農(nóng)業(yè)院校工程圖學(xué)系列課程的改革與探索

許良元，蔣 銳，江 慶，劉 微，許 偉，方梁菲，王 珂

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，安徽合肥 230036；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟技術(shù)學(xué)院，安徽合肥 230036)

農(nóng)業(yè)院校工程圖學(xué)系列課程的改革與探索

許良元1，蔣 銳1，江 慶1，劉 微1，許 偉1，方梁菲1，王 珂2

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，安徽合肥 230036；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟技術(shù)學(xué)院，安徽合肥 230036)

摘要工程圖學(xué)是一門工科類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，課程的教學(xué)要求和目標(biāo)隨著社會的發(fā)展而不斷調(diào)整。筆者立足安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，分析了工程圖學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題與不足，根據(jù)學(xué)校人才實際培養(yǎng)方案和人才需求，在課程體系、教學(xué)方法和手段等方面進行了大膽改革，以提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。通過對近幾年的試運行結(jié)果分析看，該項改革和探索取得了良好的效果，具有一定的推廣價值。

關(guān)鍵詞工程圖學(xué)；實踐課程；模型測繪；創(chuàng)新能力；教學(xué)改革

工程圖學(xué)系列課程是工科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，旨在培養(yǎng)學(xué)生繪圖和閱讀工程圖樣的能力、空間想象能力、空間分析和解決問題的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)后能在工作崗位上從事設(shè)計工作打下基礎(chǔ)[1-7]。因此，該課程是連接基礎(chǔ)課和專業(yè)課的橋梁。近年來，根據(jù)安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)分制人才培養(yǎng)改革的需要，校機械類、近機類、土建類制圖系列課程課時已銳減，同時由于高考擴招的影響，學(xué)生人數(shù)大量增加。由于學(xué)校人才引進的門檻提高，使得師資力量很難及時補充，教師教學(xué)負(fù)擔(dān)較重。雖然課時減少，但對學(xué)生的培養(yǎng)要求卻沒有降低。如何在少課時多內(nèi)容的情況下保持良好的教學(xué)效果，是每一位任課教師需要面對的問題。針對工程圖學(xué)系列課程的改革和嘗試，很多學(xué)者一直都在不斷研究，也取得一定的研究成果[7-11]。筆者根據(jù)安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)近年來的教學(xué)改革實踐，從工程圖學(xué)教學(xué)模塊、課程大綱、教學(xué)方法、實踐實訓(xùn)平臺、大學(xué)生創(chuàng)新實踐等方面對工程圖學(xué)系列課程改革進行了一些探索和嘗試，取得了一定的成果。

1教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

1.1教學(xué)學(xué)時近幾年來，為了適應(yīng)安徽省對人才的需求，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)已逐漸發(fā)展成為一所理、工、農(nóng)、醫(yī)、文、教育等多學(xué)科的綜合性大學(xué)，很多專業(yè)都依據(jù)培養(yǎng)方案開設(shè)了工程圖學(xué)課程，同時隨著學(xué)校學(xué)分制的實行，工程圖學(xué)系列課程的學(xué)時數(shù)由于培養(yǎng)方案總學(xué)時的限制都不同程度被消減，尤其是土建類專業(yè)的制圖學(xué)時，由64學(xué)時銳減到24學(xué)時(表1)。在規(guī)定學(xué)時內(nèi)，既要讓學(xué)生掌握制圖的理論教學(xué)內(nèi)容，又要求掌握必要的計算機繪圖知識，就必須改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，制訂科學(xué)的改革方案。

表1　新舊培養(yǎng)方案工程圖學(xué)系列課程學(xué)時對比

1.2教學(xué)方法傳統(tǒng)的制圖教學(xué)沿襲傳統(tǒng)教學(xué)模式，在教學(xué)中，教師使用尺規(guī)和紙質(zhì)掛圖等教學(xué)用具，需要在黑板上畫出一些圖例，因此教師的體力消耗很大，課堂上傳授的信息量受到很大限制。而且由于條件有限，模型的數(shù)量及種類不能滿足教學(xué)需求，需要投入經(jīng)費購置。在培養(yǎng)和啟發(fā)學(xué)生的空間想象能力和構(gòu)思能力上，教學(xué)手段較為單一，內(nèi)容多以靜態(tài)為主，無法表現(xiàn)豐富多彩的三維動態(tài)對象，使學(xué)生難以形成完整的空間概念。

1.3教學(xué)條件全校開設(shè)制圖系列課程的專業(yè)較多，學(xué)生人數(shù)大幅增加，但是教授制圖系列課程的教師數(shù)量變化不大，造成教師教學(xué)壓力大，無暇顧及科研，職稱評級受限(表2)。

