提高工程制圖教學(xué)質(zhì)量的探索

葉衛(wèi)東　成玫

[摘 要]當(dāng)前工程制圖課程的教學(xué)還存在教學(xué)方式傳統(tǒng)，教學(xué)專業(yè)性不強(qiáng)，考核方式較單一等問題。針對這些問題，可以從激發(fā)學(xué)生對工程制圖的興趣和熱情入手，改變教學(xué)手段及教學(xué)方法，利用多媒體課件，結(jié)合CAD/CAM軟件，向?qū)W生講授工程制圖的基本知識(shí);同時(shí)根據(jù)專業(yè)進(jìn)行細(xì)化，以專業(yè)為根本，社會(huì)需求為導(dǎo)向，由各專業(yè)學(xué)生就業(yè)后對工程制圖內(nèi)容的需求，確定不同專業(yè)的選擇教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)重點(diǎn)，構(gòu)建面對不同專業(yè)工程制圖的教學(xué)體系，提高工程制圖的實(shí)用性;改革原有的考核方式，將學(xué)生平時(shí)的成績計(jì)入總評，不僅要進(jìn)行期末的筆試考試，同時(shí)也重視學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)。這些措施能使學(xué)生在綜合素質(zhì)和能力上得到鍛煉和提高，讓學(xué)生最終成為一名合格的技術(shù)應(yīng)用型人才。

[關(guān)鍵詞]工程制圖;教學(xué)質(zhì)量;教學(xué)方法

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2019）07-0056-03

黨的十九大強(qiáng)調(diào)，要堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路，努力提高制造業(yè)的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量、效率、效益和競爭力，顯著增強(qiáng)我國經(jīng)濟(jì)質(zhì)量優(yōu)勢。這就要求高等院校的工程教育進(jìn)行不斷改革，培養(yǎng)出更多能夠適應(yīng)和支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的工程人才。

工程制圖是一門應(yīng)用科學(xué)，是工程技術(shù)人才在培養(yǎng)過程中的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，也是每一位工科學(xué)生在工程教育中的首要學(xué)習(xí)科目。工程制圖課程中讀圖和繪圖能力是工程技術(shù)人員必須掌握的基本技能，是工程類專業(yè)學(xué)生進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)保障。因此，工程類專業(yè)須加強(qiáng)對工程制圖課程的重視，加強(qiáng)對工程制圖課程的教學(xué)研究，提高工程制圖課程的教學(xué)質(zhì)量[1]。

大部分院校的工程制圖課程安排在大學(xué)的第一學(xué)年，而工程制圖的研究對象實(shí)踐性強(qiáng)，理論方法抽象，這對于在高中階段并未接觸過此類知識(shí)的大學(xué)新生而言，他們會(huì)覺得十分陌生，這可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效果較差。因此，本文針對當(dāng)前工程制圖課程存在的一些教學(xué)問題，進(jìn)行一定的策略研究，力求對工程制圖課程教學(xué)模式的改革提供理論借鑒。

一、工程制圖教學(xué)現(xiàn)狀的思考

一直以來，工程制圖課程的教學(xué)改革從未停步，也取得了許多有價(jià)值的教學(xué)成果。但是，現(xiàn)有的工程制圖課程教學(xué)仍存在一些問題。

（一）教學(xué)方式傳統(tǒng)

目前，一些工程制圖課程教師的教學(xué)方式仍采用傳統(tǒng)的“滿堂灌”，教師在講臺(tái)上講，學(xué)生坐著聽，這樣很容易造成學(xué)生大腦的疲乏，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生吸收的知識(shí)也十分有限。這不僅影響了學(xué)生課堂的學(xué)習(xí)效率，也影響了學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果[2]。

（二）教學(xué)專業(yè)性不強(qiáng)

