基于创新教学模式的工程制图与CAD课程优化

【摘要】工程制图与CAD已被大多数工科专业作为非常重要的专业技能课之一，过去的三十年里在教學方法和教学模式方面得到了长足发展，但仍存在许多不可回避的问题。笔者根据自身教学实际指出了我国工程制图与CAD课程教学当前普遍存在的一些问题，提出了教学模式、教学方法改革的方向，以期达到较好的实践效果。

【关键词】创新教学模式；工程制图；CAD；课程改革；课程实践

【中图分类号】TB23-4；G642 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）06-0037-02

工程制图是“工程图样”是工程界的语言。工程制图与CAD是工程类专业重要课程，读图与绘图能力是工程人员的基本素质。如今在我国工程制图教学秉承着"传递-接受式"的旧教学模式，即以传授系统理论知识、培养基本绘图技能为目标[1]。我国工程制图教学模式严重僵化，教学理念落后，教学方法陈旧，考核方法过时，教学内容偏失等情况，进而导致许多学生学习兴趣较低，创新能力不足，基本绘图能力较差，学到的在工作中很少能用到等问题。“学生在校学习的知识，到工作单位（属于对口）后能用到的也就是20%～30%……”[2]。对工程制图与CAD教学教学模式与教学方法进行优化，以提高教学效果，使学生对工程制图基本方法和CAD软件有一个很好地掌握，对学生今后的继续教育和就业都打下一个坚实的基础。

一、教学效果不佳的原因

1.教学方式单一，学生的主动学习能力不足

传统的教学方式包括最传统的“讲听”教学、多媒体教学等。以上两者各有优劣但实际教学中缺少两者有机的统一，或者在利用两者教育方式的使用方式、使用时机、使用比例不恰当。比如：有些教师过多使用PPT，这使得学生在课堂上缺少参与感，很难使学生成为课堂的一部分，难以激发其学习兴趣。同时由于课程推进速度过快，学生接受较慢，很难跟上教学进度甚至有学生干脆放弃本门课程；但同时又有些教师不能充分利用多媒体教学的巨大优势，不能有效做到各教学方式的取长补短，多媒体教学在一些方面有着其他教学方式难以比拟的效果，比如：在进行立体感培养、学生兴趣开发时可以充分发挥多媒体教学优势，将使得教学效果大打折扣。单一的教学方式和古板的教学方法很难引起起学生对课程的好感，进而不能有效的培养学生的主动学习能力。

2.教学内容偏失，学生的实践动手能力不足

本科阶段工程制图的重点主要包括实际绘图能力培养和CAD等绘图软件操作能力的训练。很多教师忽略了基本绘图能力培养，无论是课时数量还是期末考核范围基本绘图能力被忽略了。殊不知基本绘图能力与读图是工程技术人员最基本的素质，也是使用软件绘图的基础，更是从事工程设计的根本。另外，一些教师在授课过程中理论讲的太多，学生练的太少，尤其像CAD这种操作性较强的课程，需要学生反复大量的实践才能真正掌握。教师满堂灌而没有留出学生在课堂上巩固所学知识，向老师提出本节课程中的问题以及老师给学生讲解的时间，学生不能有效的参与其中不能很好地建立学习兴趣。

3.考核方式过时，学生的实际绘图能力不足

考核是检验教学效果，考察学生的掌握情况，进而为下一步的教学安排提供依据的一种手段。现存在的考核方式主要包括：出勤情况、课后习题完成情况、期末考试三个方面。出勤情况可能存在“出工不出力”、课后习题存在抄袭（复制粘贴）、期末考试存在临时突击，所以三方面的考核均不能正确评估学生的学习情况。教师不能适时掌握学生的学习情况，几乎是在“盲教”，教师稀里糊涂的讲授课程，学生一头雾水的完成课程学习。单一的教学方式、枯燥的教学内容、过时的考核方式必然导致学生的绘图能力短缺。

二、国内工程制图教学模式

1.传统的教学模式

传统的教学模式是“一边讲，一边听”即教师在黑板上讲授基本绘图原理与方法，学生在下面听讲，然后学生按照教师的吩咐在规定的时间内完成相应的任务。不能完全否定这种教学模式，但必须承认这种“一边讲，一边听”的教学方法在讲究兴趣培养与灵感创造的今天已经远远落伍，而且，此方法很难对立体图形进行讲解，无法更有效建立空间思维能力。

2.多媒体教学

多媒体技术在工程制图的应用是工程制图教学方法的一次飞跃。极大地提高了教学效率，其具有生动、形象、包含广的特点。一些难以直接在黑板上展现的实践性强，影像资料丰富的章节可以对学生进行很好的展示。但是我们要看到多媒体教学所存在的缺陷，比如：教师对多媒体的过度依赖，教学进度推进过快等。

