力。

2.多媒體教學(xué)

多媒體技術(shù)在工程制圖的應(yīng)用是工程制圖教學(xué)方法的一次飛躍。極大地提高了教學(xué)效率，其具有生動、形象、包含廣的特點(diǎn)。一些難以直接在黑板上展現(xiàn)的實(shí)踐性強(qiáng)，影像資料豐富的章節(jié)可以對學(xué)生進(jìn)行很好的展示。但是我們要看到多媒體教學(xué)所存在的缺陷，比如：教師對多媒體的過度依賴，教學(xué)進(jìn)度推進(jìn)過快等。

三、基于創(chuàng)新教學(xué)方法的課程優(yōu)化

1.教學(xué)模式優(yōu)化

（1）采用多種教學(xué)模式相結(jié)合的方法

單一的教學(xué)模式已經(jīng)完全不能滿足現(xiàn)代工程技術(shù)人員的培養(yǎng)。應(yīng)在教學(xué)中充分發(fā)揮各教學(xué)手段的優(yōu)勢，針對不同的教學(xué)階段采用不同的教學(xué)方式，取長補(bǔ)短，加以創(chuàng)新，比如在教學(xué)初期為使學(xué)生便于理解基本繪圖過程，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行邊講邊畫，直觀的表達(dá)繪圖過程，而在教授剖面圖時可以運(yùn)用PPT進(jìn)行動畫演示，使學(xué)生清楚了解剖面圖基本畫法。

（2）教師角色的轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的教學(xué)模式中以教師的講授和學(xué)生的被動接受為主。教師是整個教學(xué)模式的主角，這種被動式的學(xué)習(xí)很難培養(yǎng)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新性思維。教師在工程制圖課中扮演的是組織者和引導(dǎo)者[3]。應(yīng)該實(shí)現(xiàn)其從主角到配角角色的轉(zhuǎn)變，即學(xué)生應(yīng)該成為課堂的主角，教師類似于“參謀”。在教師完成基本的課程講授后應(yīng)將課程的主動權(quán)交于學(xué)生，由學(xué)生提出與課程相關(guān)的問題并由教師解答，教師鼓勵學(xué)生對課程提出相應(yīng)的想法。教師可在講解某個幾何圖形畫法之前，先由學(xué)生表達(dá)自己的看法再由教師進(jìn)行點(diǎn)評，使教學(xué)更有目的性，更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造性思維。

（3）控制教學(xué)進(jìn)度，改革考核方式

當(dāng)今工程制圖主要體現(xiàn)為畫法幾何、機(jī)械制圖、計算機(jī)繪圖等分段教學(xué)，很多教師只注重計算機(jī)軟件教學(xué)而忽略基本繪圖技巧。幾何畫法、機(jī)械制圖部分所占課時較少，計算機(jī)繪圖部分課時較多，這樣造成學(xué)生手繪能力較差，基本制圖素養(yǎng)薄弱，最終學(xué)生學(xué)會了繪圖軟件而基本繪圖訓(xùn)練較少，繪圖能力較差。在期末考試中很多教師將學(xué)生最終繪制的圖形作為考察重點(diǎn)，而學(xué)生的平時表現(xiàn)在總成績占比較低。筆者認(rèn)為工程制圖的考核方式應(yīng)該有所變化，改變以往以最后一張試卷確定成績的方式，將學(xué)生的成績分散到課程的各個階段，學(xué)習(xí)完成一部分考核一部分，并增加平時表現(xiàn)所占成績比重包括平時的聽講情況，提出問題、解決問題情況，課后題完成情況，創(chuàng)新能力等。endprint

（4）工程制圖課程與所學(xué)專業(yè)緊密聯(lián)系

有不少企業(yè)和畢業(yè)生反映大學(xué)課程訓(xùn)練與本專業(yè)實(shí)際就業(yè)存在脫軌問題，學(xué)生進(jìn)入企業(yè)后需要較長時間的學(xué)習(xí)才能融入崗位。環(huán)境專業(yè)工程制圖的目的是使學(xué)生具備閱讀及繪制本專業(yè)圖紙的能力。學(xué)校在訂制教材和教師在授課時應(yīng)緊密貼近專業(yè)實(shí)際，教師在講解案例時可舉本專業(yè)或者學(xué)生在將來工作中可能接觸到的實(shí)例，比如對于環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生可為他們提供某污水處理廠的平面布置圖和各構(gòu)筑物尺寸圖，讓學(xué)生抄畫，可收到極好的教學(xué)效果。李勇[4]等人在教學(xué)中引入項(xiàng)目法（從工程技術(shù)人員的角度出發(fā)使課程工程化）取得了較好的教學(xué)效果。

