淺談工程圖學教學中工程素質的培養

摘要：培養學生良好的工程素質是高等工程教育重要的研究課題。以培養學生的工程素質和實踐能力為目標，根據工程圖學課程的特點，從課程體系的構建、教學方法和手段的改革、實踐環節及師資隊伍的建設方面進行了探索和實踐。

關鍵詞：工程圖學；實踐能力；工程素質

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）30-0090-03

工程技術人才對于一個國家的科技水平及國際地位具有舉足輕重的影響。為培養一大批能夠適應和支撐產業發展的工程人才，奠定工業化和現代化的人力資源優勢，實現建設創新型國家的戰略目標，教育部于2010年6月啟動了“卓越工程師教育培養計劃”，開創了具有中國特色的工程教育模式，這是一項促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。因此，如何培養學生的良好工程素質，滿足現代制造業發展的工程技術人才需要，成為高等工程教育一個重要的研究課題。

一、我國大學生工程素質的現狀

與發達國家相比，我國高等院校工科學生占在校生比例大，工程技術人員數量為世界之最，但相應的工業總產值卻遠遠落后于美、日等發達國家。由于我國長期以來實行應試教育，更注重理論知識的傳授，實踐環節的缺乏導致工科院校畢業生的實踐能力和創新能力較為薄弱，對于生產一線的工作甚至存在懼怕心理，無法擔任技術革新主力軍的重任。上述現狀為當今我國高等院校的工科教育模式敲響了警鐘：大學生工程素質的培養亟待加強。

二、工程圖學與工程素質的培養

工程素質作為學生未來從事工程實踐的基本素養，是學生綜合素質的重要組成部分。它包括扎實寬厚的學科基礎與技術專業知識；通過接受基本的工程訓練，獲得綜合分析和解決工程實際問題的能力。此外，良好的國標意識、職業道德、奉獻精神以及團隊合作精神也在其范疇之內。工程圖學是理工科大學生學習工程知識、接觸工程實踐的第一門課程，既有系統的理論性，又有很強的實踐性。工程圖樣在課程中作為知識的載體和思想交流的工具，是工程界的“共同語言”。開設此課不僅是為了向學生傳授繪制、閱讀工程圖樣的原理和方法等基礎知識，更重要的是培養學生的空間想象力、構型能力，為工程素質及創新能力的培養打下堅實的基礎。工程圖學是理工科大學生在校四年中唯一一門將想象思維作為專項訓練和教學目標的課程，對于學生工程素質的培養不可或缺。工程圖學在高等教育中的重要地位由此可見一斑，一些重點院校的文科專業也開設了此課供學生選修。

三、培養學生工程素質的途徑

1.轉變教育教學理念，構建新的課程體系。要改變當前的局面，首先要轉變教育理念。應將教學模式以傳授知識為主轉向以培養學生學習和創造能力為主，重視學生工程素質的教與學，修訂人才培養方案，重新構建課程體系，科學設置教學計劃，注重將理論教學與實踐教學、知識傳授與工程實踐、能力提高與素質培養緊密結合起來，適當提高實踐教學環節的課時比例，形成以學生工程素質培養為重要目標的課程體系。我國工程圖學的教學體系多年來一直沿用50年代蘇聯的教學體系，現在已不能適應工程素質與創新意識培養的需要。2010年，教育部工程圖學教學指導委員會重新修訂了《普通高等院校工程圖學課程教學基本要求》。《要求》（簡稱）引入工業產品設計思想，以增強學生的工程意識、培養工程文化素質和樹立創新設計的思維為出發點，以貫徹工程制圖最新標準、形體表達、創新構型設計為主線，以工程制圖的圖示理論、圖示基本知識、圖示基本技能為基礎，以培養徒手繪圖、尺規繪圖與計算機繪圖三種能力及掌握創新構型原則方法為目標，是一套以厚基礎、重實踐為的特點的教學體系。