在大部分高等院校中，工程制圖作為一門平臺(tái)課，僅分為機(jī)械類和非機(jī)械類，而非機(jī)類工程制圖包括化學(xué)、電氣工程、土木工程等相關(guān)專業(yè)。盡管非機(jī)械類專業(yè)也同屬于工科，但對于不同的專業(yè)，工程制圖的重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容并不相同。而一些高校對所有工科學(xué)生使用相同的教材，并且在教學(xué)中所學(xué)習(xí)的典型例題也采用與機(jī)械類相關(guān)的零部件。這將弱化非機(jī)械類各自專業(yè)制圖的特點(diǎn)，并與后續(xù)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)連接不緊密，缺乏對于專業(yè)工程圖樣之間相互聯(lián)系部分的詳細(xì)分析和引導(dǎo)[3]。這種僅強(qiáng)化各工科專業(yè)共性的教學(xué)方式，會(huì)導(dǎo)致課程知識(shí)體系缺乏契合性、邏輯性和系統(tǒng)性。

（三）考核方式較單一

一些學(xué)校的工程制圖課程考核僅著重于期末考試，以筆試為主，考核的重點(diǎn)為空間幾何問題的分析及組合體畫圖、讀圖的基本能力。傳統(tǒng)筆試的方式，在內(nèi)容上偏重于知識(shí)點(diǎn)的考核，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、工程制圖教學(xué)方法的探索

（一）提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

對于剛進(jìn)入大學(xué)的新生而言，一方面，他們面對豐富的課程可能一時(shí)無法了解每門課程之間的銜接與關(guān)聯(lián)性，心中難免會(huì)感到困惑;另一方面，盡管是大一新生，但在學(xué)習(xí)過程中他們也會(huì)思考所學(xué)與未來就業(yè)該如何連接起來這個(gè)問題。因此，授課教師在給學(xué)生傳授工程制圖的基本理論，幫助學(xué)生打好基礎(chǔ)的同時(shí)，還可以為新進(jìn)學(xué)生勾勒出工程制圖專業(yè)領(lǐng)域的研究構(gòu)架，幫助學(xué)生建立起“整個(gè)工程制圖學(xué)術(shù)領(lǐng)域甚至未來的工作，都是彼此相互連接”的概念。授課教師應(yīng)在課堂上說明工程制圖在學(xué)術(shù)與應(yīng)用上的定位，為學(xué)生建立起全方位的連接，而不是將視野局限在單一的課程里。舉例來說，以樹狀圖或者大架構(gòu)說明工程制圖在學(xué)術(shù)領(lǐng)域的位置，讓學(xué)生知道現(xiàn)在所學(xué)的看圖、讀圖和畫圖等基本知識(shí)，未來在工程制造、力學(xué)分析等領(lǐng)域都將會(huì)有何延伸學(xué)習(xí)，并在很多工程應(yīng)用領(lǐng)域，小到家中桌椅的設(shè)計(jì)生產(chǎn)，大到航天衛(wèi)星的研發(fā)制造，工程制圖都在其中發(fā)揮著作用。授課教師的適當(dāng)引導(dǎo)，不但能減少大一新生彷徨的時(shí)間，還能使他們對未來更加了解。

另外，在授課的過程中，教師也可以和學(xué)生一起分享人生故事，適當(dāng)調(diào)節(jié)上課氣氛，不僅注重傳授專業(yè)知識(shí)，也重視學(xué)生該有的人生態(tài)度、工作態(tài)度。一些學(xué)生會(huì)遇到“工作”與“興趣”選擇的兩難窘境，授課教師可以告知學(xué)生：在這個(gè)世界上，通常只有不到10%的人，能在一開始就很確定自己未來要走的路，并且發(fā)光發(fā)熱。大多數(shù)人都是走一步算一步，但這并不代表是一種隨便的態(tài)度，而是必須把現(xiàn)階段的工作扎扎實(shí)實(shí)地做好，才能跨到下一步。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生不論從事哪種職業(yè)，都必須將基本功練穩(wěn)，這樣日后方能成大器。

