新工科中以課程設(shè)計(jì)為主線的“工程制圖”教學(xué)改革

張忠潔，王 嵩，劉久逸

（安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，安徽合肥230601）

“工程制圖”作為一門技術(shù)的基礎(chǔ)課程，主要任務(wù)是研究如何閱讀和繪制工程圖樣。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，促使軟件繪圖技術(shù)與手工繪圖技能緊密結(jié)合，融合于二維和三維繪圖過程中，“工程制圖”逐漸發(fā)展成為以基礎(chǔ)繪圖為核心，各種軟件繪圖靈活貫通的新一代繪圖學(xué)科[1-3]。

1 工程素質(zhì)

在新工科的理念下，大部分本科院系立足于服務(wù)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)為培養(yǎng)目標(biāo)，工科本科教育主要目的是培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)主義建設(shè)需要、德智體全面發(fā)展、獲得工程師基本訓(xùn)練的高級(jí)工程技術(shù)人才。因此，各個(gè)高等院校都將培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)作為重中之重。工程素養(yǎng)是指工作人員從事實(shí)踐活動(dòng)，隨機(jī)應(yīng)變的能力，要求具有扎實(shí)的基本功、靈活的動(dòng)手能力以及與時(shí)俱進(jìn)的學(xué)習(xí)潛力[4-5]。

目前，由于教學(xué)課時(shí)的限制，我校工科院系面臨教師如何把握學(xué)生對(duì)于基礎(chǔ)理論、深度提升和創(chuàng)新實(shí)踐能力的平衡問題；如何合理分配基礎(chǔ)知識(shí)和創(chuàng)新實(shí)踐知識(shí)的學(xué)時(shí)問題。尤其1995 年以后，我國(guó)的高等教育逐漸面向大眾化，致力于培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代需求的應(yīng)用實(shí)踐型綜合人才，因此，在新工科的教育理念及需求模式下，工科院校要以社會(huì)需求為導(dǎo)向，立足于提升學(xué)生的綜合素質(zhì)作為現(xiàn)代教育的培養(yǎng)目標(biāo)。而學(xué)生從知識(shí)儲(chǔ)備到綜合能力素質(zhì)的提高需要一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，即在不斷地學(xué)習(xí)及工程實(shí)踐中，在老師的引導(dǎo)下逐步深入提高。因此，教師在教學(xué)過程中，需要根據(jù)學(xué)科及學(xué)生的基礎(chǔ)特征，合理分配好對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、工程實(shí)踐及綜合能力提升之間的精力投入。

2“工程制圖”教學(xué)與實(shí)踐的有效結(jié)合

“工程制圖”課程作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，通常在一年級(jí)的下學(xué)期開設(shè)，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科。從高中跨入大學(xué)校園的新生，由于尚未接觸到類似于金工實(shí)習(xí)、機(jī)械操作等相應(yīng)的實(shí)踐知識(shí)，缺乏對(duì)于實(shí)踐知識(shí)的感性認(rèn)知，很多學(xué)生由高中知識(shí)向大學(xué)知識(shí)過渡時(shí)，覺得學(xué)習(xí)課程較難。

高等教育在面向大眾化初期，按照教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的要求，“工程制圖”教學(xué)的課時(shí)一般為: 機(jī)械類約150 學(xué)時(shí)，非機(jī)械類約120 學(xué)時(shí)。近年來，隨著教學(xué)改革，強(qiáng)化能力教學(xué)，減少課堂教學(xué)，教學(xué)的課時(shí)也在逐步減少。這就對(duì)大學(xué)的教學(xué)提出了更高的要求，不斷改進(jìn)教學(xué)方法和手段來適應(yīng)新工科模式下的人才培養(yǎng)[6-7]。

靈活運(yùn)用教學(xué)方法和模式對(duì)啟發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性起到了很好的促進(jìn)作用，然而，也存在顯而易見的矛盾，即理論課時(shí)少與提高學(xué)生綜合能力之間的矛盾。老師在教學(xué)活動(dòng)中，需要在短學(xué)時(shí)內(nèi)完成基礎(chǔ)知識(shí)的講解和對(duì)學(xué)生進(jìn)行讀圖、繪圖能力的訓(xùn)練。這些教學(xué)任務(wù)的完成需要大量的時(shí)間作為保證，所以在有限的課時(shí)內(nèi)很難達(dá)到理想的教學(xué)效果。

