基于专业特色的工程制图课程改革的探索与实践＊

方海燕

（巢湖学院 化学与材料工程学院，安徽 巢湖238000）

工程图样是世界范围内通用的“工程技术语言”．能正确规范地绘制和阅读工程图样是一名工程技术人员必备的基本素质．工程制图是高等院校材料、建筑、机械等专业的专业基础课，是材料科学与工程专业学生完成课程设计和毕业设计不可缺少的基础．学好本门课程是进入工程设计领域的第一把钥匙．

随着科技的迅猛发展，课程教学发生了深刻的变革，为工程制图教学的改革也提出了许多新的课题，原有的传统的教材内容、教学体系及教学方法已不再适应新时代工程设计发展对人才培养的要求．面对新时期的人才培养需求，笔者在对材料科学与工程专业学生工程制图课程10多年的教学中，从专业特色和学生实际情况出发，结合学生就业单位实际需要，突破传统教学内容、体系和教学方法以及考核方式的限制，将传统教学内容和方法与计算机辅助教学相结合，突破传统教材，使改革后的教学在内容、教学方法与手段、体系上符合21世纪应用型人才培养需求．

1 工程制图课程培养目标确立

学习工程制图的目的就是培养学生较高的工程文化素质、较强的阅读和绘制工程图样的能力、丰富的空间想象能力，树立创新意识，满足专业工程技术人才素质需求，为后续的课程、设计和未来从事的工作打下良好的基础［1］．

1．1 培养“至祥至悉，毫发不爽”的图学精神

中国古代的工程图学就有“卓识名理，独见别裁”的图学思想和“至详至悉，毫发不爽”［2］的图学理论．在教学过程中，首先培养学生严谨、细致、求实的绘图精神和思维习惯，确立“严格遵守标准”的观念，这是画出别人能看懂的图样和看懂符合标准的图样的保障．同时也要培养学生养成高度认真负责的工作态度和细心、一丝不苟的学风及工作作风．

1．2 培养丰富的空间想象能力

设计结果需要通过图纸展现出来，丰富的空间想象能力是工程技术人员创新设计的基础．如何培养学生“由图及形”、“由形及图”的空间思维能力是学好本课程的基础．在教学中可以借助多种手段进行，比如借助CAD技术，建立三维模型，对应给出三视图使抽象的平面图立体直观化．鼓励学生自行运用多种手段培养空间想象能力，比如采用橡皮泥、萝卜等进行塑形和雕刻，还可以进行构型设计，同时提高学生的学习兴趣．

1．3 培养综合工程素质

将工程制图理论教学与实践教学相结合，多给学生一些创新性题目，让学生在提出问题、分析问题、解决问题方面进行综合训练，培养学生敏捷的创新思维能力和独立工作能力，培养学生的综合工程素质，为以后的课程设计、毕业设计及以后的工作打下良好基础．结合社会需求，培养高素质、高质量的创新人才．

2 工程制图课程改革及建设研究

2．1 教学方法与手段改革

1）快乐教学

优化教学内容，完善课程体系，改变传统的教学方法．将传统的“老师讲，学生听”的教学形式，转变为“学生在老师的指导下主动学习”的教学形式，根据教学目标，处理好传授知识与培养能力这一教学方法改革上的基本关系，实现“知识”课堂到“能力”课堂的转变，以教为主（老师满堂灌）向以学为主转变，以课堂为主（过分重课堂）向课内外结合转变，在规定的教学时间内实现有效教学的最大化，加强课堂教学师生互动、生生互动，进行“快乐教学”．老师通过不断学习，提高自身的素质，在课堂教学中做得“游刃有余”，在轻松快乐、活跃的课堂气氛中教学，那么学生学起来兴趣盎然，教师教起来轻松自如．注重教学意见反馈，通过各种方式与学生交流，建立师生教学座谈会制度，倾听学生建议与意见．

2）计算机辅助教学

将计算机作为辅助教学的有效工具引入制图教学．利用现代多媒体技术，改革工程制图教学方法．在教学中通过虚拟模型启发和引导学生积极、主动地进行形象思维，培养学生的空间想象能力．例如：相交立体投影，如图1所示．配合虚拟立体模型图，由实体模型得出三视图，由三视图想象实体结构，并且结合动画绘图，提高学生的兴趣，培养学生空间想象能力．在整个教学中，充分利用计算机，建立电子立体模型库，提高教学效率．

图1 相交立体三视图与实体模型图

用多媒体教学等现代化教学手段服务于教学，但多媒体教学中要避免过多的“读课件”等一些弊端．一堂课的质量，不在于教师做得课件是否优秀，而在于教师能否发挥他的主导性．CAD绘图与工程制图两门课程同步开设，将计算机绘图作为一种技能贯穿于制图的整个过程，真正实现计算机与制图的完美结合．

2．2 专业特色的教材与教学计划建设

为适应新世纪人才培养和专业发展的需要，适应社会及现代技术发展的需要，根据专业特点与社会需求不断调整和更新教学内容，多与企业交流，在教学内容上注重理论教学与实践相结合．

根据材料科学与工程专业特色和专业方向，在教学中渗入专业设备及专业图样（如厂区分布图、车间设备布置图等图样）的相关画法及阅读，使学生在毕业设计以及以后的工作中具有一定绘制与阅读专业图纸的能力．机械图样教授中以材料生产设备、零件为例讲解装配图与零件图的绘制与阅读，将专业生产知识与工程图样绘制相结合．

针对材料科学与工程专业特色制定教学计划，体现专业特征，实现专业培养目标．目前开设工程制图、计算机辅助制图、机械设计、课程设计等系列课程．加强学科联系，如在教学中与化学、材料工艺学、机械设备、工厂工艺设计等各学科的相关知识相结合，激发学习兴趣．这就要求教师不仅要精通自己所教的工程制图，而且要涉猎众多学科，了解多学科领域的相关知识，在课堂上才能得心应手地举例、联系．

