工程制图教学与大学生科研训练计划的合理结合

程晓涵

【摘 要】工程制图是培养大学生空间思维和分析设计能力的关键的传统课程，大学生科研训练是培养其科研能力和创新能力的新手段，两者在实施的过程中均存在一些问题和弊端。本文对两者的发展现状进行了陈述，并提出四项行之有效的措施：结合科研训练重组工程制图教学内容、结合科研训练进行工程制图实践训练、双指导模式和双考核制度。

【关键词】大学生科研训练；工程制图；结合；科研能力；创新能力

随着社会科技飞速发展，我国高等教育已由原来的单纯重视知识的传授转向更加注重培养学生的创新精神、发展创新能力、全面推进素质教育[1]。美国本科生教育对科研意识的培养、科研能力的锻炼方面关注的很早，比如1969年麻省理工学院已经创设了“本科生研究机会项目”（Undergraduate Research Opportunities Program，简称UROP） ，在本科生常规教育培养模式之外，该项目面向全体MIT本科学生，积极提供科研机会，鼓励本科生加入教师的科研团队，并对其科研活动给予一定的学分奖励和资金支持[2]。UROP项目即支持了教师科研又锻炼了本科生的科研能力，通常被认为开启了美国研究型大学在全校范围内实施本科生科研训练计划的新高等教育时期。多年的实践经验表明从本科时期进行科研锻炼能够使学生科研能力和创新能力得到普遍提升。近几年，国内也相继在一些重点院校开展了本科生科研训练项目，在本科生中大力推广和开展各项科研训练活动， 积极为本科生提供科研训练机会， 以此激发大学生对科研的兴趣， 培养其创新能力和实践能力。

工程制图课程作为理工科院校本科生必修的一门传统的技术基础课，该课程的培养目标是使学生具备良好的绘制和阅读工程图样的能力，增强空间想象和空间分析的能力。随着教学改革的深入开展，图形技术已经成为本科生公共基础知识的必要组成部分，工程制图不仅成为理工类本科生的必修课，甚至一些文科专业（比如管理科学）也相继开设了本门课程。工程制图课程在培养创新思维和能力方面具有其他课程不可替代的地位。

经调查统计发现新型的培养手段（大学生科研训练）的开展和传统的课程教学（工程制图）的推进都存在一系列的问题和弊端，笔者发现如将工程制图和科研训练项目合理的结合起来，尤其在机械类专业内实施，能够规避它们的缺点，使得两种培养模式同时得到改善和推进，预计能成为互利共赢、行之有效的方法。

1 大学生科研训练的开展现状

相较于美国， 由于实施时间较短、体制结构尚不完善等诸多因素， 我国的大学生科研训练项目收效尚不明显，还存在着许多亟需解决的问题。

1.1 参与方式

科研训练如采用自愿报名参加的方式开展，就会出现只有少数对科研活动感兴趣的同学积极性比较高，知识视野、科研能力和创新思维等方面得到锻炼和提升，而对于那些未参与科研训练的大多数同学而言科研能力方面丝毫未得到改进，两类同学之间的能力差距进一步拉大，因此自愿参与的开展方式没有达到高等教育关于全面提高大学生创新能力和科研能力的目标。

1.2 指导方式

由于中国系人口大国，因此中国高等院校存在一个突出特点就是学生数量庞大，相比之下教师人数太少，由此引出一个实际问题：每位指导科研训练的教师会面临着十几个甚至更多的学生。高校教师除了担任着繁重的教学任务之外还承担着不同程度的科研重任，要兼顾那么多学生的科研训练任务时间和精力着实无法满足，心有余而力不足。美国研究性大学在此方面就占有绝对的优势，教师资源丰富，一个教师负责指导三四个人，这样能够确保所有学生均能得到悉心指导，那么学生受益显著。为解决这些问题，有些教师将科研训练的指导任务交给自己指导的研究生，但研究生本身处于求学阶段、有些科研问题也处于探索阶段、知识面远不如教师，再加上研究生对大学生科研训练并不负有直接的责任和义务，难免在指导本科生的过程中出现懈怠情绪。让研究生指导科研训练虽解决了燃眉之急，但不能解决根本问题。

1.3 考核方式

目前很多大学本科生科研训练项目的最终考核方法采用的是提交一份研究报告的形式，在指导教师的指导下查阅大量的文献和资料， 了解国内外的研究背景和研究现状，广泛的涉猎确实有助于拓宽学生的专业视野和认知结构，也激发了学生自主学习的热情。但由于缺乏专业知识，对一些科研问题的了解只限于浮于表面的感性认识，无法发现关键问题、深入钻研寻求解决方案。因此，短时间的了解和提交一份简单的科研报告并不能激发学生的创新能力，需要针对某一具体科研问题真正动脑、动手去实践，即便最终方案经实践证明不可行，整个实践摸索的过程也会让学生体验身临科研境界的乐趣、成就感甚至挫败感，以激励他们在科研的道路上学会不畏挫折、勇往直前的持之以恒的精神。

