融合式教学模式在“工程制图”课程中的应用研究

胡帮艳 赵锐

[摘 要] 根据工程制图课程学时少、知识点多的特点，该文探讨了其课程改革的必要性，并结合CAD辅助设计课程，从教学内容的组织与实施、教学手段与方法和考核评价体系三个方面对工程制图课程的教学改革进行研究，探索基于CAD辅助设计融合式教学模式在工程制图课程教学中的应用。

[关键词] 融合式教学;工程制图;教学改革;CAD辅助设计

[基金项目] 2019年度新疆维吾尔自治区普通高等学校教学改革项目（51031900001）

[作者简介] 胡帮艳（1989—），女，新疆石河子人，硕士，新疆大学建筑工程学院讲师。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）23-0285-02    [收稿日期] 2019-12-26

一、引言

“工程制图”是土木工程专业中实践性非常强的一门专业基础课，将制图的理论和技能高度结合，来培养学生读图、识图、绘图以及空间想象能力和分析能力[1]。但随着本科教学课时量的减少以及当代计算机技术的发展，工程制图的教学工作面临着重大的挑战。工程制图课程在土木专业中开设在一年级第一学期，这时期的学生大多还没有培养出自主学习的习惯和能力，加之“工程制图”涉及知识面广、知识点相对较多且知识点之间衔接较强的特点，学生很难准确快速地从二维视图中想象出三维实体，进而导致课堂教学效果欠佳。因此，工程制图课程教学改革势在必行。如何改变传统的教学方式，利用计算机技术开发学生知识构建的潜力，让学生从思想和信息的被动接受者变为独立自主学习，是土木工程专业认证和专业发展所追求的。

融合式教学近些年来一直是众多学者和教育工作者关注的热点，在课堂教学中很多课程也开始尝试融合式教学模式的改革。“计算机辅助设计——Auto CAD”与“工程制图”是两门关联性非常高的课程，某种程度上“计算机辅助设计——Auto CAD”是“工程制图”的进阶课程。根据工程制图课程的特点，将计算机辅助设计与绘图课程融入其中进行融合式教学，为工程制图课程提高教学效果提供可能。

二、工程制图教学现状及存在的问题

（一）课程内容设置关联性不强

工程制图教学目的在于揭示二维平面图形与三维空间实体之间相互转换的规律，是学习绘图的前序课程。Auto CAD是学习绘图的后序课程，意在让学生掌握计算机绘图的基本原理和基本方法。在大多数学校的教学计划中，工程制图和CAD辅助设计是两门单独的课程。学生在制图课程的理论学习时，因缺乏三维的空间意识会出现看不懂图或三维尺寸不对应的问题;在利用CAD软件快速绘图时，又容易忽略制图知识的贯彻应用。CAD制图与传统制图内容未能有机的结合，各自课程的优势没有得到体现，这样的分离式教学致使课程用时多、教学效果不佳。因此如何将工程制图和CAD辅助设计课有机的结合，实现融合式教学是本文讨论的重点。

（二）实践环节薄弱

以笔者所在学校工程制图授课大纲为例，其总学时数为80学时，当中理论教学为64学时，而在理论学时中专业图纸的绘制与识别仅6个学时，显然难以达到工程教育专业认证提出的“能力培养”要求。6个学时，对教师而言，很难讲解得清楚复杂的图纸识读与绘制;对学生而言，以往的教学方式也很难将理论知识运用于专业图纸绘制的实践当中。基于此，在该课程总学时数不变的条件下，如何提高学生理论学习能力、减少理论教学时间，相应增加实践教学时间，做到学生边学边练，是教学模式改革面临的首要问题。