表2　課改前后師資及學(xué)生數(shù)對比

課改前安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)制圖課程主要是采用板書加掛圖方式上課，遇到復(fù)雜圖形，教師在黑板上繪圖會占用較多課堂時間，而且效果不好，影響學(xué)生的聽課質(zhì)量和學(xué)習(xí)興趣，同時由于教師教學(xué)任務(wù)重，無暇整理上課的一些經(jīng)驗和心得，未能主編或參編教材。

2教學(xué)改革

針對以上諸多問題，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)開展了一系列教學(xué)改革探索研究，申報了安徽省教育廳和安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)的質(zhì)量工程項目，在這些項目的支持下，取得了一些成功的經(jīng)驗。

2.1實踐課程體系和模塊的構(gòu)建根據(jù)不同學(xué)科和不同學(xué)時的制圖系列課程設(shè)置了多種實訓(xùn)模塊，以滿足不同專業(yè)學(xué)生的需求(圖1)。該模塊將在實際教學(xué)過程中不斷改進和完善，充分體現(xiàn)復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

圖1　實訓(xùn)課程體系建設(shè)Fig.1　Construction of training course system

2.2適應(yīng)培養(yǎng)創(chuàng)新人才需求，制訂新教學(xué)、實驗大綱在深入探討工程圖學(xué)系列課程教學(xué)模式的教學(xué)實踐過程中，對多所高校進行了調(diào)研，以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、知識水平和創(chuàng)新能力為原則，結(jié)合教學(xué)改革的最新研究成果，對教學(xué)內(nèi)容進行了優(yōu)化、整合，制訂了適應(yīng)學(xué)科發(fā)展和培養(yǎng)創(chuàng)新人才需求的教學(xué)大綱和實驗大綱。

2.3進行教學(xué)方式的改革實踐

2.3.1采用按需教學(xué)方式進行教學(xué)。在教學(xué)過程中，改變過去“大一統(tǒng)”的制圖教學(xué)方式，根據(jù)授課專業(yè)和授課對象對工程圖學(xué)課程的需求，有針對性地對教學(xué)計劃要求和教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)案例進行變化調(diào)整，實現(xiàn)按需教學(xué)。該教學(xué)方式要求授課教師對每個專業(yè)先“把脈”，按照專業(yè)的培養(yǎng)方案及該專業(yè)對工程圖學(xué)課程需求的“量和度”，開出“藥方”，做到授課時有的放矢，使得教學(xué)內(nèi)容更具有針對性。這種教學(xué)法已在多個專業(yè)的工程圖學(xué)課程中進行了教學(xué)試點，受到學(xué)生的廣泛歡迎和認(rèn)可，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生達到最佳學(xué)習(xí)狀態(tài)。

2.3.2建設(shè)具有共性特色的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。利用現(xiàn)代化信息手段，開發(fā)了工程圖學(xué)課程網(wǎng)站。該網(wǎng)站經(jīng)不斷完善后實現(xiàn)了網(wǎng)上練習(xí)、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上討論以及網(wǎng)絡(luò)資源共享等功能。

2.3.3成立學(xué)習(xí)興趣小組的教學(xué)方法。依據(jù)課程的需要和學(xué)生個人興趣，每個專業(yè)成立工程圖學(xué)課程學(xué)習(xí)興趣小組。對學(xué)習(xí)中遇到的疑難問題，興趣小組通過課后查閱資料、討論的方式來解決，任課教師參與指導(dǎo)。興趣小組還可以根據(jù)各自專業(yè)需求挑選一些延伸拓展的內(nèi)容(例如CAD、三維建模等)自學(xué)。該教學(xué)方式增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，調(diào)動了學(xué)習(xí)的積極性，加深了理解，提高了學(xué)習(xí)效率，促進了師生交流。

2.3.4模型測繪和上機實訓(xùn)結(jié)合，提高學(xué)生的實際動手操作能力。在工程圖學(xué)課程實訓(xùn)環(huán)節(jié)進行了大膽的改革和創(chuàng)新，把模型測繪和AutoCAD上機實訓(xùn)結(jié)合起來，要求學(xué)生先按照制圖要求對模型進行測繪，手工繪制工程圖草圖，再用CAD軟件將測繪草圖繪制成符合國標(biāo)的工程圖樣，改變了以前學(xué)習(xí)AutoCAD時單一的命令式操作方式。該教學(xué)方式提高了學(xué)生的實際動手能力，提高了繪圖軟件的實際操作能力。

