创新实验班工程图学教学改革的探索与实践

单宝峰　马宁　张彦富　孙岩

摘 要 工程图学教育是对大学本科生进行工程教育的支柱之一，其基本任务是培养学生的空间思维能力、空间构型能力、绘图读图能力和工程综合素质等。在培养能力和工程素质方面它是其它课程不可替代的。目前存在的主要问题是教学时数少，内容多，要求高。本文论述了我校实验班几年来关于工程图学课程的教学改革与实践。

关键词 工程图学 教学改革 能力

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.08.055

Abstract Engineering drawing education is one of the pillars to undergraduate students' engineering education and its basic task is training students' space thinking ability， space configuration capability， drawing reading ability and engineering quality. It is an alternative to other courses in terms of training ability and engineering quality. At present， the main problem is that there are few teaching hours， more content， and higher requirements. This paper discusses the teaching reform and practice of Engineering Graphics Course in our school for several years.

Key words engineering graphics； teaching reform； ability

1 優化教学内容，构建新的教学内容体系

创新实验班工程图学课总学时仅为80学时，教学内容涵盖了工程图学的全部内容。而培养目标却丝毫没有降低，与从前相比反而更高了。我们的教学任务是除了培养学生的空间思维能力、空间构型能力、绘图读图能力和工程综合素质等外，把培养创新创业能力作为最高目标。为保证和提高教学质量，我们对教学内容、教学体系进行了改革。我们的指导思想是不再单纯追求工程图学自身知识的系统性和完整性，而是强调科学知识综合性和整体性，从机械类课程体系的整体改革高度出发，将相关的学科知识重新整合、优化，形成新的课程体系。

（1）重视点、线、面投影理论教学，合理删减几何元素间相对位置的图解综合题内容。画法几何是研究图示法与图解法的学科，关于图解法究竟对投影制图有多么大的作用是值得商榷的，而点、线、面的投影理论作为重点研究，这部分投影理论能够满足空间物体在平面上图示的要求。而对于几何元素间相对位置关系内容，也只介绍平面是特殊位置平面这种情况，删掉求与一般位置平面之交点和交线这种情况。

（2）强化换面法解题，使得空间分析简单化。对于求解与一般位置平面的交点、交线以及几何元素之间的距离、角度问题的综合题，强化用换面法来分析与解决，使得空间分析简单化。学生易学易懂，作图方便。

（3）合理删减相贯线内容，突出基本作图方法和特殊相贯线作图方法。众所周知，在国家标准中，允许相贯线采用简化画法，因此将相贯线的偏交和斜交内容删掉，突出基本作图方法和特殊相贯线的作图方法教学。

（4）把计算机绘图（Auto CAD）内容融合到工程图学中。为了培养学生的绘图读图能力，我们采用尺规绘图、徒手绘图、计算机绘图并行教学，即剖视图、图示表达采用尺规绘图；箱体零件测绘、螺纹连接采用徒手绘制草图；零件图、装配图等采用计算机绘图，同时对线型、字体等图面质量的要求适当降低，图面质量由计算机绘图来保证，以满足对工科学生绘图读图能力的培养和适应计算机辅助设计的要求。

2 改革教学方法，培养学生创新性思维

（1）推进“启发式”、“疑问式”、“讨论式”、“探究式”、“竞赛式”等创新型教学方式，营造良好的教学氛围，激励学生创造性思维的发展。教学中，积极开展“启发式”等教学方式，常提出问题以及解决所提出问题的实际意义，以唤起学生的求知欲望，使学生积极开展思维活动。分析问题和解决问题的思路要清晰，语言要精练，始终抓住学生的注意力，引导学生思考，使学生精神饱满。“提问式”是一种行之有效的启发式教法。

课堂上设置一题多种解法的例题，开展“讨论式”教学。如：求一已知点到一定直线间的距离。要求学生分组讨论，最后各组派代表汇报此题的空间分析以及各种解题思路。对于回答问题的学生，答对了加分，答错了不扣分。这种“讨论式”教学方式，活跃了课堂气氛，满足了学生提高自我形象的需求，激发了学生发散思维能力，有助于培养学生多向思维，提高对知识的综合应用能力。

开展实训活动，培养学生创新性思维。我们在实验班中开展了实训活动，开阔了学生视野。如：在进行零件测绘时，组织学生到“沈航——海克斯康测量技术实验室”，进行一次实训，要求学生在实验室的“4.5.4 SF”等型号三坐标测量仪上完成“对壳体类零件进行测量，利用一种绘图软件（不限定软件）进行零件的三维造型，绘制出零件图，并对零件进行几何精度评价。”学生分组在不同的测量仪上同时完成，学生对此很感兴趣。他们接触到目前最先进的测量技术和测量设备，使学生大开眼界，增长见识，培养了创新思维，激励学生创造性思维的发展。

（2）向学生传授学习方法，启迪学生智慧。众所周知，“授人以鱼”不如“授人以渔”，良好的教育不是传授知识，而是传授获取知识和应用知识的方法。教育的最高境界就是启迪学生智慧。

