面向創新教育的《工程圖學》教學模式探索

摘 要： 本文闡述了在《工程圖學》教學中開展創新教育的必要性，分析了《工程圖學》的地位和存在的問題，提出了實施創新教育的教學模式。

關鍵詞： 創新教育 能力培養 《工程圖學》 教學模式

一、引言

二十一世紀是知識經濟的時代，國力的競爭愈來愈取決于人才的競爭，擁有大量富有創新精神、創新能力、能參與國際競爭的高素質人才資源的國家，就具備了發展知識經濟的巨大能力。知識經濟時代需要創新人才，而創新人才的培養離不開創新教育。目前，全面推進素質教育，培養高素質的創新型人才已成為高等學校的首要使命，更新教育觀念，深化教育改革，構建高校創新型人才培養模式，已是高等教育發展的必由之路。教育觀念的創新是教學改革的先導，對提高本科教學質量、拓展學生素質具有關鍵性作用。隨著科學技術的不斷發展，社會對人才不斷提出新的要求，對高等院校的教育思想觀念不斷提出新的挑戰。

高等學校的教育體系是一個系統工程，在大學本科教育中落實創新能力的培養，是一個全方位、多角度、多層次的復雜問題。創新教育不同于傳統的教育，它是以學生為中心，以啟發性教育為主，重視學生的個性發展，注重學生創新思維與創新實踐的訓練，以培養學生的創新意識和創新能力為主要目標的一種教育模式。因此，在《工程圖學》教學中積極開展創新教育，能充分調動學生的主觀能動性，激發學生的學習熱情和創造欲望，培養學生的創新思維、創新品質和創新能力，以適應知識經濟時代對人才培養的需要。

二、《工程圖學》課程的地位

《工程圖學》課程是高校機械類學生必修的一門專業基礎課，“制圖是工程師的語言”有力地概括了《工程圖學》在整個專業課程體系中的地位和作用。《工程圖學》是大學生所學的第一門理論與實踐結合最緊密的課程，通過此課程的學習，教師不但教給學生空間分析問題和解決問題的能力，而且教給學生繪圖和讀圖的能力與技巧，對后繼的專業課、課程設計、畢業設計都有很大的影響。因此，本課程的教學效果不但直接影響到大學生的知識、能力的培養，而且從側面反映了課程教學與能力培養兩者的關系和重要性，同時，由于計算機技術和三維CAD/CAM技術的飛速發展和應用，人們的思維方式和工作方式都發生了巨大變化，《工程圖學》的內涵和定位也發生了深刻的變化，但是用“圖”進行設計交流始終不變。于是，《工程圖學》課程的教學任務不再是簡單地畫圖和讀圖的問題，而是著重培養空間想象能力、形象思維能力、圖形表達能力，以及創新構形能力，即對工程對象的表達能力、工程實踐的嚴謹作風和工程活動的協作能力等工程設計能力與工程素質的培養。

三、《工程圖學》課程教學過程中存在的問題

《工程圖學》課程教學過程中存在的問題，主要表現為兩個方面：一是學生在課程設計或畢業設計中，有了設計思路，但“不會畫或畫不好”；二是學生用CAD軟件建立對象的三維模型，卻不能用二維的圖形正確地表達。這種課程教學的效果與課程建設的水平不相適應的現象，是教學改革過程中呈現的問題，既有教育大環境的因素，也有課程自身的問題。一是擴招與學時壓縮，削弱了機械類學生工程能力培養的環境和時間條件；二是在《工程圖學》教學過程中弱化了一筆一畫的示教過程和手工畫圖，嚴重降低了課程教學質量。

四、《工程圖學》新型教學模式

《工程圖學》教育已經不是一門課程教學的問題，而是圍繞工程素質教建立、培養創新能力的公共平臺?！豆こ虉D學》的教學已發展為機械產品設計能力的培養平臺，涵蓋了知識培養、能力培養及工程素質培養的訓練?！豆こ虉D學》已經發展成為工科培養體系中的可視化、數字化設計平臺。通過整合與重構，建立由三個模塊組成的新的課程體系，即基本投影方法及建模理論、設計方法與表達方法和技能、測繪建模和構形設計專題實踐三個模塊。新體系強調構思、設計、表達這條主線，從三維到二維、再從二維到三維的理念來搭建課程體系，并在專題實踐中進行課程的綜合應用，同時明確計算機圖形技術中三維建模與二維繪圖的關系，即三維建模主要表現設計對象的總體結構和形狀，二維工程圖樣則表達設計對象的尺寸大小和相互位置關系，兩者在課程體系中有著同等重要的地位。