（三）课程考核方式不全面

教学大纲要求工程制图课程的考核方式以闭卷考核形式为主，而该课程是一门实践性和应用性很强的专业基础课，单一的期末考卷成绩很难反映出学生的真实学习状况及成绩。

三、基于CAD辅助设计的工程制图融合式教学模式应用

（一）教学内容的重新组织和实施

工程制图教学课时有限，根据教学内容的难易程度將CAD的知识提前融入到制图基础知识中。画法几何部分：点、线、面的投影是基础，与CAD二维图形绘制相结合巩固学生基础知识的理解。体的投影和组合体的投影，是培养空间想象能力的关键，借助CAD绘制三维图形，教学生们如何处理不同投影视图和相应的三维立体之间的关系。截交相贯部分：能进一步培养学生的空间想象能力，结合CAD三维实体建模的内容，选择在图样阅读和绘制能力方面较典型例子建模，在CAD建模的过程中融入截交相贯的知识点，课堂教课效果提升的同时，同学们的空间想象力和动手能力也得到了锻炼。专业制图部分：土木工程专业重点学习建筑施工图和结构施工图，结合CAD图块、尺寸标注与编辑章节，有利于学生快速掌握国家相关制图标准。

（二）教学手段和教学方法的调整

传统教学手段包括板书、模型、多媒体课件等，不能充分帮助学生建立空间概念、提高教学的时效性。

陈亮[2]在工程制图课程投影知识应用的基础上开发了一款游戏，训练内容为基本体和组合体的三视图，学习过程以一个主题游戏的形式分多个关卡展开。学习任务以移动游戏的形式发布，既提高了学生的学习兴趣又增强了师生之间的互动性;伊鹏[3]制作了一款“工程图学AR模型系统”APP程序，利用手机端扫描调出教材中预定好模型，进行模型观察和交互学习的场景，学生主动学习的积极性明显得到提升，尤其是在基本体及截切、组合体读图和表达方法等环节;Cerra PP[4]基于网页的交互式环境开发出使用CAD进行学习活动的工具，分析使用网络互动学习环境是否能改善工程制图的学习效果。

以上新颖的教学方法，能够有效激发学生的学习积极性，利于空间想象能力和构思能力的培养，增强了学生教师之间沟通与交流，充分发挥彼此的主观能动性，从而显著提高了教学效果，充分达成了课程任务。

（三）考核评价体系

课程考核的目的是全面真实地反映学生知识掌握的程度。传统教学方式的考核形式显然不适合融合式教学模式课程，需结合融合式教学模式的特點，采用多种形式、更加灵活地考核学生的学习效果。考试形式宜多元化，课程的考核采取平时作业成绩、课堂上的学习、日常出勤率、上机操作制图、期末考试成绩等多项考核结合的综合考查方式，将原来静态的考核变成动态的过程，既重视了平时的学习、淡化了应付考试的思想，又加强了学生学习过程的自觉管理，促进了优良学风的养成。

四、结束语

基于CAD辅助设计课程的工程制图融合式教学模式将CAD建模内容贯穿于制图教学的全过程中，能有效激发学生们的学习兴趣，提高学生们的空间想象力，在课内学时减少的情况下达到预期的教学效果和目的。

参考文献

[1]陈英杰，刘健，林丽.基于卓越工程师培养模式的土木工程制图课堂教学改革与实践研究[J].中国西部科技，2013，12（12）：92-95.

[2]陈亮，武玲玲，张瑞秋，等.基于系统工程视角的工程制图教学改革与实践[J].图学学报，2018，39（6）：1214-1219.

[3]伊鹏，刘衍聪，石永军，等.基于增强现实技术的工程图学移动端教学系统设计与开发[J].图学学报，2018，39（6）：1207-1213.

[4]Pando Cerra P，Suárez González，Jesús M，Busto Parra B，et al.Can Interactive Web-based CAD Tools Improve the Learning of Engineering Drawing？A Case Study[J].Journal of Science Education and Technology，2014，23（3）：398-411.

Application of the Integrated Teaching Model in Engineering Drawing

HU Bang-yan，ZHAO Rui

（Institute of Architectural Engineering，Xinjiang University，Urumqi，Xinjiang 830047，China）

Abstract：In view of less teaching hours and more knowledge points in the course in Engineering Drawing，this article discusses the necessity of the curriculum reform.Combined with CAD-aided design，the reform is carried out from the organization and implementation of teaching content，teaching methods，and assessment system to the application of the integrated teaching model based on CAD-aided design in Engineering Drawing.

Key words：integrated teaching;Engineering Drawing;teaching reform;CAD aided design