基于復(fù)合型人才培養(yǎng)的《畫法幾何與工程制圖》課程教學(xué)改革探究

左立杰 吳志遠 王彥峰 李淼淼 李國慶 喬忠云(江蘇海洋大學(xué)機械工程學(xué)院 江蘇連云港 222005)

在新工科建設(shè)政策的引導(dǎo)下，我國各大高校的工科各專業(yè)均有了新的專業(yè)定位，培養(yǎng)多元化、應(yīng)用型、復(fù)合型技術(shù)人才已是工科專業(yè)的共同目標(biāo)。該目標(biāo)的實現(xiàn)需要全方位提升學(xué)生的知識技能，這就需要有與之匹配的新的教學(xué)方式和教學(xué)理念。在此大環(huán)境的影響下，筆者學(xué)校工科專業(yè)基礎(chǔ)課程《畫法幾何與工程制圖》修訂了新的教學(xué)計劃以適應(yīng)新的培養(yǎng)目標(biāo)。相應(yīng)的教學(xué)課時量、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法也做出了對應(yīng)的調(diào)整。

1 課程概述

在工程建設(shè)中，從規(guī)劃、設(shè)計，再到施工都離不開工程圖紙。作為指導(dǎo)施工作業(yè)最主要的工具和依據(jù)，也把工程圖紙比喻為“工程技術(shù)語言”。工程圖紙是設(shè)計思想的反映，該課程就是要學(xué)習(xí)這種語言。

該課程從點、線、面開始，學(xué)習(xí)投影規(guī)律，訓(xùn)練空間思維能力，介紹空間形體與平面圖形的轉(zhuǎn)換，教會學(xué)生用工程圖完整準確地表達設(shè)計思想及工程建筑物。該課程屬于學(xué)科大類基礎(chǔ)課，包括畫法幾何和工程制圖兩個部分。

畫法幾何學(xué)是初級幾何的延伸，是屬于數(shù)學(xué)領(lǐng)域的一門技術(shù)基礎(chǔ)理論學(xué)科，提供一系列的理論依據(jù)和方法，可以更好地在平面上表達空間幾何元素及形體，并且將空間幾何問題用平面作圖的方法來解決，它本身具有嚴密的推理性和邏輯性。

《畫法幾何與工程制圖》是培養(yǎng)工科學(xué)生機械繪圖能力、讀圖能力的一門實用性很強的基礎(chǔ)課[1]，是學(xué)習(xí)相關(guān)機械課程的必備基礎(chǔ)，是從事機械設(shè)計相關(guān)工作的敲門磚。該課程旨在通過鍛煉學(xué)生的空間思維能力、基于制圖國家標(biāo)準的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)素養(yǎng)，以提高學(xué)生手工繪圖、讀圖能力，為今后就業(yè)、深造打下堅實的基礎(chǔ)?！懂嫹◣缀闻c工程制圖》是一門重要性和復(fù)雜性兼具的課程，與高等數(shù)學(xué)等以理論為主的課程和金工實習(xí)等以實踐實驗為主的課程不同之處在于它將理論和實踐緊密聯(lián)系在一起。因而，只有掌握好理論基礎(chǔ)，并具備一定的實踐動手能力才能學(xué)好該課程。由于部分工科專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后將走向企業(yè)生產(chǎn)第一線，從事相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)工作或者是相關(guān)的設(shè)計、開發(fā)工作，通過對這門結(jié)合了理論和實踐的課程學(xué)習(xí)，必定會提高學(xué)生的理論分析結(jié)合實際情況的分析能力，為日后解決復(fù)雜工程問題奠定基礎(chǔ)。

2 《畫法幾何與工程制圖》課程現(xiàn)狀

目前，各大高校畫法幾何與工程制圖的教學(xué)過程中普遍存在的問題主要有以下幾方面。

2.1 工程案例少

很多老師的上課內(nèi)容都集中在講解課本理論知識，鮮有對實際的工程案例的講解，純理論知識對學(xué)生的吸引力有限，因而學(xué)生聽課時極易分神，因而往往對理論知識點的理解也不到位。實際的工程案例能夠讓學(xué)生更加切實感受到所學(xué)知識與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，對以后學(xué)生脫離書本、結(jié)合實際的能力培養(yǎng)有著不小的幫助。如果老師上課一味地只講理論知識而減少或忽略工程案例的運用，那么學(xué)生就不能充分發(fā)揮想象力和動手能力，導(dǎo)致上課效率降低。

