“工程制图”工程项目引入法实践教学模式 的研究与实践

胡 琳

（深圳大学机电与控制工程学院，广东 深圳 518060）

新世纪的人才应是高素质创新型人才，这对人才的素质提出了更高的要求。如何打破传统的教育模式中存在的不足，建立快速提高学生的实践能力、创新意识和创新设计能力的培养模式，是高素质创新型人才培养的关键。

素质教育包含传授知识，培养学生的创新能力、实践能力和提高素质的全过程。工程制图课程的实践性教学目标是，在实践过程中使学生进一步领会国家制图标准，培养学生的空间想象思维、分析问题解决问题的能力；培养熟练的绘图与读图技能。传统的工程制图课程的实践性教学内容，一般根据各不同专业的实际需要，安排学生完成规定的几何作图练习及某个单一零件的测绘（徒手绘图、尺规绘图）和装配图大作业等。这样的实践性教学模式虽有一定的可行性，但对于学生的创造性思维能力的培养、自主动手能力的培养、表达能力的培养以及团队精神的培养不利，这种教学模式很容易教条化，其完成的图纸不可能有好的创意，所有学生测绘的零件相同，画出的图样也千篇一律，相差无几，从中看不出学生的创新能力、自主动手能力、表达能力和团队精神的强弱差别。

因此，工程制图课程的教育工作者应该改变以往教育思想，打破旧的观念，重新探索更加合理、完善的实践教学模式，让图学教育与工程实际接轨，这样才能培养出适合时代要求，能自主创新的高素质工程技术人才。

1 “工程项目引入法”的概念和内涵

传统的“工程制图”课程实践教学的模式，一般是在教师规定的练习内容和时间内，完成一定量的尺规绘图、徒手绘图或某个零、部件测绘即可。这种以知识传递和灌输为主的教学模式，学生无权取舍或改变教学内容，其学习兴趣和创造灵感受到压抑。基于上述思考，在“工程制图”课程实践教学的模式上采用“工程项目引入法”，其主要目的和内涵在于：

（1） 自主性 把实践教学的自主权交给学生，发挥学生的主体作用，引导学生由被动的继承性学习转变为主动的创造性学习。在教师的指导下，确定活动方式，提出研究课题后就放手让学生自己去研究、去探索，培养学生运用所学知识分析解决工程设计实际问题的能力、实际操作能力、带着问题向实践、向技术资料、向他人学习的能力，进而提升学生的智力素质。

（2） 实践性 引导学生把学和用结合起来，紧密联系工程项目和生产实际来确定研究重点，并广泛参加工业调查、社会调查、实际操作等多种实践活动，从而开拓学生的视野，缩短学生与现实的距离，丰富所学知识，培养学生社会责任感和严谨求实的工作作风以及团队的合作精神，进而提升学生的非智力素质。

（3） 创新性 鼓励学生既尊重科学又不满足于现有结论，敢于提出新问题，探究正确答案。同时也使学生发现自己知识的不足，激励他们更加自觉地把精力和时间投入到学习和钻研中。启发学生的创新志向、创新思维和创新品德。

采用“工程项目引入法”的具体做法是：

（1） 将原来统一规定的单一“几何作图”练习改变为开放式的“产品创新设计绘图”大作业，学生可以根据个人的兴趣和特点自由选择要设计的产品，并完成设计图的绘制。

（2） 将原来徒手绘图练习时，让学生将习题集中的2 维图形直接徒手绘制成3 维图形的固定模式，改变为开放式的实践训练，即让学生自己利用模型室的构型积木进行创新设计，并根据所设计的形体，确定合理的表达方案，再徒手绘制其图样。

（3） 将原来每个学生完成同一种装配体的装配图绘制的训练，改变为由学生自己组成不同的项目小组（3～5 人），每个项目组可以自主选择做不同的装配体测绘，并绘制所有零件图（标准件除外）和装配图。

这样不仅可以使学生将课堂上学到的理论知识和技能与工程项目紧密联系和结合起来，还能够充分调动学生的自主学习积极性和创造性思维的能力，同时也培养了学生的综合素质和能力。为了探索新的实践教学模式，具体方法是分别对2 届学生进行实践教学模式的实验与对比研究，实施过程和结果如下。