三、基于创新教学方法的课程优化

1.教学模式优化

（1）采用多种教学模式相结合的方法

单一的教学模式已经完全不能满足现代工程技术人员的培养。应在教学中充分发挥各教学手段的优势，针对不同的教学阶段采用不同的教学方式，取长补短，加以创新，比如在教学初期为使学生便于理解基本绘图过程，教师可以带领学生进行边讲边画，直观的表达绘图过程，而在教授剖面图时可以运用PPT进行动画演示，使学生清楚了解剖面图基本画法。

（2）教师角色的转变

传统的教学模式中以教师的讲授和学生的被动接受为主。教师是整个教学模式的主角，这种被动式的学习很难培养学生对课程的学习兴趣和创新性思维。教师在工程制图课中扮演的是组织者和引导者[3]。应该实现其从主角到配角角色的转变，即学生应该成为课堂的主角，教师类似于“参谋”。在教师完成基本的课程讲授后应将课程的主动权交于学生，由学生提出与课程相关的问题并由教师解答，教师鼓励学生对课程提出相应的想法。教师可在讲解某个几何图形画法之前，先由学生表达自己的看法再由教师进行点评，使教学更有目的性，更好的激发学生的学习兴趣和创造性思维。

（3）控制教学进度，改革考核方式

当今工程制图主要体现为画法几何、机械制图、计算机绘图等分段教学，很多教师只注重计算机软件教学而忽略基本绘图技巧。几何画法、机械制图部分所占课时较少，计算机绘图部分课时较多，这样造成学生手绘能力较差，基本制图素养薄弱，最终学生学会了绘图软件而基本绘图训练较少，绘图能力较差。在期末考试中很多教师将学生最终绘制的图形作为考察重点，而学生的平时表现在总成绩占比较低。笔者认为工程制图的考核方式应该有所变化，改变以往以最后一张试卷确定成绩的方式，将学生的成绩分散到课程的各个阶段，学习完成一部分考核一部分，并增加平时表现所占成绩比重包括平时的听讲情况，提出问题、解决问题情况，课后题完成情况，创新能力等。endprint

（4）工程制图课程与所学专业紧密联系

有不少企业和毕业生反映大学课程训练与本专业实际就业存在脱轨问题，学生进入企业后需要较长时间的学习才能融入岗位。环境专业工程制图的目的是使学生具备阅读及绘制本专业图纸的能力。学校在订制教材和教师在授课时应紧密贴近专业实际，教师在讲解案例时可举本专业或者学生在将来工作中可能接触到的实例，比如对于环境工程专业学生可为他们提供某污水处理厂的平面布置图和各构筑物尺寸图，让学生抄画，可收到极好的教学效果。李勇[4]等人在教学中引入项目法（从工程技术人员的角度出发使课程工程化）取得了较好的教学效果。

（5）强化校企联系

工程制图的主要目的之一就是为相应的工作岗位培养优秀的工程技术人才，因此，工程制图的内容也要尽量贴近于工程实际。可派遣相应的任职教师到企业交流，带领学生进入相应企业实习等。教师应该及时传递一些一线工程信息，可将工程实例作为案例进行讲解。多与企业交流，尤其是与我院建立长期校企合作关系和友好往来的企业，多向工作在一线的工程师请教和探讨，在教学内容上注重理论教学与实践相结合。

（6）注重基本工程素质底蕴培养

教学中发现有些同学绘图基本技巧及绘图软件操作非常熟练，但是在所绘制的图纸上出现非常低级的错误，比如：粗线与细线混淆、使用结构表达不完整、符号规格不准确等现象。广西大学陈倩华说：有少数学生连最基本的制图标准都知道很少[5]。严谨是工程技术人员的必备素质，严谨品质的培养应从“娃娃”抓起，从一开始便给学生灌输这一思想。

2.教学方法优化

（1）注重基本绘图能力训练

工程制图的教学目标是实现学生独立读图、绘图能力的培养和绘图软件的掌握。本人在带学生做课程设计期间发现很多学生基本绘图能力薄弱，有些学生虽然CAD软件使用非常熟练，可是当进行绘图时却不知从何处入手，有些学生读图能力，立体构建能力很差甚至根本看不懂图形中各基本图快所代表的基本构件。零件图和装配图表达不清楚，让人难以看懂，学生不清楚如何选择主视图，表达方案选择不合理，也不清楚零件图和装配图在表达上的着重点不同。更严重的是，有的学生零件图和装配图中的同一个零件结构大小不一致。这不仅反映了学生的绘图能力不强，同时也反映出其读图能力比较差[6]。另外学生对于课堂知识能够听懂，但实际操作是却无从下手。学生空间想象能力较差，而培养其能力最有效的手段就是徒手作图，针对这一问题教师应调整原来的教学重点，注重学生徒手作图能力的训练，比如：增加徒手绘图教学课时，在進行较为简单的图形绘制讲解时，尽量采用教师手绘（手绘可给学生一种带入感）。同时有研究显示，在提高学生的空间视觉能力方面，徒手绘图比计算机三维造型更为有效[7]。