2.2 理論內(nèi)容多

該部分內(nèi)容與2.1敘述內(nèi)容類似，老師的教學(xué)內(nèi)容更加偏向理論，對實踐操作的訓(xùn)練涉及較少，使得課堂顯得有些枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降。與2.1敘述內(nèi)容不同的是，2.1敘述重點是為了發(fā)揮學(xué)生的想象力，2.2側(cè)重點則是理論和實踐知識的比例不合適，理論占比大，缺少實際的動手操作[2]。

2.3 課時量有限

一般的高校設(shè)置的課時量為48學(xué)時，對于理論知識的學(xué)習(xí)已捉襟見肘。若想讓學(xué)生完全地掌握，光靠理論知識的學(xué)習(xí)是遠遠不夠的，學(xué)生只有通過大量的動手繪圖，以及學(xué)習(xí)教師對學(xué)生繪圖的點評才能發(fā)現(xiàn)自己的問題，進而提高自己對理論知識的理解力，才能徹底地掌握好該專業(yè)基礎(chǔ)課，因而只有理論課中不時地穿插一些實踐課，讓學(xué)生把上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容通過自己的理解繪制到圖紙上，才能讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足，進而充分吸收所學(xué)內(nèi)容。

2.4 課后作業(yè)量大

很多老師會選擇將大量的手工繪圖作業(yè)留給學(xué)生作為課后作業(yè)。由于上課缺乏熱情而導(dǎo)致的聽課不認真，課后學(xué)生自主完成作業(yè)的動力也會大大下降，就會導(dǎo)致存在作業(yè)敷衍、達不到預(yù)期效果的現(xiàn)象，再加上手工作業(yè)量較大，學(xué)生更加會產(chǎn)生抵觸心理，以至于教學(xué)效果差。

在以往的教學(xué)過程中，關(guān)注的重點仍然是基礎(chǔ)理論，不完全符合卓越工程人才的培養(yǎng)初衷。在我國新工科建設(shè)的大環(huán)境下，對工程專業(yè)學(xué)生要求也有所提高，需要兼具扎實的專業(yè)知識和較強的動手能力以及解決實際工程問題的能力[3]。因而，只有通過基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)與實踐操作相結(jié)合，才能達到提高學(xué)生解決實際工程問題的能力。

3 《畫法幾何與工程制圖》教改建議和設(shè)想

馬克思主義哲學(xué)理論告訴我們：看待問題要一分為二，不能片面地看待問題，以免陷入形而上學(xué)的泥沼，甚至是唯心主義。問題的出現(xiàn)，都不可能是單方面原因引起的。教學(xué)亦是如此，教學(xué)效果不理想，可能是教學(xué)方案不夠完善，或是學(xué)生的學(xué)習(xí)方式存在問題。所以，對于教學(xué)改革的建議將會從兩個方面來進行，以更好地幫助解決畫法幾何與工程制圖教學(xué)中存在的問題。

該課程的主要授課目標(biāo)具體敘述如下。

（1）學(xué)習(xí)工程制圖的基本知識、基本方法及讀圖識圖的技能，會使用繪圖工具和繪圖儀器，掌握閱讀和繪制工程圖樣的基本技能。

（2）掌握投影的基本原理，掌握各幾何元素空間相對位置的投影特點，并能解決空間幾何元素的度量和定位問題。

（3）了解和掌握國家制圖標(biāo)準中有關(guān)符號、圖樣畫法、尺寸標(biāo)注等規(guī)定；掌握建筑形體的各種表達方法；掌握工程圖的尺寸標(biāo)注方法；掌握各種投影視圖的閱讀及繪制。

（4）掌握專業(yè)制圖的有關(guān)標(biāo)準規(guī)定和表達方法，掌握繪制和閱讀工程圖的基本技能。

為達成授課目標(biāo)，需要對老師的教學(xué)方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)方法兩方面進行改進。