2 拓展个性化设计理念提高学生的创新能力

工程制图课程是一门应用性很强的学科，离不开设计实践这一重要环节。在以往的“几何作图”实践环节中，要求每位学生在2 个学时内用尺规完成一个规定的“手柄”图样的大作业。学生参照习题集中的“手柄”图样（如图1 所示）照猫画虎地将其画在A3 图纸上即可。这种固定模式下的实践教学，既没有给予学生充裕的构思设计的时间，又无法发挥学生的自主学习分析问题解决问题的主观能动性，不仅制约了学生的创新设计能力的提高，同时也使对学生实践能力的培养过程变成了留于形式的固定模式。

图1 以往的“几何作图”练习题“手柄”

为了改变上述实践教学模式的弊端，从提高学生的创新能力、自主动手能力、表达能力的角度来看，拓展个性化设计理念，放手让学生自主进行产品设计，是最能激发学生的创新意识和潜能的课题。因此，在“几何作图”这一大作业的布置过程中，改变了以往的做法，采用了“工程项目引入法”。即：要求每位同学走出课堂，到 社会中去作调研，寻求任何一种感兴趣的实用产品，运用个性化设计理念对其进行创新设计，画出产品的设计图样，前后用了3 周时间完成这一产品创新设计大作业。这样的大作业，同学们第一次遇到，刚开始时有些不知所措，需要教师的引导和启发，例如带一些开瓶起子、多功能曲线板、折叠衣架等产品到课堂给学生示范，鼓励学生自主创新，随着调研的深入和设计的展开，使学生逐渐发现生活中到处充满设计点，思维被打开，创新就不再是一句空谈[1]。在指导学生做课题时，教师要和学生形成良好的互动，既不能操之过急，又不能放手不管，要注意在设计草图阶段和学生一起反复沟通和推敲，使其完善草图。

通过这一实践性教学环节的训练，极大地调动了学生的自主学习能力，激发学生的创新设计潜能，学生对专业知识产生了浓厚的兴趣，例如：有不少学生构思好了产品结构，但在用图形表达时总感到力不从心，因此，就带着问题主动向老师求教；还有的学生，一下子想出好几个方案，不知采用哪一个更好，等等。在设计中学生充分发挥其聪明才智，思路活跃，设计方案丰富新颖，各具特色，全班48 人，没有一个产品的图形是重样的，如：多功能扳手、环保衣架、多功能拐杖、人性化手表、闹钟、剪刀、像架、钥匙扣、儿童玩具、个性化花瓶、多功能笔筒等，图2为学生设计的几款产品图。学生经过花费心血和精力，自主设计完成的设计作品，普遍有成就感。

通过这种具有自主性、实践性、创新性“几何作图”大作业的训练，使学生有机会进行创新设计，提高了自主学习的积极性，培养了分析和解决问题的能力，同时也更有真实感和成就感。

另外，徒手图的绘制是使学生掌握徒手表达三维形体的绘图方法和技能，增强徒手绘图的能力。同时，培养学生的创造性思维能力、动手能力和想象能力。老师将原来徒手绘图练习时，让学生将习题集中的2 维图形直接徒手绘制成3 维图形的固定模式，改变为开放式的实践训练，即让学生自己动手，利用模型室的构型积木进行组合体构型创新设计，并根据所设计的结构，确定合理的表达方案，再徒手绘制其图样。使学生由被动学习变为主动，充分激发了学生的创新、构思能力。如图3 所示为学生在用构型积木进行创新设计构型及徒手绘制其图样的过程。

图2 改革后的“几何作图”练习中学生设计的产品图

图3 创新设计构型的场景及徒手绘制图样

改革前后两种实践教学模式的特征对比情况如表1 所示。

表1 改革前后两种实践教学模式特征对比表

3 建立基于团队的工程项目小组提高学生的综合素质

以往，在讲完零件图后安排学生对某个规定的零件测绘并画出零件图，讲完装配图后安排学生对某个规定的装配体测绘并完成装配图。这种“教师教，学生学”的传统教学观念已经落后了，这既不利于学生的创新能力和协作精神的培养，也使这个实践教学环节过于分散，无形中也制约了学生综合素质的培养，难以适应现代设计团队工作的时代特征。 当今时代是群体奋斗的时代，群体合作不仅是一种精神，而是实实在在的职业行为方式，这是大学基础教育必须解决的问题[1]。工程图学教育工作者应该给学生树立一种观念——工程设计最重要的是团队精神。因此，采用了“工程项目引入法”后，将原来的零件测绘和装配体测绘两个分开的实践环节整合为一体，前后共用了8 周时间（每周2 学时）完成项目的所有工作。即：将学生交叉混编为多个工程项目小组（每组3～5 人，视装配体中的零件多少及复杂程度不同），每组竞选一个组长,各小组自由选择平口钳、球阀、镜头架、齿轮油泵等多种不同装配体的测绘任务，在教师发给的任务书和指导书的指导下，该实践环节的进行将由组长和小组成员共同商量决定。