《工程圖學》課程的教學內容以“圖形”為主，課程的信息量大、耗時多，既要節約畫圖時間，還要體現一筆一畫的示教過程及計算機繪圖工具的應用，因此，《工程圖學》新型教學模式應建立在協調教學內容、教學過程與教育技術之間的關系之上，應堅持傳統教學與多媒體CAI教學、網絡教學、繪圖軟件教學相互結合，相互交替，相互滲透，創建課程教學新方法。它主要以CAI課件來組織課堂教學內容，便于理清條理、凸現重點、減少板書，提高工效率；以計算機繪圖軟件作為教師畫圖教學工具，對點、線、面的投影，相貫線、截交線的繪制，組合體及剖視圖的畫法，均可用繪圖軟件進行示范，邊邊操作、邊講解，再以電子素材及其它教具、模型輔助教學，形成了集CAI技術、繪圖工具應用及示教過程于一體的教學模式，所以教師可根據各自的條件形成各具特色的課堂教學。課程實踐環節是作為課堂教學的必要補充，應以培養基本繪圖技能和產品設計技能為目標，主要包含徒手繪圖、尺規作圖、計算機繪圖、機械產品測繪建模和計算機輔助構形設計，并應按課程專題實踐的形式進行。具體措施為下列幾個方面：

1.將設計概念引入課堂教學。

在《工程圖學》的教學過程中引入設計過程與設計方法，不斷融入工程學、設計學、創造學，以及對產品全生命周期概念等相關內容，使學生對本課程的作用、零部件結構與功能、圖形的表達等有了全方位的理解。在教學過程中，引用大量的教學素材，培養學生的三維空間想象力，使學生學會參數化建模、三維實體建模。為了培養學生的創新能力，在零件圖或裝配圖學習結束后，進行階段性專題實踐，主要由教師給出零件或部件的基本功能要求，由學生根據零部件功能進行結構構思設計和繪圖表達，并要求學生必須緊扣形體構思及零件和裝配結構合理表達的特點，注重零件形體結構和裝配結構構思的新穎性和創新性，以及視圖表達方案選擇的合理性和圖形表達的正確性，著重強調構思、設計、表達及三維建模與二維繪圖的訓練。

2.營造互動式學習環境，充分發揮學生的主觀能動性。

以交互式教學作為課堂教學的主要形式，避免一講到底、滿堂灌的“填鴨式”教學模式。課堂教學要面向對象，以人為本，以學生為中心，重視學生的反映。在形式上教師要提倡雙向交流，要留給學生想象的空間和時間，鼓勵學生多提問、多思考，注意活躍課堂氣氛，采用課堂討論、課堂練習、課堂輔導等多種教學形式，以提高學生的學習興趣，增強學生的學習動力。

充分發揮學生的主觀能動性，鼓勵學生在教師的指導下開展各種形式的自主學習，主要通過小論文、小制作、小測驗的形式加以反映，從而充分調動學生的學習主觀能動性，促使學生課前自主學習，課堂積極思維，課后根據個體的不同進行選擇性的提高學習。

3.構建自主學習平臺，激發學生學習興趣。

應建立網上自學輔導系統，主要是《工程圖學》網絡課程及配套課件、電子模型掛圖庫、解題輔導系統、師生互動信箱等，學生隨時可以查詢或參與討論。同時要開發計算機實驗演示系統，充分發揮計算機的優勢，用更形象生動的形式來表現二維、三維構型和構圖，幫助學生拓展空間思維。

五、結語

改革與創新是高等教育發展的動力，《工程圖學》新的教學模式不僅使學生的學習目的明確，而且知識結構更合理，設計意識也得到了激發，并能自覺地把《工程圖學》知識融入到制造業信息化中，提高了學生的創新思維，達到了教學目標。

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