安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院“工程制圖與CAD”課程組目前有多位教師，負(fù)責(zé)學(xué)院的化學(xué)工程與工藝、高分子、新能源、應(yīng)用化學(xué)及材料學(xué)等專業(yè)的課程教授工作，具有良好的課程建設(shè)與改革的基礎(chǔ)，相信通過教學(xué)方法和教學(xué)模式的綜合改革，可以有效提高“工程制圖與CAD”課程的教學(xué)效果，為培養(yǎng)新工科模式的大學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 存在的問題

目前，在“工程制圖”授課中面臨的問題：一方面是新工科形勢(shì)下如何提升學(xué)生的創(chuàng)新能力；一方面是如何處理課時(shí)少、任務(wù)多的問題。這是工科專業(yè)制圖教研室面臨的普遍問題。如何采用有效的教學(xué)手段使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)掌握大量的工程圖學(xué)的知識(shí)，如何把培養(yǎng)目標(biāo)貫穿于教學(xué)過程中，逐步培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生空間思維和空間想象能力，夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，使其具備過硬的技術(shù)技能、較強(qiáng)的工程實(shí)踐和解決實(shí)際問題能力以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，這些都是擺在工程制圖教師面前亟待解決的問題。

4 具體做法

4.1 新工科模式下工程意識(shí)的培養(yǎng)

高等工程教育應(yīng)該由淺入深地由基本理論知識(shí)到綜合應(yīng)用能力及工程與創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生成為具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)的工程素養(yǎng)及獨(dú)立解決工程問題的適應(yīng)社會(huì)需求的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

（1）突出以提高學(xué)生工程意識(shí)與實(shí)踐能力為主線的實(shí)踐教學(xué)模式

教師應(yīng)立足課堂教學(xué)并圍繞實(shí)踐，在講解理論知識(shí)的過程中，為了避免學(xué)生形成思維定式，教師宜多列舉應(yīng)用實(shí)例，在解決實(shí)際問題的過程中學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。因此，“工程制圖”的教學(xué)應(yīng)立足于新工科模式下的教學(xué)大綱，從實(shí)際案例出發(fā)，理論與實(shí)際有效結(jié)合。例如，通過介紹生活中可以接觸到的典型零部件，以及它們的用途及工作原理，讓學(xué)生切實(shí)感受到制圖學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，提高感性認(rèn)識(shí)。如果有條件，也可以親自動(dòng)手拆裝及測(cè)繪，通過實(shí)物作業(yè)來加深工程圖學(xué)的實(shí)踐教學(xué)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行功能化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。在完成任務(wù)過程中，學(xué)生可以了解常用的制造加工知識(shí)、工藝技術(shù)，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生對(duì)于“工程制圖”的學(xué)習(xí)興趣。

（2）加強(qiáng)對(duì)學(xué)生形象思維能力的培養(yǎng)

三維繪圖可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的空間想象和思維能力，通過繪圖學(xué)習(xí)，學(xué)生可以學(xué)會(huì)如何通過平面視圖來構(gòu)造空間結(jié)構(gòu)。由于低年級(jí)學(xué)生尚未接觸相關(guān)的專業(yè)理論及實(shí)踐知識(shí)，創(chuàng)新性設(shè)計(jì)零件比較困難，所以低年級(jí)的繪圖對(duì)創(chuàng)新性要求不高，主要立足于學(xué)會(huì)制圖。通過空間構(gòu)型的相關(guān)訓(xùn)練，可以鍛煉學(xué)生的想象力，易于建立空間的發(fā)散性思維，為后續(xù)的工程設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

（3）強(qiáng)化新工科模式下實(shí)踐教學(xué)的理念

“工程制圖”課程內(nèi)容主要包括畫法幾何和機(jī)械制圖基礎(chǔ)，具有較強(qiáng)的理論性和抽象性，非工科院系的同學(xué)或許不太容易適應(yīng)這門課的學(xué)習(xí)方法和思維方式，這就需要教師能夠結(jié)合此專業(yè)的相關(guān)知識(shí)及實(shí)例，同時(shí)利用學(xué)校相關(guān)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室及實(shí)習(xí)基地等資源，甚至到附近的工廠進(jìn)行參觀等，引導(dǎo)學(xué)生明確“工程制圖”課程在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4.2 優(yōu)化教學(xué)手段，改進(jìn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)