對于工程制圖來說，雖然教師平時(shí)上課所教的內(nèi)容多為抽象的圖形，但這些圖形在現(xiàn)實(shí)生活中也有具體的應(yīng)用。在授課時(shí)，教師可以將所繪制的圖形與實(shí)際生活中接觸的實(shí)物相聯(lián)系，這能讓學(xué)生更容易理解，而且不會(huì)讓學(xué)生覺得枯燥無聊，學(xué)生學(xué)起來自然也更有興趣。

（二）改變教學(xué)手段及教學(xué)方法

工程制圖是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，僅采用“滿堂灌”的教學(xué)方式很難激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)工程制圖的興趣。目前，CAD/CAM軟件的發(fā)展給傳統(tǒng)的工程制圖教學(xué)帶來了種種機(jī)遇，可以將CAD/CAM軟件引入工程制圖的授課中。

首先，教師可以利用多媒體課件，結(jié)合CAD/CAM軟件，如AutoCad、UG，形象地向?qū)W生講授工程制圖的基本知識(shí)。如在講解投影規(guī)律時(shí)，利用AutoCad在多媒體課件上演示出每一步的投影過程，從而取代傳統(tǒng)的掛圖與黑板繪圖方式，這能改善傳統(tǒng)的教學(xué)方法及手段，使教學(xué)過程更加形象生動(dòng)。例如，在講授組合體知識(shí)時(shí)，借助UG三維造型軟件，授課教師可以一邊分析二維圖形，一邊使用UG逐步搭建出三維立體，使學(xué)生清楚地看到組合體分析的每一步，將空間構(gòu)思實(shí)體化，使學(xué)生將立體與三面投影相關(guān)聯(lián)，增強(qiáng)學(xué)生視覺上的感官認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生空間立體構(gòu)造的思維能力，同時(shí)這也能激發(fā)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣。

為了將工程制圖教學(xué)中的理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，可以在學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，將AutoCad、UG軟件內(nèi)容穿插在教學(xué)之中，使得工程制圖內(nèi)容與AutoCad、UG內(nèi)容融會(huì)貫通。

例如在平面圖形教學(xué)中，讓學(xué)生以自己手工畫好的平面圖形為參照，學(xué)習(xí) AutoCad繪圖，這樣可以避免學(xué)習(xí)AutoCad軟件時(shí)脫離制圖知識(shí)，片面強(qiáng)調(diào)命令的學(xué)習(xí)狀況，使AutoCad課程內(nèi)容更容易被學(xué)生所接受和掌握，同時(shí)，這也能讓學(xué)生體會(huì)到兩種繪圖的差異。

又如，大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)截交線和相貫線的過程中，由于截交線和相貫線的繪制較復(fù)雜，會(huì)不知如何分析畫圖。此時(shí)可引入三維造型軟件UG，學(xué)習(xí)完截交線的相關(guān)理論知識(shí)點(diǎn)后，由學(xué)生自己動(dòng)手，在UG軟件中繪制基本體，利用UG中“修剪體”命令，通過改變截平面與基準(zhǔn)面的角度或是距離，建立不同的截平面，從而獲得各種形狀的截交線的立體圖。在“帶邊顯示模式”下，選擇不同的視圖方向，幫助學(xué)生直觀地觀察同一基本體被不同的平面截切后所獲得的不同形狀的截交線，讓學(xué)生結(jié)合已學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)——基本體表面取點(diǎn)法，進(jìn)一步理解如何將空間立體的截交線在三面投影中繪制出。對于相貫線，以學(xué)生最難理解的正交圓柱為例，在UG中由學(xué)生自己繪制兩個(gè)正交圓柱，通過改變其中的一個(gè)圓柱直徑，使它的直徑分別大于、等于、小于另一個(gè)圓柱的直徑，在“帶邊顯示模式”下，學(xué)生自己可以觀察出現(xiàn)這三類不同直徑差時(shí)，兩個(gè)圓柱正交而產(chǎn)生的相貫線形狀的變化，這能結(jié)合學(xué)生所學(xué)的相貫線理論知識(shí)，加深學(xué)生對兩圓柱相交的變化趨勢的理解。