（5）強(qiáng)化校企聯(lián)系

工程制圖的主要目的之一就是為相應(yīng)的工作崗位培養(yǎng)優(yōu)秀的工程技術(shù)人才，因此，工程制圖的內(nèi)容也要盡量貼近于工程實(shí)際。可派遣相應(yīng)的任職教師到企業(yè)交流，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入相應(yīng)企業(yè)實(shí)習(xí)等。教師應(yīng)該及時傳遞一些一線工程信息，可將工程實(shí)例作為案例進(jìn)行講解。多與企業(yè)交流，尤其是與我院建立長期校企合作關(guān)系和友好往來的企業(yè)，多向工作在一線的工程師請教和探討，在教學(xué)內(nèi)容上注重理論教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合。

（6）注重基本工程素質(zhì)底蘊(yùn)培養(yǎng)

教學(xué)中發(fā)現(xiàn)有些同學(xué)繪圖基本技巧及繪圖軟件操作非常熟練，但是在所繪制的圖紙上出現(xiàn)非常低級的錯誤，比如：粗線與細(xì)線混淆、使用結(jié)構(gòu)表達(dá)不完整、符號規(guī)格不準(zhǔn)確等現(xiàn)象。廣西大學(xué)陳倩華說：有少數(shù)學(xué)生連最基本的制圖標(biāo)準(zhǔn)都知道很少[5]。嚴(yán)謹(jǐn)是工程技術(shù)人員的必備素質(zhì)，嚴(yán)謹(jǐn)品質(zhì)的培養(yǎng)應(yīng)從“娃娃”抓起，從一開始便給學(xué)生灌輸這一思想。

2.教學(xué)方法優(yōu)化

（1）注重基本繪圖能力訓(xùn)練

工程制圖的教學(xué)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)學(xué)生獨(dú)立讀圖、繪圖能力的培養(yǎng)和繪圖軟件的掌握。本人在帶學(xué)生做課程設(shè)計期間發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生基本繪圖能力薄弱，有些學(xué)生雖然CAD軟件使用非常熟練，可是當(dāng)進(jìn)行繪圖時卻不知從何處入手，有些學(xué)生讀圖能力，立體構(gòu)建能力很差甚至根本看不懂圖形中各基本圖快所代表的基本構(gòu)件。零件圖和裝配圖表達(dá)不清楚，讓人難以看懂，學(xué)生不清楚如何選擇主視圖，表達(dá)方案選擇不合理，也不清楚零件圖和裝配圖在表達(dá)上的著重點(diǎn)不同。更嚴(yán)重的是，有的學(xué)生零件圖和裝配圖中的同一個零件結(jié)構(gòu)大小不一致。這不僅反映了學(xué)生的繪圖能力不強(qiáng)，同時也反映出其讀圖能力比較差[6]。另外學(xué)生對于課堂知識能夠聽懂，但實(shí)際操作是卻無從下手。學(xué)生空間想象能力較差，而培養(yǎng)其能力最有效的手段就是徒手作圖，針對這一問題教師應(yīng)調(diào)整原來的教學(xué)重點(diǎn)，注重學(xué)生徒手作圖能力的訓(xùn)練，比如：增加徒手繪圖教學(xué)課時，在進(jìn)行較為簡單的圖形繪制講解時，盡量采用教師手繪（手繪可給學(xué)生一種帶入感）。同時有研究顯示，在提高學(xué)生的空間視覺能力方面，徒手繪圖比計算機(jī)三維造型更為有效[7]。

（2）注重學(xué)生的空間想象能力培養(yǎng)

