環(huán)境工程專業(yè)工程圖學(xué)的教學(xué)改革探討

孫玉偉　任百祥　楊春維　湯茜

摘要介紹了環(huán)境工程專業(yè)工程圖學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀，分析了當(dāng)前教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題。通過與國(guó)外先進(jìn)教學(xué)方法和模式的比較，探索出以實(shí)踐技能為核心、突出專業(yè)特色的工程圖學(xué)教學(xué)改革思路，并提出了相應(yīng)的改革措施，以期對(duì)提升本科教育教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力具有推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞工程圖學(xué)；環(huán)境工程專業(yè)；教學(xué)改革；實(shí)踐能力

中圖分類號(hào)S-01文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）09-02825-02

作者簡(jiǎn)介孫玉偉（1986- ），女，吉林四平人，助教，碩士，從事大氣環(huán)境化學(xué)及工程圖學(xué)研究。*通訊作者，教授，碩士，從事化學(xué)、水處理、高等教育的教學(xué)與研究工作。

計(jì)算機(jī)畫圖軟件的廣泛應(yīng)用大大促進(jìn)了圖學(xué)的發(fā)展。作為高校工科專業(yè)的基礎(chǔ)課，工程圖學(xué)是工程技術(shù)人員在生產(chǎn)實(shí)踐中必備的基本技能[1]。近年來，隨著高校對(duì)所開課程的調(diào)整，課程內(nèi)容的增加和學(xué)時(shí)的壓縮，學(xué)時(shí)少與教學(xué)內(nèi)容多的矛盾在工程圖學(xué)課程中表現(xiàn)得尤為突出[2]。環(huán)境工程作為高校新興的工科專業(yè)，核心是污染源的治理。其中，在水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物資源化等環(huán)境工程專業(yè)的核心課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中，都需要應(yīng)用到工程圖學(xué)課程的相關(guān)內(nèi)容作為基礎(chǔ)。因此，如何在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)，按照不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，使學(xué)生掌握工程圖學(xué)基本知識(shí)和技能，以滿足將來的工程應(yīng)用，是該課程教學(xué)改革的基本原則和根本出發(fā)點(diǎn)。

1工程圖學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀

當(dāng)前，多數(shù)高校的工程圖學(xué)教學(xué)仍然沿用傳統(tǒng)教學(xué)模式，課程缺少活力，內(nèi)容陳舊，主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

1.1教學(xué)手段落后雖然配合多媒體課件教學(xué)使三維立體圖形更直觀，但是由于課時(shí)少，課程進(jìn)度快，學(xué)生對(duì)課程的部分基本內(nèi)容也沒有透徹掌握，動(dòng)手能力差，課堂教學(xué)效果得不到鞏固，使得學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)的興趣，認(rèn)為工程圖學(xué)枯燥乏味，限制了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)的發(fā)揮。

1.2內(nèi)容傳統(tǒng)守舊，部分內(nèi)容和專業(yè)需求脫節(jié)以環(huán)境工程專業(yè)為例，授課過程中畫圖訓(xùn)練偏多，讀圖訓(xùn)練偏少。大部分學(xué)時(shí)用于畫法幾何部分，而對(duì)于專業(yè)實(shí)踐應(yīng)用更廣泛的零件圖和裝配圖的讀圖部分課時(shí)較少，學(xué)生的讀圖技能得不到有效訓(xùn)練，導(dǎo)致工程圖學(xué)的教學(xué)與水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物資源化等環(huán)境工程專業(yè)核心課程的實(shí)際需求脫節(jié)。

1.3計(jì)算機(jī)繪圖內(nèi)容沒有融入到課程中工程圖學(xué)和AutoCAD輔助制圖作為兩門課程，學(xué)生在不同學(xué)期分別學(xué)習(xí)，使兩門課程的教學(xué)不連貫，不能反映現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與“理論上的教學(xué)化，作圖上的計(jì)算機(jī)化和應(yīng)用上的工程化、多樣化”的現(xiàn)代化知識(shí)結(jié)構(gòu)，有悖于“實(shí)施創(chuàng)造性教育，培養(yǎng)開拓型人才”的教學(xué)目的[3]。