改革教學(xué)模式，必須以學(xué)生為出發(fā)點(diǎn)，合理運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)，教師的引導(dǎo)式教學(xué)是提高“工程制圖”教學(xué)效果的關(guān)鍵。由于個(gè)體的差異，部分同學(xué)可能空間思維較差，感覺“工程制圖”課比較難，對(duì)于繪圖知識(shí)的掌握比較吃力，也缺乏興趣。因此，老師應(yīng)該針對(duì)不同學(xué)生的專業(yè)背景，將教學(xué)與專業(yè)背景知識(shí)結(jié)合，因材施教，幫助學(xué)生快速適應(yīng)并掌握課程學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，提高教學(xué)質(zhì)量。

（1）采用板書、實(shí)物模型與多媒體教學(xué)相結(jié)合的多模式教學(xué)

對(duì)于前面的基礎(chǔ)知識(shí)，畫法幾何和機(jī)械制圖的內(nèi)容相對(duì)較多一些，老師通過板書，一邊進(jìn)行講解，一邊進(jìn)行繪圖展示，可以快速幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)方法及要領(lǐng)；在講解截交線、相貫線等較復(fù)雜抽象難懂的問題時(shí)，應(yīng)結(jié)合零件圖及機(jī)件視圖及表達(dá)方法，運(yùn)用動(dòng)畫繪圖等加以展示，更加形象易懂，幫助學(xué)生快速掌握相應(yīng)的知識(shí)。同時(shí)，在教學(xué)與練習(xí)的過程中，應(yīng)更多加強(qiáng)學(xué)生對(duì)讀圖、看圖的練習(xí)，通過大量的練習(xí)，加強(qiáng)理論知識(shí)，圖物之間有效地進(jìn)行關(guān)聯(lián)，更能熟練掌握各種零件的幾何形狀與投影視圖之間的關(guān)系。

（2）教與學(xué)的互動(dòng)式提高

實(shí)踐證明，互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)具有良好的教學(xué)效果，因此是一直被大力提倡的一種教學(xué)模式。然而，隨著教學(xué)課時(shí)的不斷減少，互動(dòng)式教學(xué)的實(shí)施程度和力度也受到了一定程度的限制。這需要老師合理安排教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)任務(wù)，互動(dòng)式教學(xué)體現(xiàn)出很好的教學(xué)效果，最主要的是，互動(dòng)教學(xué)能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

（3）學(xué)與練有機(jī)結(jié)合

由于課時(shí)數(shù)的限制，我校部分院系的學(xué)生普遍存在學(xué)得多、練得少的問題。新工科模式下倡導(dǎo)“自學(xué)為主，實(shí)踐為首”的教學(xué)理念，要求教師合理分配學(xué)與練的時(shí)間，以教師引導(dǎo)為主線，學(xué)生通過自學(xué)完成課程知識(shí)的學(xué)習(xí)。我校也借鑒兄弟院校的優(yōu)秀做法，以實(shí)物模型展示、參觀設(shè)備等實(shí)踐教學(xué)的方式充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性，加強(qiáng)培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。

4.3 持續(xù)優(yōu)化新工科模式下的課程內(nèi)容和課程體系

“工程制圖”課程的主要目的是鍛煉學(xué)生的空間想象和思維能力，強(qiáng)化工程意識(shí)，建立與時(shí)俱進(jìn)的工程素質(zhì)教育課程體系，這需要不斷地完善和提升課程體系、教學(xué)模式、考核方式等，跟上雙一流建設(shè)的步伐。

（1）構(gòu)造課程體系的知識(shí)框架結(jié)構(gòu)

立足于課程體系的全局，將課程內(nèi)容進(jìn)行模塊性知識(shí)劃分，構(gòu)建基于模塊的課程新體系。我們針對(duì)不同的專業(yè)制定不同的課程體系，本著因?qū)I(yè)施教的原則，合理安排課程的體系及內(nèi)容，體現(xiàn)具有專業(yè)特色的“工程制圖”教學(xué)，實(shí)現(xiàn)新工科下的培養(yǎng)目標(biāo)。比如華東理工大學(xué)“工程制圖”的改革，提出了畫法幾何、機(jī)械制圖、零件設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)繪圖有機(jī)結(jié)合教學(xué)的思路，很好地建立了基于模塊化、面向不同學(xué)時(shí)及專業(yè)的特色工程圖學(xué)的教學(xué)體制。