3.1 教學(xué)方法改進

《畫法幾何與工程制圖》這門課應(yīng)該一分為二地看待，畫法幾何是畫圖的理論知識，工程制圖是實踐的內(nèi)容。畫法幾何是如何去全面地表現(xiàn)物體的一種方法，如軸測圖、透視圖等，工程制圖是根據(jù)畫法幾何理論具體地繪制工圖、結(jié)構(gòu)圖等，如機械制圖，螺帽、螺釘?shù)取?/p>

《畫法幾何與工程制圖》的教學(xué)存在的問題：第一，教學(xué)內(nèi)容多；第二，知識點散亂；第三，課時量不足等問題。針對以上存在的問題，筆者建議采取改進措施具體如下。

3.1.1 教學(xué)方法多元化

這門課相對抽象且難懂，但學(xué)好這門課對學(xué)生大有裨益，老師的教學(xué)方法是非常重要的一個環(huán)節(jié)。老師上課的過程中盡量將生澀難懂的理論知識融入現(xiàn)實的工程案例當(dāng)中傳授講解給學(xué)生，針對不同的工程實際問題，從而引入相應(yīng)的知識或者例圖。除了相應(yīng)的PPT教學(xué)，也可以拿實物來對比，也就是先將實物模型在PPT上展示，再拿出實物形成對比，從各個角度展示需繪制零件的外部和內(nèi)部造型[4]。在做完兩者的對比教學(xué)之后，學(xué)生能夠印象更深，對模型的繪制也會更加順利。

3.1.2 理論結(jié)合實踐

在理論課講授完成之后，可以安排學(xué)生手動繪制圖紙，針對上課所學(xué)內(nèi)容，組織同學(xué)分組、分工明確后完成圖紙的繪制。也可以針對上述的實際工程問題，做出相應(yīng)的訓(xùn)練，讓同學(xué)們初步繪出零件的圖紙，按照規(guī)范的步驟逐一繪制。老師可以親自示范，或者將繪制過程的相關(guān)視頻放映給學(xué)生看，形成視覺沖擊，更加直觀地教學(xué)生手工畫法，也能夠讓學(xué)生更容易掌握畫法的技巧，這也是一種輔助教學(xué)的有效方法[5]。

3.1.3 適當(dāng)?shù)卦黾又茍D實踐課

注重實踐教學(xué)的有效性，避免盲目性教學(xué)，要有創(chuàng)新的實踐，增加課堂趣味性，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，進而達到提升教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。課程教學(xué)中將理論與實踐穿插，在教學(xué)過程中，可以將學(xué)生熟悉常用的機械零件，比如軸承、齒輪等展示給學(xué)生，在講授完課本內(nèi)容后，可以帶領(lǐng)學(xué)生去實驗器材室進行觀摩認識學(xué)習(xí)，把圖紙與實物對照，把三維圖形與圖紙形成對比，更全面地掌握圖形的繪制，更深入地了解模型的應(yīng)用，對提升學(xué)生制圖能力有很大幫助。

3.1.4 優(yōu)化教學(xué)評價和考核方式，適當(dāng)增加實踐課

在期末考試中，優(yōu)化教學(xué)評價和考核方式，適當(dāng)增加實踐課比重，平時的制圖作業(yè)完成情況也可以納入期末考核評價，主要為了增強學(xué)生繪圖能力，增加對零件機構(gòu)的了解。學(xué)以致用才是該專業(yè)課的目標(biāo)，而非只是為了筆試和理論知識的掌握。所以該門課的期末考試成績應(yīng)該包括平時作圖練習(xí)、實踐課繪圖、期末試卷（筆試）這3 個部分，期末筆試的成績比重最好不超過50%。

同時，授課老師要把握好教學(xué)時間，合理安排上課內(nèi)容。增加與學(xué)生的互動，提高學(xué)生積極性，讓學(xué)生融入課堂，豐富課堂所學(xué)內(nèi)容。在授予理論知識的同時，也應(yīng)展示相應(yīng)的?？祭}和生活實例，使學(xué)生易于接受，提高學(xué)習(xí)效率。

3.2 學(xué)習(xí)方法改進

除了教學(xué)方法的改進，學(xué)生的學(xué)習(xí)方法也要與時俱進，不能一味地背書本理論知識，依賴于期末考試的成績。在平時，除了學(xué)好書本知識，也要加強動手能力，及時地消化理論知識并將其轉(zhuǎn)化為自己的繪圖操作能力。