2國(guó)外工程圖學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)

近年來，國(guó)內(nèi)學(xué)者在中英機(jī)械制圖及圖學(xué)教材的改編、比較分析及其對(duì)我國(guó)圖學(xué)教育改革和精品課程建設(shè)的啟示等方面做了許多有益的工作[4-6]。因此，學(xué)習(xí)國(guó)外高校工程圖學(xué)課程的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)各地高校的教學(xué)實(shí)際情況，是對(duì)工程圖學(xué)教學(xué)進(jìn)行改革和探索的一種有效方法。

2.1以學(xué)生為主體，理論與實(shí)踐結(jié)合相對(duì)于我國(guó)填鴨式教學(xué)方式，國(guó)外的教學(xué)體系一直以學(xué)生為主體。這一點(diǎn)在工程圖學(xué)的教學(xué)方式中得到充分體現(xiàn)。為了引導(dǎo)學(xué)生積極思維，充分發(fā)揮他們學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，英國(guó) CBE 教學(xué)模式采用了“自我培訓(xùn)評(píng)估系統(tǒng)”，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自我評(píng)估，重視學(xué)生反饋能力的培養(yǎng)。在教學(xué)手段上，CBE 綜合運(yùn)用了演示法、讀書指導(dǎo)法、練習(xí)法、參觀法、討論法、實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)法等，最大限度地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性[7]。德國(guó) FH 模式在工程圖學(xué)課程上得到了很好的應(yīng)用。學(xué)生在學(xué)習(xí)工程圖學(xué)之前要在企業(yè)內(nèi)預(yù)實(shí)習(xí)，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)；在理論教學(xué)階段，學(xué)習(xí)內(nèi)容主要來自企業(yè)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性和實(shí)用性。設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)占工程圖學(xué)總學(xué)時(shí)數(shù)的2/3，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，以提升學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，達(dá)到學(xué)有所用的目的。

2.2教材豐富多樣，應(yīng)用性強(qiáng)國(guó)內(nèi)不同機(jī)構(gòu)編著的工程圖學(xué)教材的側(cè)重點(diǎn)、深度和廣度雖各有不同，但總體上各教材之間重疊內(nèi)容較多，理論性、概念性的內(nèi)容偏多，實(shí)際應(yīng)用性的內(nèi)容不足，缺乏將制圖知識(shí)與機(jī)械設(shè)計(jì)融合的內(nèi)容[8]。機(jī)械類和非機(jī)械類專業(yè)教材內(nèi)容特點(diǎn)不明顯。與我國(guó)相比，國(guó)外的教材更注重應(yīng)用性、實(shí)踐性和與時(shí)俱進(jìn)性。美國(guó)高校在工程圖學(xué)教材的建設(shè)上，主體結(jié)構(gòu)完善，信息表達(dá)方式豐富多樣，且不同學(xué)科內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)不同?？傮w來說，教材具有基礎(chǔ)性、廣泛性、交叉性、前沿性和實(shí)踐性的特點(diǎn)。日本的工程圖學(xué)教材中包含機(jī)械的設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)要點(diǎn)和加工特點(diǎn)等內(nèi)容，應(yīng)用性內(nèi)容多，理論性內(nèi)容少，注重學(xué)科間的關(guān)聯(lián)，使教材對(duì)不同學(xué)科的學(xué)生具有普適性。

2.3強(qiáng)化教師的實(shí)踐能力一些發(fā)達(dá)國(guó)家一方面非常重視工程圖學(xué)任課教師的工程實(shí)踐能力：例如澳大利亞TAEF要求教師有5年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而我國(guó)制圖教師隊(duì)伍的知識(shí)結(jié)構(gòu)單一，缺乏實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致授課內(nèi)容與學(xué)生實(shí)際應(yīng)用需求脫節(jié)。另一方面，注重繼續(xù)提升現(xiàn)任教師的實(shí)踐能力。為了保持現(xiàn)任教師授課內(nèi)容和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的先進(jìn)性，許多發(fā)達(dá)國(guó)家安排現(xiàn)任教師每3～5年到企業(yè)進(jìn)修一次。