再如，在組合體的學(xué)習(xí)中，對于大部分學(xué)生而言，與疊加為主的組合體相比，以切挖型為主的組合體更難。因此，教師會(huì)引入線面分析法于以切挖為主的組合體中，但若僅是用平面圖形及抽象的線面分析法教授學(xué)生如何去繪制由切挖而產(chǎn)生的復(fù)雜交線，學(xué)生會(huì)覺得十分抽象難懂。如最常見的切挖型例題，給出被不同位置的平面切挖后四棱柱的兩個(gè)視圖，要求補(bǔ)畫出第三面視圖。這需要學(xué)生具備一定的看圖能力，搭建出空間立體，再畫出投影圖形，這種逆向思維給學(xué)生帶來很大的困惑。此時(shí)，授課教師也可利用UG，讓學(xué)生看完授課教師課堂演示的四棱柱切割過程后，自己動(dòng)手，建立基本體——四棱柱，逐步對四棱柱進(jìn)行切割，每切挖一次，學(xué)生都可以動(dòng)態(tài)地觀察到切除后基本體所產(chǎn)生的交線變化，逐步掌握線面分析法，繪制第三面視圖。這樣將原本的逆向思維方式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生所熟悉的由立體到平面投影圖的正向思維過程，幫助學(xué)生將復(fù)雜的切挖型組合體的三維立體與平面的兩維投影圖相關(guān)聯(lián)，提高學(xué)生切挖型組合體的平面投影繪制能力。

此外，在組合體的表達(dá)方法中，對剖切后的立體形狀，學(xué)生結(jié)合已學(xué)習(xí)的組合體的知識(shí)，可想象出剖切后組合體大概的輪廓，但類如被剖立體與剖切平面未接觸的，又是可見的輪廓往往容易被遺忘。為幫助學(xué)生解決這個(gè)問題，授課教師在講授剖視圖之前，對一些較為簡單的筒狀組合體進(jìn)行剖切，通過演示剖切過程，使學(xué)生直觀觀察到組合體剖切后，哪些是與剖切面接觸的區(qū)域，哪些是剖切面后面可視的輪廓。通過這樣的不斷練習(xí)，使學(xué)生積累一定的剖切繪制方法。

由授課教師引導(dǎo)學(xué)生分析形體，展示三維模型，再由學(xué)生自己動(dòng)手建立三維實(shí)體，通過這樣的反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生的空間想象能力、形體分析能力和三維繪圖能力都能得到大幅度提高。同時(shí)，這還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性和創(chuàng)新性，最終將工程制圖的理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，使學(xué)生在熟練運(yùn)用CAD/CAM軟件制圖的同時(shí)，也能夠更透徹的掌握工程制圖的理論原理，達(dá)到常規(guī)教學(xué)體系很難達(dá)到的教學(xué)效果。

（三）根據(jù)專業(yè)進(jìn)行細(xì)化

以專業(yè)為根本，社會(huì)需求為導(dǎo)向，由各專業(yè)學(xué)生就業(yè)后對工程制圖內(nèi)容的需求，確定不同專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)重點(diǎn)，構(gòu)建面對不同專業(yè)工程制圖的教學(xué)體系，提高工程制圖的實(shí)用性。同時(shí)，加強(qiáng)授課教師的專業(yè)性，使其在工程制圖的授課過程中，能介紹相對應(yīng)的工程背景，這樣不僅能提高工程制圖教學(xué)的專業(yè)性，貼近工程實(shí)踐，更能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，讓學(xué)生知道所學(xué)知識(shí)后續(xù)將會(huì)在實(shí)際中如何應(yīng)用。

例如建筑制圖，其與其他工科類工程制圖的最大區(qū)別就是軸測圖、透視圖和陰影，這一部分的教學(xué)內(nèi)容是建筑制圖課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教師在講授這部分內(nèi)容的同時(shí)可結(jié)合實(shí)際，讓學(xué)生嘗試畫學(xué)校教學(xué)樓透視圖、三維地圖等，這樣的教學(xué)方式，避免了枯燥的學(xué)習(xí)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能為后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。

