工科院校工程制图课程教学改革的探索与实践

工科院校工程制图课程教学改革的探索与实践

[摘要]工程制图作为工科高等院校课程设置中一门重要的专业技术基础课程，学生掌握的情况和熟练程度，不仅关系到后续专业课程的学习，而且反映学生的基础理论水平及职业技术素质。但目前工程制图的教学，在教学内容、教学方法、教学手段、教学理念等方面仍然存在一些问题，必须进行教学改革。文章分析了工程制图课程的教学现状和不足，提出了具体的教学改革目标和改革措施。

[关键词]工程制图 现状和不足 教学改革 目标与措施

工程制图是工科高等院校课程设置中必修的技术基础课程，是所有工科专业的主干课程之一。它对培养学生具备三维空间分析能力及工程图样的绘制和阅读能力有着不可替代的作用。任何工科类人才培养的改革都离不开工程制图课程的改革，它的成败直接关系到后续课程改革是否成功和人才培养的最终效果。

一、 工程制图课程的教学现状和不足

（一）教学内容因循守旧。课程忽视了学科的发展性；课程之间的界限分得过细，忽视了学科的交叉性；只看到所需理论知识的一面，忽视了课程的实践性。

（二）教学体系的结构和层次的问题。

（三）教学方法和教学手段。

传统的制图课中教师采用大量的板书、板画，再加上挂图实物模型进行课堂教学，教师讲起来费劲，学生听起来也很吃力，教学效果井不理想。

多媒体教学与传统的教学手段各有利弊，但目前又走入了另一个极端，过分强调了多媒体教学的优点而忽视了其缺点。主要表现为：多媒体教学易造成课堂容量过大，出现消化不良的现象。采用多媒体教学模式固然可以增加课堂信息交流量，但如果把握不好，就容易造成课堂容量过大、教学进度过快的现象，这样会使学生来不及充分理解和掌握已学知识，并影响后续内容的学习。多媒体至上论，导致教师失去主导地位。课件的拿来主义，难以保证教学效果。

（四）由于招生规模的扩大，学生数量增多， 大班上课减弱了作业辅导。讲课和辅导这两个重要的教学环节的效果均明显的下降了，因而直接与间接地影响了学生能力的培养。学生的水平参差不齐，教师在讲述专业知识时不能兼顾学生的各自差异情况，只能按统一的标准讲授。

（五）教学实验设备和实践环节缺乏，学生只能感性理解，不能动手，不能有效激发学生的学习积极性。

二、工程制图课程教学的改革目标

以现代教育理念为指导，体现学生为主体、育人第一的主导思想，构架融合经典内容与高新技术的工程制图教育教学方法，将三维几何建模的原理、方法和技能融合，渗透到工程制图课程中，使画法几何、工程制图、计算机绘图三部分内容融会贯通，全面培养学生的手工草图、仪器绘图、计算机绘图三种绘图能力，达到激发学生创新思维的能力、能把脑子里的想法变成为纸面上的二维图形的能力、能把纸面上的图形变成为产品模型（三维图形）的能力，为能把产品模型变成为真正产品的能力奠定基础。

三、改革措施

（一） 改革课程体系和教学内容。

教学内容改革应遵循“需求、实用、实践、适当超前”的原则，强调针对性和实用性。针对不同的专业，应从其培养目标或专业要求出发，制订不同的教学计划、教学大纲，选择适宜的教材。

（1）全面修订教学大纲，优化重组教学内容。

面对学时数的压缩，我们对工程制图课程内容进行了优化重组，重在精而新。画法几何的内容近年来在图学界争议较大，这一部分是图学的理论基础，主要是研究空间几何元素的图示法和图解法。长期以来我们特别强调画法几何的重要性，占用了较多的教学学时。这一部分恰恰是老师难教、学生难懂的内容。但是，学校的教育只是给学生打下一个基础，培养一定的独立思考和工作能力，在教学内容的处理上，应注重实用，精选和更新有利于学生能力培养的内容和知识，删减不必要的繁琐部分。实践也证明，抽象的画法几何理论中有些内容在当前并没有太大的实用价值，工作中大量的制图任务并不需要太深的画法几何知识。所以教学中没有必要追求画法几何的深度和广度，而是应该强调实用性，以“必须”和“够用”为度，精简掉较深的和用处不大的内容。而且图解法误差较大，在工程实践中也极少遇到，由于计算机的广泛应用，空间几何问题可以得到更快捷、更精确的解决，这就大大降低了图解法的实际价值，因此有关图解法的内容应进行删减。尽管这部分内容对学生空间思维能力培养起着积极的作用，但可以从其他方面予以加强。