2 工程制圖的教学现状

2.1 教材实例老套

工程制图是一门传统而重要的技术基础课，高等院校选用的教材通常也只限于几本经典教材，多年来基本上未有改动，里面的案例也是有限的，那么在这个网络极度发达的信息时代，大学生逐渐养成了对网络的依赖，当在完成教师布置的课外作业时，习惯性的在网上搜索答案，而这些经典教材的试题轻轻松松就可搜到，从而丧失了唯一帮助他们消化吸收课堂知识的机会。

2.2 缺乏实践环节导致基础知识不扎实、易遗忘

笔者亲身指导本科生毕业设计的经历发现，大四对工程制图的知识已经淡忘所剩无几，尤其是在相关机械结构设计时，出现了很多原则性错误，而这些错误都是源自基本知识模糊和理解不透彻。

工程制图是一门对于教学的交互性、实践性、自主性要求比较高的课程。本科院校一般在大学一年级的第一学期开设本门课程，由于学生正处在从中学时代被动的学习模式到大学时期相对比较自由、需主动学习的模式转换的过渡初期，学习模式发生转变引起听课不适应和学习步调不协调的现象。另外，大一第一学期课程基本为高数、英语等基础课程，专业课程基本没有或少量涉及到，因此缺乏对自己专业的深入了解，工程制图这门实践教学内容较强的课程对于强毫无工程实践方面经验的学生来讲理解起来难度很大，尤其对教材中的很多关键内容如：尺寸标注的合理性、尺寸公差的意义、零件工艺结构等都无法彻底消化吸收，这与高等教育培养有创新能力人才的宗旨是相悖的。

3 工程制图教学与科研训练的合理结合

3.1 结合科研训练重组工程制图教学内容

工程制图教学的主要目的是培养学生空间形象思维和设计表达能力，为工程设计服务。教师应该改变原有的教学思想和思维观念，既要有超前意识又要与实际需求相结合。教师在讲授工程制图课程之前，应首先介绍本校科研训练的一些备选课题情况，鼓励同学在课下针对自己感兴趣的课题进行了解和学习，尤其是一些关键结构为他们日后进行科研训练做准备。随着课堂教学的推进，在进行某一基础知识点的教学时，有意识的针对科研训练课题所涉及知识点进行引导和启发，例如在讲解组合体、工艺结构、键槽、配合的时候，都可以引用联轴器，因为机械装置基本为电机驱动，那么实现运动和动力的传动的关键零部件就是电机轴与从动装置之间的联轴器，教师有针对性的为他们日后的科研训练做启发有助于他们对课本知识的理解和应用。另外因所学知识与后面的科研任务紧密相关，学生在听课时会更加认真，积极解惑。如果任课教师能够创新的结合科研训练布置课后作业，那么不仅能实现巩固课堂知识的目的，更能够激发他们主动思考的乐趣。

3.2 结合科研训练进行工程制图实践训练

在工程制图实践环节比如CAD实验课的时候，即可布置一些与科研训练有关的开放性的作业，由于此时学生缺乏专业知识，在布置作业的时候要注重“小题大做”，即一定要具体化细化，不要求学生进行整个设备的结构设计，而是对单一关键零件（如液压支架某一梁）的设计，提醒他们在设计过程中所要注意的知识点，例如：配合合理性、加工工艺等实际问题，能够加深学生对书本知识的理解。

3.3 双指导模式

开启工程制图任课教师和科研训练指导教师两位老师的联合指导模式。双方老师事前应针对科研训练课题开展深入讨论，尤其是一些能与企业单位挂靠的工程课题，尽可能多的寻求理论与实际的结合点，帮助学生对科研问题和工程问题早接触、早了解、早思考和早准备。由于在工程制图教学过程中紧贴科研训练课题进行针对性学习和训练，学生在此过程中养成了反复思考和推敲问题的习惯，加强了空间思维能力、构形能力、工程意识的培养，同时有效避免了学生在科研训练开始之初的迷茫、抓不到重点以及烦躁不安的情绪。

3.4 双考核制度

在工程制图教学过程中，对结合科研课题的相关作业和训练进行严格检查和考核，这一环节同样需要任课教师和科研训练指导教师参与。因为涉及实际应用，不仅要对其基本结构是否有原则性错误进行检查，而且检查其是否满足科研训练课题应用的功能要求，如有一方面不合格即判为不合格，给予适当指导令其认真修正。只有建立严格的考核制度才能让学生树立严谨的科学态度、锻炼科研能力。因此环节均属于科研训练课题中很具体的一小部分任务，所以占用双方教师时间相对较少，可行性强。

4 结论

本科生科研訓练是各大高等院校深化教学体制改革、优化教学模式和创新人才培养体制的具体体现和重要举措，但是传统的课程教学也不容忽视并有待进一步巩固和提高。文章针对高等教育的两种教育模式进行了探讨，论述了新型的大学生科研训练项目和传统的工程制图教学存在的瓶颈问题，指出有必要寻求合理的结合点将两者联系起来，提出了四项实施措施以提高大学生对沉闷的课堂教学的兴趣以及对科研训练的积极主动性，提高了整体教学效率，更为学生后续的学习以及未来工作打下坚实的基础。

【参考文献】

[1]刘平.工程制图课程创新教育的改革与探讨[J].中国高教研究，2008，07：91-92.

[2]冯林，路慧.中美研究型大学本科生科研训练的比较研究[J].煤炭高等教育，2012，01：61-64.

[责任编辑：薛俊歌]