又如在化工制圖中，為更緊密地結(jié)合化學(xué)相關(guān)專業(yè)特點(diǎn)，可將課本中沒有的典型設(shè)備實(shí)際圖樣引入教學(xué)，講授工程實(shí)際問題[4]。另外，在化工制圖中繪制流程圖看起來十分容易，學(xué)生感覺就是照著已給圖來畫就可以，但其實(shí)并非如此。如果只是將一流程圖從上至下，從左至右抄畫一遍，那就只是簡單的拷貝。正確的繪制化工流程圖，首先需要讀懂并理解了這個(gè)流程圖所要反映的工藝過程，然后再著手畫圖：先畫設(shè)備，從左至右的主流程線、輔助線，然后標(biāo)注上文字。通過這樣的繪圖過程，學(xué)生才能真正理解和掌握化工流程圖的繪制及作用。

（四）考核方式

為更客觀的評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，可將學(xué)生平時(shí)成績計(jì)入總評，即不僅要進(jìn)行期末的筆試考試，同時(shí)也重視學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)。平時(shí)成績包括紙質(zhì)作業(yè)、電子版作業(yè)和課堂表現(xiàn)。工程制圖是一門邏輯性和實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，因此，為保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，可在每章節(jié)結(jié)束后，用0.5～1課時(shí)進(jìn)行隨堂練習(xí)。隨堂練習(xí)的出題范圍可來源于課本例題或是典型習(xí)題，通過隨堂練習(xí)可以觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中了解自己的不足之處，及時(shí)鞏固所學(xué)知識(shí)。在課堂或是課后安排專門的時(shí)間，或采用QQ、微信等方式，學(xué)生隨時(shí)提問，教師隨時(shí)答疑，及時(shí)的作業(yè)輔導(dǎo)能幫助學(xué)生加深、鞏固所學(xué)的知識(shí)要點(diǎn)，使學(xué)生將知識(shí)扎根，真正學(xué)懂而非強(qiáng)記。同時(shí)，可將學(xué)生的課堂表現(xiàn)計(jì)入平時(shí)成績，通過適度的加分鼓勵(lì)學(xué)生參與課堂問答并主動(dòng)發(fā)問。這不僅能使學(xué)生有成就感，也幫助授課教師更了解學(xué)生在哪部分更生疏，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

三、結(jié)束語

在當(dāng)前高等教育不斷改革的背景下，對工程制圖教學(xué)進(jìn)行反思以提高教學(xué)質(zhì)量顯得尤為重要。在教學(xué)過程中，要讓學(xué)生明白：學(xué)習(xí)不是為了應(yīng)付考試以及畢業(yè)，知識(shí)的儲(chǔ)備是為了應(yīng)用于工程實(shí)際。結(jié)合社會(huì)對畢業(yè)生工程素質(zhì)的要求，高校制圖教師要勇于實(shí)踐、不斷探索總結(jié)，改變教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生對工程制圖的興趣和熱情，使學(xué)生在綜合素質(zhì)和能力上得到更大程度的鍛煉和提高，最終成為一名合格的技術(shù)應(yīng)用型人才。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 張引弟，張東海.淺談以工程人才培養(yǎng)為目標(biāo)的工程制圖課程教學(xué)改革實(shí)踐[J].江西建材，2016（185）：58-59.

[2] 謝元敏，寧利川，蔣國璋，等.基于社會(huì)需求型人才培養(yǎng)的《機(jī)械制圖》教學(xué)改革[J].福建廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2018（127）：63-66.

[3] 陳曉燕.淺析SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的運(yùn)用[J].裝配制造技術(shù)，2013（7）：75-79.

[4] 曾嶸，劉建文，龍華麗.提高化工制圖教學(xué)質(zhì)量的探索與實(shí)踐[J].山東化工，2016（45）：122-124.

[責(zé)任編輯：陳 明]