（2）加强构型设计。

（3）计算机绘图与工程制图课程相融合。计算机绘图已广泛在科研院所、工厂企业普及应用。计算机绘图已成为制图的主要形式和手段，毕业设计中也要求学生用计算机绘出符合国标要求的设计图纸。因此，形势要求我们在教学中给学生上好这一课，可以将计算机绘图单独作为一门课程开出。

（4）调整尺规、徒手与计算机绘图三者的关系。

传统的制图教学方法是教会学生尺规绘图为主，徒手绘图为辅。在工程实际中，由于计算机绘图的介入，尺规绘图将逐渐被摒弃，而徒手绘图则是不可取代的绘图方式。徒手绘图可以训练学生对投影关系、投影规律的掌握，培养空间想象能力和分析能力，快速表达设计思想、记录创意成果。 大企业中一般先由设计人员手工绘制出草图，然后再交电脑绘图，草图的质量直接影响到计算机绘图的质量。因此，在教学中应重视徒手绘图能力的培养，更好地将尺规绘图、徒手绘图、计算机绘图三者融合起来。

（二）改革教学方法及教学手段：

（1）改变教学方法

教学方法改革的重点，就在于调动学生的积极性和主观能动性，使课堂成为学生主动发现、获取知识、提高能力的地方。因此，应转变以教师为中心的讲授为主的单一模式为以学生为中心的多元化教学模式。这种多元化的教学模式，可采取启发式、讨论式、问题式、引导发现式、循序渐进式等等多种教学方法。

（2）多媒体CAI现代教学手段与传统授课方法合理结合。

吸收传统教学经验，应用现代化教育技术如计算机技术、多媒体技术、网络技术进行辅助教学，制作网络课程和网络教材，开展网络教学。传统的课堂教学中教师在黑板上作图，边画边讲解，学生通过这个过程逐渐理解和消化，实际上这对绘图能力的培养起到了潜移默化的作用；边讲边画非常切合人们的思维过程及作图过程，非常有利于学生理解吸收并掌握绘图方法。因此针对制图教学必须实现过程化和与众不同的特点，利用多媒体软件的动画功能，使教学逐步实现过程化。

（三）进行教师知识更新培训。为教师开设AutoCAD培训班、三维CAD培训班和多媒体课件制作培训班等。

（四）把课程建设与学生素质培养相结合。把知识传授和技能训练有机地协调起来，把制图与设计结合起来，把手工绘图与计算机绘图结合起来，建立了一个优化的教学体系。

（五）实训和实验的改革。工程制图课程的实践教学包括3个方面：课内的上机绘图实践、课内测绘模型实践和专业测绘。上机绘图实践主要是培养学生使用绘图软件的能力，课内测绘模型实践主要培养学生理论和实践相结合的能力。通过上述安排，提高了学生的测绘能力、绘制仪器图能力、徒手绘制草图能力和计算机绘图能力。能充分调动学生的学习兴趣和学习积极性，对优秀学生在测绘过程能发现许多课内没有解决的新问题，如表达方法问题、测量手段问题等，通过解决测绘和上机中遇到的问题，学生应用本学科知识解决实际问题的能力会大大提高。

（六）加强与后续课程的沟通，使教、学保持连贯性与系统性。

传统的工程制图、工程材料、工程原理、工程设计等课程之间缺乏协调，各门课程往 往成为一个个孤岛。工程制图是一门技术基础课程，它是后续课程的基础，同时又渗 透着后续课程的很多内容。这就要求制图教师不仅要具有综合的知识，而且在授课开始，还要了解后续课程的教学计划并与后续课教师进行探讨与磋商，在整个工程工程教学中，加强联系与沟通，互相促进 ，充分发挥工程制图作为基础课的作用，这对于后续课程学习包括课程设计和毕业设计都大有裨益。

（七）强化国标教育，培养学生的规范意识。

随着全球经济一体化步伐的加快，“标准”成为企业制胜的无敌法宝。在产品的设计、生产一直到销售的全过程中，企业无不受到“标准”的制约，同时也享受到制定与使用“标准”所带来的利益。作为工科学生，将来势必要参与到社会生产当中去，因此，对他们进行“标准”意识的培养是必要的，同时也是工程制图教学的目的之一。

四、 效果

该新模式自2010级学生开始试行，通过几年的实践，获得了较好的效果。学生的设计能力、表达能力、工程应用软件能力得到了较大的提高，并在后续课程及课程设计、毕业设计中得到充分的体现。

（作者单位：西安科技大学理学院 陕西西安）