工程制圖課程教學研究與改革實踐

摘要：本文在闡述工程制圖課程現狀的基礎上，分析了現代工程制圖課程在教學內容、課程體系、教學方法、教學手段等方面的改革，為工程制圖課程改革提供了新的途徑。

關鍵詞：教學改革 多媒體教學 改革效果

引言

工程制圖是工科院校學生必修的一門技術基礎課，其目的是培養學生的空間思維能力、構形能力以及閱讀和繪制工程圖樣的能力。近年來，由于受各學科方向課程規劃總體學時壓縮的影響，工程制圖（非機類）課內計劃學時也一再壓縮，其學時已減到32～64學時左右，并且增加了計算機繪圖的內容。為了適應這一變化的形勢，保證教學目標的順利實現，必須更新原有課程的體系和教學內容，改革傳統的教學模式和教學方法。在這方面，我校進行了初步的研究與探索。

1 課程體系的改革

工程制圖的改革應立足于工科的培養目標和培養模式，結合各學科系列課程的整體優化，以培養學生空間構思能力、繪圖和讀圖能力為目標，構建新的課程體系。基于國內外的發展狀況，在工程制圖課程體系的改革方面，我校確定圍繞以下中心進行：密切結合工程制圖和計算機繪圖的應用；調整和削減畫法幾何內容；計算機繪圖和手工繪圖并重；三維CAD作為可視化設計工具加以應用。

2 教學內容的改革

在教學內容的處理上，應削枝強干、注重實用，精選和更新有利于學生能力培養的內容和知識，刪減不必要的、重復的和繁瑣的部分，增加反映當代科技發展的內容。目前，我校工程制圖的教學內容主要包括投影基礎、工程圖和計算機繪圖三個部分。

2.1投影基礎部分

非機械類學生的培養目標是：能夠繪制和閱讀簡單的工程圖樣，并能掌握產品設計的基本知識，因此，對原有畫法幾何部分的內容應大大簡化。例如：點、線、面的投影分析與截交線、相貫線兩部分內容，雖然講解學時少、深度淺，但面面俱到，不論是老師講授還是學生學習都有困難；更重要的是這兩部分對組合體的畫圖與讀圖的幫助并不明顯，抽象的幾何描述對學生在空間思維能力方面并沒有直接的幫助。針對這些問題，在畫法幾何部分的教學過程中，筆者采取了以下改革措施：在講授點、線、面的投影時，以“體”為綱，從立體入手，分析立體的投影，簡單介紹點、線、面的圖示特點，在體上抽象出點、線、面等基本幾何元素，并對此進行分析，研究其投影原理及方法，并用分析點、線、面的方法來分析幾何形體的投影，這樣就把形體與點、線、面結合起來；對平面與曲面立體的投影應加強徒手繪圖能力的訓練；立體的截交線與相貫線的作圖是該部分的教學難點，但在投影圖中只要知道它們的形狀、大小、相對位置，近似地畫出截交線與相貫線的形狀即可，因而在教學過程中對這部分內容可以降低其教學要求。

2.2工程圖部分

對工程圖部分，要熟悉機械制圖的國家標準，講清組合體三視圖、視圖表達方法、常用零件圖和裝配圖的畫法，提高學生的讀圖能力。由于計算機繪圖的介入，尺規繪圖將逐漸被摒棄，而徒手繪圖則是不可取代的繪圖方式。徒手繪圖可以訓練學生對投影關系、投影規律的掌握，培養空間想象能力和分析能力，表達設計思想、記錄創意成果。因此，在教學中應減少尺規作圖，加強草圖繪制能力和計算機繪圖能力的培養。組合體是工程制圖的主要內容，應重點加強，特別是木模的徒手繪制，它不但可以提高學生的動手能力，而且還可以提高學生的空間分析能力與想象能力；尺寸標注應掌握尺寸標注的基本方法，盡可能正確、清晰地標注尺寸。同時增加技術圖樣的知識，使學生明白技術圖樣是制造、施工的重要技術文件。

2.3工程制圖與計算機繪圖相結合

為了順應計算機科學的迅猛發展，特別是在機械行業實施“甩圖板”工程后，計算機繪圖已在科研院所、工廠企業廣泛地普及應用，計算機繪圖已成為制圖的主要形式和手段。

目前計算機繪圖教學分為兩種情況，一種是單獨設課，即在制圖教學中單獨分出16學時用來介紹計算機繪圖的內容。這種方法便于集中講授計算機繪圖課程，集中使用教學設備，避免現行教材與計算機繪圖教學的矛盾；但這是一個獨立的知識點，這種拼盤似的教學方式會使學生對計算機繪圖掌握不徹底，應用能力差，且不能將計算機繪圖與工程制圖有機地緊密結合。另一種是將計算機繪圖與工程制圖相結合，將計算機繪圖逐步地加入到工程制圖中。這種教學時間較長，學生有比較充足的時間上機實踐，可以將徒手草圖、尺規繪圖、計算機繪圖技術融會貫通在一起，同步進行，使學生對計算機繪圖與傳統工程制圖掌握得更牢固，應用得更靈活，便于學生在此基礎上自學、掌握其他更先進的軟件，使其畢業后很快就可上手工作，真正達到學有所長、學有所用的教學目的。