3工程圖學(xué)教學(xué)改革的啟示

結(jié)合我國(guó)工程圖學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀，通過與國(guó)外先進(jìn)教學(xué)方法的比較分析，以環(huán)境工程專業(yè)為例，對(duì)工程圖學(xué)教材與教學(xué)的建設(shè)和完善，教師綜合素質(zhì)養(yǎng)成等諸多方面的教育改革提出如下建議。

3.1整合教材內(nèi)容，突出專業(yè)特色對(duì)教材的內(nèi)容體系進(jìn)行整合，將工程圖學(xué)的理論知識(shí)與相關(guān)專業(yè)的課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來，在保持工程圖學(xué)課程內(nèi)容持續(xù)性的同時(shí)，突出專業(yè)特色，避免重復(fù)。例如，在教材的例題和書后習(xí)題部分，結(jié)合環(huán)境工程專業(yè)的水污染控制工程課程的知識(shí)，畫出污水處理廠相關(guān)構(gòu)筑物的三視圖等。此外，教材應(yīng)盡量減少理論敘述，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)和實(shí)際應(yīng)用方面的內(nèi)容，定期更新教材內(nèi)容，使其具有時(shí)代性。

3.2改革課程教學(xué)方法，注重實(shí)踐應(yīng)用一方面要改變過去“填鴨式”的教學(xué)方法，將多媒體課件、三維模型和AutoCAD計(jì)算機(jī)繪圖引入工程圖學(xué)教學(xué)當(dāng)中，加大課堂教學(xué)的信息量，使教學(xué)過程更直觀，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力。另一方面要結(jié)合相關(guān)的專業(yè)課程，增大工程圖學(xué)教學(xué)中實(shí)踐環(huán)節(jié)的比例。例如，可以將工程圖學(xué)課程與金工實(shí)習(xí)有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中鞏固制圖課程的內(nèi)容；開設(shè)環(huán)境工程設(shè)計(jì)圖學(xué)基礎(chǔ)課程，要求學(xué)生運(yùn)用工程圖學(xué)知識(shí)和AutoCAD軟件完成水污染控制、大氣污染控制等課程的實(shí)踐設(shè)計(jì)內(nèi)容，做到學(xué)有所用，在應(yīng)用中完善和提升學(xué)生的知識(shí)水平。

3.3加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保證教學(xué)質(zhì)量提升工程圖學(xué)任課教師的綜合素質(zhì)，要求教師在具備相關(guān)的工程實(shí)踐教育背景的同時(shí)，靈活運(yùn)用多種教學(xué)手段（例如提問式、啟發(fā)式、討論式教學(xué)模式以及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等），充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，保證課堂的教學(xué)質(zhì)量。此外，通過定期的進(jìn)修，加快教師的知識(shí)體系更新，使其授課內(nèi)容與社會(huì)實(shí)際需求相結(jié)合。

3.4建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，整合教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是教材內(nèi)容的擴(kuò)大補(bǔ)充，有利于學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)[6]。目前，許多高校建立了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，將課程的教學(xué)計(jì)劃、電子教案與習(xí)題、相關(guān)的多媒體課件和素材資源等放在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，建立了教師答疑討論專區(qū)，大大提高了課程的教學(xué)效果。例如，以三維動(dòng)畫方式實(shí)時(shí)展現(xiàn)產(chǎn)品的零件圖和裝配圖以及各個(gè)角度和剖切后的細(xì)節(jié)，提升學(xué)生的讀圖能力。

4結(jié)語

環(huán)境工程專業(yè)工程圖學(xué)的教學(xué)需要在教學(xué)和實(shí)踐中不斷進(jìn)行摸索和嘗試，總結(jié)出一套真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，具有專業(yè)特色和較強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用性的教學(xué)方式。唯有如此，才能培養(yǎng)出實(shí)踐操作能力強(qiáng)、與社會(huì)需要相符合的環(huán)境類人才。

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