基于工程素质和创新能力的《工程图学》课程改革的探索

纪花 张志俊 陈光 程晓新

摘 要：工程图学课程在工程图形的表达、创新能力的培养和绘图技能的训练上起着不可替代的作用，为进一步落实应用型人才培养目标和达到工程图学课程《基本要求》，适应现代工程设计和企业对图学教育的需求，全面推进素质教育、培养高素质创新型人才，适应新的形势，文章从教学思想、教学内容、教学方法和手段、考核方式等诸方面对延续五十多年的传统工程制图课程体系进行了探索与改革。

关键词：工程图学；教学改革；教学内容；考核方式；工程素质；创新

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）01-0104-02

Abstract： Engineering graphics course plays an irreplaceable role in engineering graph expression， cultivation of innovation ability and drawing skill training. In order to further implement the training targets of applied talents， meet the basic requirements for engineering graphics course， meet the demand of modern engineering design and enterprises for graphics education， comprehensively promote quality education， cultivate high-quality innovative talents， and adapt to new situation， this article makes exploration and carries out reform to traditional engineering graphics course system， which has continued for more than fifty years， from teaching thought， teaching content， teaching methods and means and examination ways.

Keywords： engineering graphics； teaching reform； teaching content； assessment method； engineering quality； innovation

為进一步落实应用型人才培养目标和达到《基本要求》，加大改革力度，适应现代工程设计和企业对图学教育的需求，全面推进素质教育、培养高素质创新型人才，适应新的形势，很有必要对延续五十多年来的传统工程制图课程体系（只注重尺规绘图和读图能力、《工程制图》与《AutoCAD》相对独立）进行改革，探索合二为一——《工程图学》的同步教学模式和课程体系，逐渐融入和加强具有现代特色的内容，将知识传授、能力培养和素质提高有机结合，充分提升学生的空间思维能力、创新构形能力和计算机绘图实际应用能力。多年来，我们一直对本门课程进行探索和研究，通过教学思想、教学内容、教学方法和手段、考核方式等诸方面的综合改革实践，不断探索工程图学课程的现代教学模式。

一、传统模式下工程图学课程教学存在的主要问题

1.现今由于部分青年教师毕业后直接留校任教，自身缺乏工程实践经历和锻炼，再者由于本课程的性质导致老师教学任务繁重，教学经验丰富但远离学科前沿，教师眼界不够开阔，欠缺系统解决工程实际问题的能力等因素，在一定程度上影响对学生工程素质的培养。目前的工程制图课程教学模式是模仿式教学，侧重知识传授、解题技巧和方法讲解的应试教学，只是把图学教学内容作为知识和工具来传授，缺乏形象思维和创新训练。

2. 目前传统的工程制图更新为工程图学，也必然引起教学内容的重大改组和革新，教学重点也随之转移；同时，随着计算机辅助设计及几何造型技术的不断成熟和完善，为现代工程图学的教学深入和改革创造了有利条件和增添了新内容。教师必须把传统图学和计算机绘图（CG）、计算机辅助设计（CAD）有机的融合在一起，纠正传统教学贪大求全的偏向，以适應目前对新型高素质人才需要的培养要求。目前还存在“工程制图”和“AutoCAD”割裂现象，即视为两门独立开设的课程，且有不同的教师分别讲授，这样不仅造成计算机绘图与基础理论脱节，还导致课时需求量大，教学效率低，与当前《要求》不符，因此有必要对课程内容进行整合。

3. 目前，工程图学课程知识的增加、学时减少以及大课堂教学等现象，对传统的图学教学体系和内容带来了极大的冲击。在这种形势下，只有引入新的、有效的教学方法和手段才能进一步提高教学的效果。近年来，虽然我们力求克服“灌输式讲授”的教学方法，对“启发式”“讨论式”“案例式”等教学方法进行了一定的探索与实践，也用图、文、声、像并茂的CAI多媒体课件完全替代或部分替代了传统的“挂图+模型+黑板+粉笔+圆规+三角板”的教学手段，但往往失之偏颇，深度广度远远不够，还有不少学生反映“老师讲得清、上课听得明、课后不会做”。教师作为知识的传授者、教学的组织者和指导者是多媒体课件无法替代的，其讲解、示范、演示、板书、提问和课堂讨论等环节，其重要作用不言而喻，而多媒体仅仅是一种辅助教学工具，只有合理的运用才能有效地提高课堂教学效果。如何使二者达到最佳的结合，仍需继续探讨和研究。

二、工程图学改革的主要内容

（一）转变教育理念，实施素质教育

转变教育观念是改革成功的关键，必须把传统教育观念中束缚思想的陈旧和僵化的东西去掉，让学生真正成为学习的主体，教师只充当学生学习的引导者。面对现代工程设计对图学教育的需求，教师必须在教学改革中树立终身教育、素质教育的新教育理念，变过去以“传授课本知识”的教学思想意识变为培养学生“学习和创造能力”为主的教学思想，重视学生工程素质和创新能力的教与学，重新构建课程体系。