3 教學方法的改革

工程制圖的教學改革對教學方法提出了更高的要求，必須改革傳統的教學方法。教學方法的改革是課程改革成功與否的重要因素。在傳統的工程制圖教學中，教師主要借助掛圖、模型等教具加上黑板板書及口頭表述的模式，進行灌輸式的教學。這種講授模式不利于學生形象思維能力培養，學生理解困難，也限制了課堂時間利用率的提高。盡管制圖教師在教學中也積極采用啟發式、討論式、電化教學等方法和手段，但均不能實現突破性的、根本的變革。計算機科學技術的發展不斷地帶來新的機遇和挑戰，利用多媒體技術手段改善傳統的教學模式已成為必然趨勢。

3.1利用CAI課件與傳統授課方法相結合

采用多媒體技術開發的CAI課件教學，可將原本抽象、靜止的教學內容，以圖文并茂、形象逼真的動畫形式表現出來，使學生既能看到三維形體的立體形狀，又能看到動態的二維圖形的作圖過程，從而能夠更深刻地理解三維立體與二維圖形的對應關系，增強學生學習的興趣。如我們開發的“相貫線”課件，采用動畫的形式，生動地表現了相貫線空間形狀隨相交兩立體的幾何性質、相互位置以及大小不同而發生變化的過程。但多媒體課件一般是按教學內容要求，編排固定的封閉的教學軟件，利用這樣的課件進行課堂教學會形成“教學方法千人一面”，束縛教師創造性和個性的發展，不能體現教師的教學特色，削弱了課堂教學中教師的主導作用。因此，CAI教學并不能完全代替傳統教學方法，尤其是不能替代教師多年錘煉而成的、行之有效的教學方法和經驗。對于制圖課程而言，有些重要授課內容和典型例題的講解，仍然需要教師使用黑板和模型進行傳授，設置直觀環境，如：講螺紋時，讓學生先參觀螺紋的生產加工和觀察螺栓和螺母零件，然后再講清看圖的基本規律，并畫出其投影圖，幫助學生掌握繪圖思路與要領。若將現代化教學手段與傳統教學方式相結合，根據教學內容的特點和教學的實際情況選取不同的教學手段，則可彌補雙方的不足，能夠收到更好的教學效果。

3.2改進輔導和測評方法

工程制圖是實踐性很強的課程，每次課后學生需完成一定的作業，以培養學生的空間思維能力。多年來為輔導和批改制圖作業，教師們花費了大量精力，但結果卻不盡人意。許多學生并不關心作業批改效果，甚至互相抄襲作業。目前校園網已深入到學校的各個方面，逐漸發展成為行之有效的教學載體，成為校園內輔助教學的重要資源。在校園網上建立“工程圖學教學網站”，實現學生網上訪問電子教案，可重現教學過程，學生可以按個人需要靈活選學教學內容，實現網上答疑和獲取教學信息。利用計算機教室和校園網進行答疑和測評是一種新手段，可以發揮計算機教室和校園網的優勢，拓寬課堂空間，提高學生自學能力，調動學生積極性。現已研制出用于制圖輔導和測試的CAI課件，改善了輔導、測評方法和手段。利用網絡化教學，開辟“工程圖學教學網站”，可構建立體化的教學平臺，拓展學生學習的維度和空間，將極大地提高學生學習的效率和效果。

4 課程教學改革的成效

經過近幾年工程制圖（非機類）教學改革實踐，采用新的課程體系，使得在較少的教學課時下，保證了工程制圖課程教學內容的緊湊性、銜接性；各種先進教學手段、教學方法的應用，使得課堂教學容量得以增加，課堂教學氣氛濃厚，學生學習興趣提高。教學過程中的重點和難點突出，學生的繪圖和讀圖能力及計算機繪圖能力較以前大大提高，學生的補考率大大降低，取得了較好的教學效果。

結束語

日新月異的科學技術將教育推向了一個嶄新的時代。如果說傳統的工程制圖為現代工業技術的發展做出了巨大的貢獻，那么現代工業技術又將傳統的工程制圖遠遠地拋在后面。因此，必須深化工程制圖課程的教學改革，使工程制圖這門古老的課程在培養目標、課程體系、教學內容、教學方法和手段等諸方面發生根本性的變革，努力把它建設成為一門內容合理、手段新穎、與科學技術發展不斷適應的技術基礎課。

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