這門課主要是了解幾何形狀物體的位置關(guān)系和相貫線是如何形成的，在投影面上應(yīng)該形成什么樣的結(jié)果。比如：球體在三視圖中都是圓，而長方體在三視圖中的長方形的具體邊長與投影面有關(guān)等，所以要針對這門課的特點找到有效的學(xué)習(xí)方法。以下從理論和實踐兩個方面給出學(xué)習(xí)方法的改進[6]。

理論上，必須掌握如點線面的投影特征之類的概念性問題(平線、垂線、一般位置線，平面、垂面、一般位置面等)對分析復(fù)雜形體特別有用。這就要求同學(xué)們上課需要認真聽老師講解的基礎(chǔ)概念，在腦中形成三維畫面，緊跟老師步伐，積極消化。積極與老師互動，把老師上課的重點知識點做好標(biāo)注，課后也要及時鞏固，理論是付諸實踐的基礎(chǔ)，所以在操作之前，相關(guān)的理論知識需要有所儲備，這樣可以避免一些基本的錯誤，也為了能夠更好地著手制圖。

實踐中，課堂上及時跟隨老師繪制相應(yīng)的圖例，課后及時完成老師布置的課后作業(yè)。多想、多問、多畫、多演示，實際操作中可以利用鉛筆當(dāng)線，利用三角板、紙張當(dāng)面演示畫法幾何的相對位置關(guān)系。若能在補圖補線時先勾畫出立體圖，能較大程度提高準確率，順利渡過三視圖難關(guān)。老師上課會安排實際操作，要積極與組里的同學(xué)合作，各司其職，把屬于自己的部分按照規(guī)范的步驟一步一步完成繪制。其余部分基本都是國標(biāo)規(guī)定，基本畫法等就比較容易學(xué)習(xí)了，只要打好基礎(chǔ)，積極動手，就能很好掌握了。

該門課是機械專業(yè)最基礎(chǔ)的課，其重要性不言而喻。越是基礎(chǔ)的課程，用處就越大，學(xué)習(xí)方法往往就是簡單原始的最有效，那就是聽課、想象以及實踐[7]。具體內(nèi)容總結(jié)如下。

（1）立足課本，務(wù)必熟練掌握課本上對繪圖的基本要求，包括畫法、視圖、標(biāo)注、布局等。

（2）多看圖，提高自己空間想象能力?？梢詮膱D書館多借一些圖集之類的入門書籍，看圖紙一定要看懂為止，基本功一定要力求扎實。

（3）多練習(xí)，練習(xí)是提升的關(guān)鍵。一般學(xué)校都會配備相應(yīng)的練習(xí)圖本，除此之外，一定要勤加練習(xí)，實踐出真知。

（4）做到以上幾點的基礎(chǔ)上，還需多交流，剛?cè)腴T時交流能收獲奇效，總結(jié)自己和別人的經(jīng)驗是必經(jīng)之路，養(yǎng)成規(guī)范制圖習(xí)慣。

4 結(jié)語

《畫法幾何及工程制圖》課程是一門理論性和實踐性兼具的基礎(chǔ)專業(yè)課。隨著我國特色社會主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)發(fā)展到新階段，對德智體全面發(fā)展的高級工程技術(shù)人員的需求也大大增加。作為高校土木工程、機械工程、工程管理類專業(yè)必修的基礎(chǔ)專業(yè)課，這門課為其余專業(yè)課的識圖、繪圖奠定了基礎(chǔ)。工科的大學(xué)生除了必須掌握與該專業(yè)相關(guān)的專業(yè)知識，同時還必須具有一定的實驗、計算機繪圖等動手實踐能力，才能夠勝任新時代的新青年的艱巨任務(wù)。教師要和學(xué)生緊密配合，老師上課教得好，學(xué)生上課學(xué)得好，課后任務(wù)完成得好，才能高質(zhì)量完成教學(xué)任務(wù)，在這樣的良性循環(huán)之下，當(dāng)代大學(xué)生才能完成祖國賦予的新時代青年的艱巨任務(wù)，努力成為新時代技術(shù)型、多元化、復(fù)合型人才。