任务下达后，这一实践环节就成了各个团队间的竞争学习，每个小组成员都为自己团队的荣誉而努力。每个团队内的规则和机制不尽相同，其内部的团结协作也为了获取更好的成绩而不断自我调整。小组内部根据每个成员的情况自行分配的子任务不同，每一位同学负责测绘的零件也是各不相同的。大家都紧张而有序地各行其责，遇到个人解决不了的问题，小组成员共同讨论、查表、上网查资料等逐一解决。以往老师在课堂上只是纯粹的讲授，学生会很快就忘了，现在让学生动手在实践中学，学生带着问题学将会记住一辈子。这种建立基于团队的工程项目小组的方法，对提高学生的综合素质有着极大的益处，学生在团队中既学到实实在在的专业知识，也学会了如何与别人交流和在碰撞中学习，如何团结协作，如何发挥团队的最大效能，而这些也正是现代企业发展所急需的。

当然，采用这种开放式的教学模式改变了以往“教师教，学生学”的旧模式，决不意味着老师可以袖手旁观，而是正相反，要实现“教师，教学生学”，对老师的要求也更高了。老师不仅要根据每个项目组学生工作进展的情况给予引导和适当的指导，帮助学生学会如何进行自主学习，使学生学视不同的情况和对象，会灵活选用和综合运用各种知识、手段。老师还要根据各组不同的工程项目，分别对学生讲解必须注意的问题和必要的解决问题的方法及基本原则，介绍一些可供参考的途径和技巧等。

该实践教学环节要求学生在完成后提交的资料有：

（1） 项目工作报告（包括小组成员分工、装配体的工作原理、拆装顺序、装配简图等）；

（2） 装配体全部零件（标准件除外）的草图和正式零件图；

（3） 装配体的装配图（每人一张）。 据统计，采用这种实践教学模式后，在学时与原来相同的情况下，2006 机械班48 人共完成零件图119 张（A4～A2 不等），A2 装配图48张，其中零件图的数量比以前多2 倍多，且零件的种类结构形式也达到40 余种，这对学生解决问题的能力和实际动手能力的培养有明显的提高，使实践过程与工程实际接轨。

最后还要以项目小组为单位进行的答辩，采用答辩方式不仅可以锻炼学生的口头表达能力，还可以培养学生的团结协作精神和集体荣誉感，在答辩时，回答老师提出的问题的不是“个人”，而是代表团队，每个成员都可以抢答或补充回答，以体现团队的真实水平。该实践教学环节的成绩首先是团队的成绩，然后是在此之下的个人成绩，每位同学的成绩都是和自己团队的表现息息相关的。图4 所示为学生分项目组进行讨论、测绘及答辩的情况。

由表2 可以看出，采用了“工程项目引入法”后，在画图数量和种类上有明显的增加，使学生解决问题的能力和实际动手能力得到提高；同时，还可看出2006 机械班学生的学习成绩分布情况相对要高于未采用“工程项目引入法”教学模式的2005 班机械班。可见，虽然学习难度和工作量增加了，但由于学生的自主学习热情被激发出来，在项目团队的协作和交流中，大大促进了学生的思维能力、沟通能力、动手能力及合作精神，其综合素质得到培养，成绩明显提高。

图4 分项目组进行测绘及答辩的场景

表2 改革前后两种实践教学模式教学效果对比表

4 结 束 语

“工程制图”实践教学模式一定要与工程实践紧密结合，实践证明，“工程项目引入法”的实践教学成果显著，不仅为学生创造了自主学习的机会和空间，让学生多锻炼、多实践，树立了信心，掌握了方法，扩大了知识面，培养了浓厚的专业兴趣；还有利于培养学生的创新能力、自主动手能力、综合表达能力和团队协作精神。当然，在工程制图教学实践环节的改革中，还存在这样或那样的不足，还需要注重实战性和可操作性，切记不搞形式主义，不为“模式”而“模式”。

[1] 杨国亮. 应用型人才创新能力培养[J]. 理工高教研究, 2004, 23： 93-95.

[2] 周德新. 新世纪人才的重要素质——团结协作精神的培养[J]. 理工高教研究, 2004, 23： 83-84.