（二）优化更新教学内容，构建新的课程体系

教学内容和课程体系的改革是教学改革的重点和难点。改革传统工程图学教育，提升现代工程图学教育应顺应时代的特征以及工程图学发展的要求，其教育内容的建立和体系的构建是重中之重，教育内容应具备继承性、指向性、综合性和动态性四个基本特性，应根据社会的需要，优化课程内容，构建以工程素质和创新能力为目标，以AutoCAD为主线的课程体系，将AutoCAD绘图灵活地穿插到传统的工程制图各授课单元中，充分注重传统内容与现代图学技术的融会贯通，重视学生综合素质和创新能力的培养。

（三）改革教学方法和手段，向多媒体、智能化、网络化发展

深化教学改革的重要内容是改革教学方法和手段，它与教学内容及课程体系的改革是相辅相成、互相促进的。教育领域中以计算机技术为核心的现代信息技术深刻地改变着人们的传统教学观念、教学方法和教学手段。保留和发挥传统教学模式的优点，同时又能充分恰当地引入现代教学媒体，将多种媒体进行优化组合的教学模式，经实践检验是图学界公认的最佳教学手段。网络教学平台也是引导学生自主学习的一种有效手段；在價格高且携带不便的教学模型较少的情况下，建立虚拟模型室可以弥补教具模型的不足，同时可以提高学生学习的积极主动性和自学能力。

三、工程图学改革的主要措施

（一）建立师资队伍，开展图学技能培训

建设工程图学课程必须建设一支结构优化、专职兼职相结合的教师队伍。工程图学中教师的素质在一定程度上决定了学生的素质，只有教师准确熟练地掌握图学知识和技能，运用科学的教学方法和先进的教学手段，注重学生素质和创新能力的综合培养，才能满足学生的需要。鼓励有工程经验和有实践背景的专业教师加入工程图学的教学队伍；鼓励教师到企业挂职锻炼；有计划地安排教师参加业務进修和技能培训，不断提高教师自身的业务水平；鼓励老师跳出单纯教学，积极参加教科研工作，置身学科发展的前沿，创新出更多的理论成果和实践经验，并将其适时地引入和渗透到教学过程中，以培养出不断探索创新的高素质人才。

（二）精简调整教学内容，使课程更具实用性、合理性

1. 精简教学内容，删去应用性较低的图解图示内容，保留传统图学教育中仍有强大生命力的基础知识，重点在形体投影的图示上；弱化截交线和相贯线内容，仅保留规则切口及回转体相贯的正交画法；制图课通常安排在大学一年级第一学期，专业知识知之甚少，专业性较强且与专业课重复的内容如表面粗糙度、极限与配合、尺寸标注中的“合理”等内容，不必花太多时间，只要求能看懂即可，留待后续课程逐步获悉。

2. 调整教学内容的顺序，如轴测投影图这部分内容对加强构思和图形表达、起辅助解题作用，放在组合体内容之前来学习，使之成为帮助学生阅读组合体三视图和培养空间思维能力的一种工具；同时加大轴测投影图的教学力度，由原来的4学时调整为6+2学时，其中2学时放在组合体内容实践部分。

（三）合理运用教学方法和手段，加强学生创新和自学能力的培养

对“启发式”“分组讨论式”“案例式”等教学方法进一步进行了探索与实践，还应在“创设情境式”“自学与课堂讨论式”“项目驱动式”等方面进行深入探索，比如说零件的工艺结构部分内容，可以制作成录像，用视频素材在理论教学课堂与生产实践之间搭起一座有形桥梁，就好像把车间搬进课堂，既直观又形象；再比如直线的投影与平面的投影两部分内容很相似，可在讲完直线的投影之后，让学生自学平面的投影，有重点有针对性地选择自学与讨论内容，以培养学生的自学能力。对教学中的难点重点制作成“微课”，建设网络学习平台，增加过程考核，引入三维CAD建模，加强组合体构型设计，训练多题化，将徒手绘图与技能贯穿整个教学始末，将AutoCAD与传统工程制图相融合，开展制图竞赛、建立虚拟模型库等等可以在多方面的提高学生学习的积极主动性，充分提升学生的创新能力和空间思维能力。

总之，通过对工程图学课程教育观念、教学内容、教学方法、教学手段和考核方式等内容的改革，转变教育观念，重新构建工程图学课程体系，基本实现了《工程制图》与《AutoCAD》二者的有机融合，在教学活动中实现了素质教育和创新能力的培养，将知识传授、能力培养（徒手绘图、尺规绘图、计算机绘图能力以及构型设计能力）和素质提高（工程、创新、美学等）有机结合起来，培养出“重人品、厚基础、强能力、宽适应”的高素质应用型人才，以适应高等工程教育的新形势和满足社会对人才的需求。

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