空間想象能力是讀圖和繪圖能力的基礎(chǔ)。工程設(shè)計人員的設(shè)計意圖通過圖紙實(shí)現(xiàn)有效的傳達(dá)，也是培養(yǎng)是工程制圖的重點(diǎn)難點(diǎn)、作為優(yōu)秀工程師的基本素質(zhì)。對于空間想象能力的培養(yǎng)主要依靠一是強(qiáng)化基本繪圖和讀圖能力培養(yǎng)，二是現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備—多媒體教學(xué)，可借助CAD建立三維模型，進(jìn)行立體圖形繪制演示，幫助學(xué)生“由圖至體，由體至圖”空間能力培養(yǎng)。三是利用豐富教學(xué)用具可在課堂上向?qū)W生發(fā)放教學(xué)模型，供其擺弄，著重布置根據(jù)實(shí)物模型要求學(xué)生畫出三視圖，同時給出多組三視圖讓其指出相應(yīng)的實(shí)物。

（3）注重學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

創(chuàng)新已經(jīng)成為時代的主題，學(xué)校是創(chuàng)新的沃土，學(xué)生是創(chuàng)新的種子。很多教師仍抱著教師教，學(xué)生學(xué)傳統(tǒng)教育思想，只想著傳授基本技能而沒有著眼于創(chuàng)新意識的引導(dǎo)。在課堂上應(yīng)該充分發(fā)揮學(xué)生的奇思妙想，比如：改變原來教師直接給出考試題或者練習(xí)題的習(xí)慣，教師可以只給出一個大的方向，學(xué)生自己充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新性思維，自己自主選題，自主完成。教師平時鼓勵學(xué)生提出自己對本門課或?qū)I(yè)課的“idea”，教師可以定期組織學(xué)生進(jìn)行相關(guān)問題討論，鼓勵大家發(fā)言。這樣既可以很好的引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新型思維。

（4）合理安排教學(xué)模式

工程制圖與CAD教學(xué)需要一個綜合教學(xué)方法，很難通過某一種方法或者手段來實(shí)現(xiàn)較好的教學(xué)效果。在教學(xué)過程中教師過于依賴PPT在高等教育中是普遍存在的一種現(xiàn)象，由于很多年輕教師實(shí)踐性不強(qiáng)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足把利用PPT授課變成了單純的讀PPT，造成課程推進(jìn)速度過快、學(xué)生印象不深、使學(xué)生感到枯燥乏味，在授課過程中幾乎與學(xué)生無交流不能時時把握學(xué)生的聽課動態(tài)未達(dá)到授課效果。授課時，需要手繪時進(jìn)行手繪，需要多媒體演示時進(jìn)行多媒體演示，在兩種方式均可進(jìn)行時，建議進(jìn)行繪圖演示時盡量采用手繪的方式，這樣可以直觀有效的使學(xué)生理解繪圖過程，明晰繪圖方法，教師邊畫邊講更加有效地達(dá)到教學(xué)目的，同時給學(xué)生灌輸一種盡量多動手畫圖的意識。

（5）教與習(xí)一體

教師應(yīng)摒棄過去填鴨式的教學(xué)方法，在課堂上施行“教—習(xí)—教—習(xí)”教學(xué)方法，就是在教師講解完一個知識點(diǎn)后讓學(xué)生當(dāng)堂練習(xí)。學(xué)生能夠及時的鞏固所學(xué)內(nèi)容，教師能夠及時清楚獲得學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。學(xué)生做練習(xí)，教師在巡視，學(xué)生如有疑問教師可立即解答，極大地避免了學(xué)生課后疏于練習(xí)而遺忘，在學(xué)生基本掌握的基礎(chǔ)上進(jìn)行下一階段的學(xué)習(xí)。這樣還可以有效的使學(xué)生的思路緊跟老師，在輕松愉快的情況下學(xué)得知識，建立起學(xué)生的而學(xué)習(xí)興趣。教師在下課后可要求學(xué)生做相應(yīng)的習(xí)題，在下次上課前進(jìn)行講解或教師當(dāng)堂布置練習(xí)當(dāng)堂檢查作為期末考核的一部分。

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作者簡介：

王艷華，女，1982年出生，博士，在陜西師范大學(xué)承擔(dān)工程制圖CAD的教學(xué)工作。endprint