在材料科学与工程专业工程制图教学改革中，从课程目标和专业培养目标出发，制定了“一个规范——两个目标——三个技能”的制图能力培养方法框架［3］，即以技术制图和机械制图国家标准为标准，以机械图样绘制与识读和专业图样绘制与识读为目标，通过徒手绘图、尺规绘图和计算机绘图技能的训练，对学生的工程制图能力进行培养．能力培养方法如图2所示．

图2 制图能力培养方法

主要技能训练内容，如图3所示．教学中注重基本绘图能力的训练，基本绘图技能是课程的基础，机械图样绘制与识读是课程的提升部分，而专业图样绘制与识读是课程的延伸，在教学中对学生能力的培养逐级提高．

图3 工程制图能力培养教学知识点框架

2．3 课程考核评价体系改革

课程考核评价体系是对教师教学目标和学生学习目标是否实现以及实现程度的价值判断．工程制图是一门实践性很强的课程，对学生成绩考核应该以能力为核心，建立符合专业要求，知识、能力、素质相结合的新课程考核评价体系［4，5］．考核方式可以有三种方式．

1）过程性评价 学生平时的考勤、上课讨论情况、学习态度，完成作业的质量情况，等等．

2）结果性评价 课程的考试可以采用开卷或闭卷的形式，试题类型可以多样化，侧重基本知识与技能的掌握．

3）实践性评价 设计多样化的实践内容和评价指标，如CAD绘图竞赛、创新构型设计、工厂设计图样绘制等，进行综合能力和素质考核．

以上三种考核评价方式相结合，可全面衡量学生的知识、能力和素质．

3 工程制图课程改革的初步实践及效果

在现代教育思想和教学理论的指导下，理论和实践相结合，以本院的无机非金属材料工程特色专业为依托，以2011级材料科学与工程专业1班学生为试点，将以上的课程改革理论进行初步实践，取得了一定的成效．

1）教学内容及教材建设与改革效果

确定教学目标，修订完成适合培养目标和教学目标的教学大纲，建设完成既提高教学效果又符合专业特色、满足人才培养目标和模式要求的教案及多媒体课件．进行“立体化教材”建设，建设与主教材配套的电子教案、电子习题答案库、电子模型库等，进一步完善课程学习系统，通过网络等随时对学生辅导和沟通，对教学内容实现与学生网络共享．编写适合本专业特色、包含专业图样绘制方法的教材，并应用于教学当中，实用性强，学生反应良好．

2）教学方法和手段改革效果

在知识教学中，围绕“长对正、高平齐、宽相等”的投影规律，反复练习三视图投影，使学生对基本投影法熟练掌握．同时打破笼统的机械制图的教学内容，机械制图与专业图样相互结合，注重三种绘图能力、空间想象能力、创新能力、分析和解决问题能力的培养，培养学生的工程素质．教学中采用多样化教学手段，除了充分利用多媒体、计算机教学，还鼓励学生利用橡皮泥、萝卜、石膏模型等亲手塑造立体结构，提高学生学习兴趣，注重培养学生的创新设计意识，收到良好的教学效果．

3）实践实验环节改革效果

在实践实验环节，将班级分成若干个小组，每一个小组对某一设备、流程、车间等进行设计，分工合作，整体交流，既培养了学生的设计绘图能力，又培养其团队合作意识，提高学生的学习兴趣，为后续的课程设计、毕业设计打下良好的基础．

4）学生学习成绩提高

期末考试与其他非实验班采用相同的试卷，统一流水阅卷，考试成绩优秀率比普通班高出5个百分点，而不及格率低于普通班8个百分点．在后面的课程设计中，实验班优秀率为15%，合格率为98%，而普通班优秀率为8%，合格率为94%．在毕业设计中，实验班的学生绘制的设计图纸，严格按照工程图样标准进行绘制，符合相关规范，并且设计符合工艺标准，设计质量明显高于非实验班学生．

4 结论

在教学改革中，教师是主导，学生是根本，课程体系是灵魂［4］．不同的专业绘制的工程图样内容和要求不同，但工程制图的基本标准规范是统一的．在工程制图教学中，既要让学生掌握工程图样绘制的基本标准规范，具备基本的绘制和识读工程图样的能力，又要满足不同专业的要求．本文主要针对基于材料专业特色的工程制图课程建设及教学改革进行研究，就一些改革内容和初步实践效果进行总结，与同行们进行探讨．通过这些教学改革有效解决了目前工程制图教学内容单一的现状，使工程制图更贴合专业特点，适应专业人才培养的需要．随着社会发展和对人才需求的不断提高，工程制图的课程教学中将面临新的挑战．作为主导作用的教师，笔者将与时俱进，不断充实自己，进一步完善课程体系，优化教学内容，贴合专业特色，把工程制图的教学工作进一步提高．

［1］姜立军．高校工科制图课程体系改革思路探索［J］．工程图学学报，2001（3）：120－125．

［2］高红英．现代工程制图课程建设及改革的探索与实践［J］．陕西工业职业技术学院学报，2008，3（3）：67－69．

［3］张淑敏，陈树彬，陈罡．工程制图技能训练方案探索与实践［J］．工程图学学报，2011（1）：129－133．

［4］陈国栋，谭建荣，张树有，等．工程制图课程体系改革研究与初步实践［J］．工程图学学报，1999（4）：92－97．

［5］刘静华，吴瑞祥，黄毓瑜，等．现代工程工程设计图学教学改革的研究与实践［J］．工程图学学报，1999（4）：98－102．