（2）采取多模式考核的教學(xué)方法

一直以來，考核制度是用來評(píng)定學(xué)習(xí)結(jié)果行之有效的手段，傳統(tǒng)的閉卷考試主要是考核學(xué)生對(duì)于基礎(chǔ)的畫法幾何和機(jī)械制圖基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，而關(guān)于繪圖的能動(dòng)性及創(chuàng)造性很難體現(xiàn)出來。以此，為了更加公正地考核學(xué)生的綜合素質(zhì)及能力，需要采用多種考核模式（筆試、口試、計(jì)算機(jī)繪圖等）并用的方法，目的是為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程思想、實(shí)踐理念和工程素質(zhì)。

（3）將實(shí)踐教學(xué)貫穿于整個(gè)教學(xué)過程中

人才培養(yǎng)的最終目的是服務(wù)于社會(huì)，新工科模式下實(shí)踐教學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新人才中顯得尤其重要，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生今后在工作實(shí)踐中獨(dú)立思考和解決實(shí)際問題的能力起著重要的作用。因此，隨著知識(shí)的飛速發(fā)展，不斷革新實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容和教學(xué)方法，不僅為學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)提供了必要的條件和環(huán)境，而且還有利于提高教師的教學(xué)水平。

4.4 注重提高教師的綜合素質(zhì)

為了培養(yǎng)出具備社會(huì)所需要的工程素質(zhì)型人才，教師必須時(shí)時(shí)充電，不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)、新思想，不斷完善提升自己，成為一名合格的人民教師。

（1）教師必須對(duì)所講授的知識(shí)融會(huì)貫通，課堂駕馭能力強(qiáng)。積極熱情的互動(dòng)教學(xué)離不開教師付出大量的努力和心血，這要求老師除了多方面充實(shí)自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)，還需要合理處理好課時(shí)少、教學(xué)任務(wù)重的矛盾，確保教學(xué)質(zhì)量和效果。

（2）老師應(yīng)學(xué)習(xí)多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)。為了加強(qiáng)新興科學(xué)技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系，要求教師能夠運(yùn)用生活中淺顯易懂的知識(shí)去引導(dǎo)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。工程素質(zhì)培養(yǎng)要與專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合，立足于夯實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)要不斷地進(jìn)行深入的專業(yè)研究。

（3）積極參與各種教學(xué)研究和改革活動(dòng)。與時(shí)俱進(jìn)，老師在教學(xué)過程中只有不斷補(bǔ)充新鮮知識(shí)、新鮮的思想，才能適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)、瞬息萬(wàn)變的社會(huì)發(fā)展，例如，為了培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)構(gòu)形能力，老師可以根據(jù)實(shí)際情況親自設(shè)計(jì)相關(guān)的組合體模型，制定不同的設(shè)計(jì)任務(wù)。

（4）提倡創(chuàng)造創(chuàng)新能力的教學(xué)活動(dòng)。在當(dāng)今飛速發(fā)展的形勢(shì)下，知識(shí)更新也在不斷加速，注重以科技創(chuàng)新活動(dòng)提升學(xué)生的工程素質(zhì)，尤其要建立實(shí)踐性教學(xué)體系，來提高學(xué)生的獨(dú)立工作與創(chuàng)新實(shí)踐能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

新工科模式下工程圖學(xué)教學(xué)的最終目的是充分鍛煉學(xué)生的形象思維能力和工程實(shí)踐意識(shí)。針對(duì)我校目前學(xué)生的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)和“工程制圖”教學(xué)的實(shí)際情況，我們主要從工程實(shí)踐意識(shí)的培養(yǎng)、教學(xué)及考核模式的多樣化、課程體系及內(nèi)容的專業(yè)體現(xiàn)性、提高教師的綜合素質(zhì)等方面考慮，探討了“工程制圖”課程的教學(xué)改革。注重培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)，優(yōu)化“工程制圖”的課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu)體系，不斷提升教師的綜合教學(xué)素質(zhì)。