2.3.5進行考核方式的改革。工程圖學(xué)課程需要平時大量的實際訓(xùn)練來鞏固相關(guān)知識點，為了有效克服學(xué)生考前臨時突擊或考試時作弊的弊端，課題組進行了無紙化考試的改革嘗試。該考試系統(tǒng)平時對學(xué)生開放，學(xué)生進入該系統(tǒng)后，可以根據(jù)課程進展組題(卷)練習(xí)。目前開發(fā)的無紙化考試系統(tǒng)已在幾個專業(yè)進行了試點實驗，時機成熟將全面實施。2.4構(gòu)建工程圖學(xué)實訓(xùn)與大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實踐平臺更新實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，增加綜合性和設(shè)計性實驗比例，開放實驗室，充分利用實驗室現(xiàn)有資源，提高學(xué)生實踐學(xué)習(xí)的條件(大學(xué)生機械創(chuàng)新實驗室)。

2.5制圖競賽和全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽積極引導(dǎo)學(xué)生參加各類圖學(xué)類競賽。目前，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)已成功舉辦了5屆全校性的CAD制圖大賽(分為二維和三維兩組)，學(xué)生報名積極性較高，涉及的學(xué)院和專業(yè)覆蓋面廣。在此基礎(chǔ)上，組織部分優(yōu)秀學(xué)生參加全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽，均取得理想成績。

3階段性成果

通過對近幾年的試運行結(jié)果分析看，課程改革和探索取得了一定的成效。

3.1學(xué)生科研活動2009年指導(dǎo)學(xué)生參加全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽獲得全國現(xiàn)場總決賽一等獎；2011年指導(dǎo)學(xué)生參加全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽獲得安徽省賽區(qū)一等獎；2013年指導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生水利創(chuàng)新設(shè)計大賽獲全國二等獎(圖2)。

圖2　學(xué)生作品Fig.2　Student works

3.2實訓(xùn)改革探討成果安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)從2012級開始，在3個機械類本科專業(yè)中進行了該教學(xué)實訓(xùn)模式的探索，將所有學(xué)生分成測繪小組，每組3～5名學(xué)生分配一套測繪模型和一套測繪工具(每屆約240人)，隨著測繪模型的逐年增加，最終的目標(biāo)是每位學(xué)生一組模型。測繪小組拿到模型后共同討論分工合作，拆卸零部件、繪制零部件草圖，然后上機繪制零件圖和裝配圖，完成后交由指導(dǎo)教師審查，不合格的需要重新修改再審查，直到符合課程要求。為了檢查測繪和實訓(xùn)效果，所有學(xué)生最后均要參加上機考試，所有環(huán)節(jié)均要求合格，該門課程才能通過。實訓(xùn)流程如圖3所示。

圖3　實訓(xùn)流程Fig.3　Training process

3.3工程圖學(xué)網(wǎng)站建設(shè)為了配合對媒體教學(xué)及學(xué)生網(wǎng)上實訓(xùn)的需要，自主開發(fā)了工程圖學(xué)實驗中心網(wǎng)站，便于教師和學(xué)生課下交流、討論和學(xué)生自主學(xué)習(xí)以及無紙化考試。目前，網(wǎng)站還在不斷建設(shè)和完善中。

4總結(jié)

對工程圖學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在問題進行了具體分析和思考，提出了提高工程圖學(xué)系列課程教學(xué)質(zhì)量應(yīng)注意的基本環(huán)節(jié)，通過教材體系、內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的改革與探索，取得了一定的成效，具有一定的推廣價值。在今后的教學(xué)中，繼續(xù)探討和完善課程體系建設(shè)，積極改革創(chuàng)新，適應(yīng)社會對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求。

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Reform and Exploration of Series Courses of Engineering Graphics in Agricultural Colleges and Universities

XU Liang-yuan, JIANG Rui, JIANG Qing et al

(School of Engineering, Anhui Agricultural University, Hefei, Anhui 230036)

AbstractEngineering graphics is a basic course for engineering specialty, the teaching requirements and objectives of the course are constantly adjusted along with the development of society. With School of Engineering in Anhui Agricultural University as example, problems and shortcomings in the traditional teaching of engineering graphics were analyzed, based on the practical training program and talent demands, curriculum system, teaching methods and means were reformed, in order to improve the teaching effect and teaching quality. Through analysis of the results in recent years, the reform and exploration has achieved good results and it has a certain value of popularization.

Key wordsEngineering graphics; Practical course; Model mapping; Innovation ability; Teaching reform

基金項目安徽省教育廳教學(xué)質(zhì)量工程項目(20101929，2014jyxm089)。

作者簡介許良元(1973-)，男，安徽肥東人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事CAD/CAM等方面的教學(xué)和科研工作。

收稿日期2016-03-04

中圖分類號S-01；G 642

文獻標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)11-277-04