（2）注重学生的空间想象能力培养

空间想象能力是读图和绘图能力的基础。工程设计人员的设计意图通过图纸实现有效的传达，也是培养是工程制图的重点难点、作为优秀工程师的基本素质。对于空间想象能力的培养主要依靠一是强化基本绘图和读图能力培养，二是现代化的教学设备—多媒体教学，可借助CAD建立三维模型，进行立体图形绘制演示，帮助学生“由图至体，由体至图”空间能力培养。三是利用丰富教学用具可在课堂上向学生发放教学模型，供其摆弄，着重布置根据实物模型要求学生画出三视图，同时给出多组三视图让其指出相应的实物。

（3）注重学生创新能力培养

创新已经成为时代的主题，学校是创新的沃土，学生是创新的种子。很多教师仍抱着教师教，学生学传统教育思想，只想着传授基本技能而没有着眼于创新意识的引导。在课堂上应该充分发挥学生的奇思妙想，比如：改变原来教师直接给出考试题或者练习题的习惯，教师可以只给出一个大的方向，学生自己充分发挥学生的创新性思维，自己自主选题，自主完成。教师平时鼓励学生提出自己对本门课或专业课的“idea”，教师可以定期组织学生进行相关问题讨论，鼓励大家发言。这样既可以很好的引导学生培养创新型思维。

（4）合理安排教学模式

工程制图与CAD教学需要一个综合教学方法，很难通过某一种方法或者手段来实现较好的教学效果。在教学过程中教师过于依赖PPT在高等教育中是普遍存在的一种现象，由于很多年轻教师实践性不强、教学经验不足把利用PPT授课变成了单纯的读PPT，造成课程推进速度过快、学生印象不深、使学生感到枯燥乏味，在授课过程中几乎与学生无交流不能时时把握学生的听课动态未达到授课效果。授课时，需要手绘时进行手绘，需要多媒体演示时进行多媒体演示，在两种方式均可进行时，建议进行绘图演示时尽量采用手绘的方式，这样可以直观有效的使学生理解绘图过程，明晰绘图方法，教师边画边讲更加有效地达到教学目的，同时给学生灌输一种尽量多动手画图的意识。

（5）教与习一体

教师应摒弃过去填鸭式的教学方法，在课堂上施行“教—习—教—习”教学方法，就是在教师讲解完一个知识点后让学生当堂练习。学生能够及时的巩固所学内容，教师能够及时清楚获得学生的学习情况。学生做练习，教师在巡视，学生如有疑问教师可立即解答，极大地避免了学生课后疏于练习而遗忘，在学生基本掌握的基础上进行下一阶段的学习。这样还可以有效的使学生的思路紧跟老师，在轻松愉快的情况下学得知识，建立起学生的而学习兴趣。教师在下课后可要求学生做相应的习题，在下次上课前进行讲解或教师当堂布置练习当堂检查作为期末考核的一部分。

参考文献

[1]李勇，范修文，张宏.工程制图课程改革研究进展[J].新疆农机化，2014，（6）：36-41.

[2]杨文通.工程图学课程中机械类高素质创新人才教养模式研究[C].机械类课程报告论坛交流文集.武汉：华中科技大学出版社，2006：105-108.

[3]刘旭辉，基于培养学生自主学习能力的《工程制图》教学中教师的作用[J]，出国与就业，2011（11）：105-106.

[4]李勇，范修文，张宏.工程制图课程改革研究进展[J]，新疆农机化，2014（6）：37-41.

[5]陈倩华.教学方法与高素质人才的培养淺议[C].机械类课程报告论坛交流文集.武汉：华中科技大学出版社，2006：86-87.

[6]王艳春，徐卫平，敖志强.基于毕业设计的《工程制图》教学改革与研究[J].科技信息，2013：149.

[7]James M Leake.Redesign of a course in engineering design graphics [EB/OL].ASEE2001/ASEE2001paper.doc，2006-11-29.

作者简介：

王艳华，女，1982年出生，博士，在陕西师范大学承担工程制图CAD的教学工作。endprint