每一门课程会有这门课程的总的学习方法，而不同的教学内容会有各自不同的学习方法。对于工程图学这门课程来说，由“物→图”、再由“图→物”的两个过程的反复实践，是这门课程总的学习方法，只有这两个过程的反复进行，才能使得学生具有空间想象和空间分析能力、空间构型能力以及绘制阅读工程图样等能力。而对于每一部分的具体的教学内容都会有各自的教学方法，比如组合体的绘图读图是利用形体分析法，培养学生把复杂问题简单化的思维方法和分析问题解决问题的方法。再比如机械制图部分的剖视原理内容，无论是全剖、半剖、还是局部剖，都存在剖切平面的数量和界限的问题，要根据零件的具体结构特点而定。剖切平面将机件全部剖开，剖切平面是无界限的，就得到了全剖视；当机件的内外结构都具有对称结构时，剖切平面的界限就缩小至对称线位置，就形成了半剖视；当机件上只有局部结构未表达，此时的剖切平面界限继续缩小至要表达的局部结构处，就形成了局部剖视。每个学生都会采用不同的表达方法来表达零件，重视答案的多样性和特异性，有利于激发学生多向思维，培养创新思维。教师应该把每一部分教学内容的学习方法传授给学生，已达到启迪学生智慧的目的。

（3）构建自主学习的平台，提高学生学习的积极性和主动性。学生学习自主性的培养是创新能力培养的基础，而提高学生学习的积极性和主动性又是培养学生自主学习的基础。为此，我们在教学中进行了一系列的改革，变“要我学”为“我要学”。

每名學生（4人一组）担任一周课代表，除了收作业外，更重要的是课代表要负责批改本次全体学生的作业（点、线、面投影理论），并评定出成绩。为了胜任这一工作，课代表要研究每个题目的各种解法和评分标准。这种实践，使得教师和学生的角色发生了转换，学生非常感兴趣，极大地调动了学生学习的积极性，使学生体验到了做一次老师的快乐。

教学中对于适合自学的内容，教师将安排学生自学。如平面内取点、取线的方法；轴测投影图等内容在课堂上安排学生自学，教师把问题提出来，学生带着问题去主动地探求有关知识和解决问题的方法，自学的效果将通过作业和创新大作业来检验。

在习题课上，有选择性地布置一题多解的题目，激发学生的学习兴趣。如：在组合体读图中，设置一个不定形的主视图，让学生尽量多地构思形体，并绘制出其视图，以激发学生空间想象能力。

3 建立自主学习的工程图学综合考核方法

在工程图学教学中，传统的衡量学生学习成绩唯一评判标准就是期末“一次性”考试定结果。这种评价是片面的，不利于培养学生空间思维、实践动手能力、自学能力、创新创业等能力。为此我们进行了改革、实践，探索更有效、更全面、更准确的考核方法，确保教育教学质量。

（1）加强学习过程监控，对学生进行学习过程评价。把学生完成作业的数量和质量纳入考核。一学期学生必须完成规定数量的作业，超过总量1/3的作业未完成，将取消课程的成绩评定资格。作业包括自学内容的课后指定作业。对每一次完成的质量都打出分数，最后取平均值计入总成绩，占期末总成绩的10%。

进行阶段水平测试。一学期进行两次阶段水平测试，一次是点、线、面投影，一次是立体的投影。取两次成绩的平均值计入总成绩，占总成绩的10%。进行与课程进度相适应的阶段测试，将考试融入了学习过程，以检查学生平时的学习状态和学习效果。

开展研讨式教学。一学期进行8学时的研讨式教学，每次教师将抛出问题，提出要求，学生分组讨论，讨论后选代表向老师和同学汇报研讨结果。答对了加分，答错了不得分也不扣分。占总成绩的5%。

（2）举行期末考试，对学生进行学习结果评价。期末考试是统一的闭卷考试，要对学生的学习结果进行评价。内容涵盖所学的全部内容，其中点、线、面部分占50%，立体部分占50%，两个部分均有综合题，考查学生综合分析和应用理论的能力。期末成绩占总成绩的60%。

（3）开展创新实践活动，对学生进行能力结果评价。结合教学内容，开展创新实践活动，对学生的能力进行评价。在完成“组合体”的教学内容后，留给学生一创新实践大作业，每个学生“自主设计一个中等复杂程度的组合体（同学间不得重复），在A3图纸上绘制其三视图和轴测图（自学内容），并制作出模型作品”。这个创新实践大作业侧重考核学生空间想象能力；空间构型能力；绘图、读图能力；实践动手能力；自学能力；创新能力。此外，还考核学生的审美意识和认真负责的工作态度。其中图样一个成绩，模型作品一个成绩，两个成绩的平均值作为这个大作业的成绩，占总成绩的15%。

4 结束语

我们的工程图学教育对象是大学一年级的创新实验班学生，在工程图学的教育教学中除了完成空间思维能力、空间构型能力、绘图读图能力和工程综合素质等培养外，把培养创新创业能力作为最高目标。四年来，我们对创新实验班四届学生工程图学教育教学不断地进行改革、实践，并对工程图学的教学改革方案实施情况、实施效果，在2014、2015级学生中进行了问卷调查，结果表明，我们的改革深受学生的喜爱，也取得了一定的阶段性成果，并得到了有关专家的认可。我们还将不断地进行探索、改革、实践，为培养创新型人才而努力。

本文为沈阳航空航天大学校级教改项目“实验班工程图学教学改革的探索与实践”（编号：02140108）的阶段性研究成果

参考文献

[1] 董国耀等.面向21世纪的图学教育.机械工业出版社，2000.7.

[2] 大连理工大学工程画教研室编.画法几何学.高等教育出版社，2003.8.

[3] 丛伟主编.画法几何学.机械工业出版社，2012.3.