2.探索教學方法和教學手段。工程圖學是大學生接觸工程實踐的第一門課，由于課程內容體系復雜，許多概念十分抽象，難于理解，學生的教學參與意識不強。這就需要教師根據工程圖學課程的特點，在教學中加以鼓勵、引導，充分調動學生的學習主動性，讓學生在一個真實的、與實踐緊密聯系的氛圍中學習，營造活躍的課堂氣氛，形成一種寬松和諧的教育環境。多年來，廣大圖學工作者在“啟發式”、“自學式”、“案例教學”、“項目驅動教學”等諸多教學方法中進行了探索與實踐，“多媒體教學與傳統教學方式相結合”經實踐檢驗已成為圖學界公認的最佳教學手段。在教學中，通過模型、三維多媒體動畫以及虛擬模型庫形象生動地展示物體的形狀和動態過程，將抽象的概念化為直觀的感受。在學習零件的工藝結構時，課堂教學加入了車、銑、刨、鑄造等加工方法的視頻錄像，使抽象的空間思維問題得以形象化、具體化，增加學生工程意識的感性認識，為學好理論知識、培養學生的良好工程素質打下了堅實基礎。

3.強化實踐環節。培養學生工程素質，實踐教學是關鍵。在學生掌握基本理論知識的前提下，教師應將工程素質的能力培養融入每一個教學實踐環節之中，使學生在多個階段的不同環節都能得到最基本的工程實踐，著重培養專業技能。（1）構型設計訓練。從國外的圖學教育來看，將圖學與產品造型設計相融合是一個嶄新的發展方向。將產品造型設計引入工程圖學教學中，可以更好地培養學生的形象思維、邏輯思維和創造型思維。構型設計不僅僅是仿形或現有產品的翻版、描述，而是在分析、綜合的基礎上加以總結、抽象、聯想、創意，使其超越現實，功能更強大，用途更廣泛。構型設計訓練應與相應的教學內容相一致，從學生們熟悉的日常生活物品入手，如：家用電器、廚房用具等。由簡單到復雜的過程，循序漸進，從平面圖形、組合體，到零件圖，最后是裝配圖。學生的基礎知識、工程意識和工程素質就是這樣經過有序的訓練逐步得到了提高。（2）零部件測繪。零部件測繪是工程圖學課程實踐教學學習的一個重要環節。在測繪實訓中，從測量最簡單的零件軸的尺寸開始，到盤蓋類、箱體類零件及軸承等標準件，了解零件的結構。通過繪制工程草圖，理解工藝結構的作用和要求，為后續專業課程的學習奠定基礎，使學生具備工程技術人員的基本的工程應用能力。（3）課程設計。課程設計是學完本課程后培養學生工程素質的一個綜合能力訓練，是一次較全面的設計與表達練習，它提倡獨立思考與創造設計。根據工程圖學課程的特點，每位同學按照教師提出的要求完成設計任務。設計題目可以由教師指定，如減速箱、回油閥、柱塞泵等裝配部件，也可自己選取，最后由教師審查并給予指導；簡單的設計可由個人獨立完成，復雜的則需要幾名同學制定計劃、明確分工，合作共同完成。無論采取哪種方式，其關鍵都在于題目設計和任務布置的有效性，教師根據學生的情況給予適當引導和啟發，使其在運用所學知識、增強工程意識、培養團隊精神等方面都能得到較好的鍛煉和提高。（4）競賽引領搭建工程素質培養的平臺。工程素質培養需要有一個良好的工程環境，要注重營造工程素質培養的氛圍，不斷創新學生工程素質培養的載體，搭建校內外支撐平臺，如推行雙學位、輔修制度、增設工程類選修課等方式，改變過去狹窄的專業對口培養模式，適應不斷變化的社會需求。除此之外，教師還應為學生積極參加課外科技創新活動提供機會，實現學生工程知識向工程能力的有效轉化。近年來，我校組織學生參加了多種類型的技能競賽，如：“三維建模大賽”、“天津市投影制圖競賽”、“CAD競賽”、“挑戰杯”等。此外，我校還與天津工程圖學學會一起開辦了CAD等級考試一級、二級培訓班，為學生們參加專業技能的培訓創造了良好的條件。自2008年以來，先后有六百多名學生參加了培訓，考取計算機應用專業技能證書的學生更達到了千人以上，一定程度上滿足了社會對應用型人才的需要。

四、加強師資隊伍建設，拓寬師資隊伍的渠道

學生工程素質的培養與師資隊伍的建設密不可分。教師的工程素質與學生的工程素質成正比例關系?，F階段制約工程圖學教學水平的因素主要有以下兩個：一是現今大部分青年教師畢業后直接留在高校任教，沒有實際工作經驗，自身缺乏工程實踐經歷和鍛煉，因而難以對學生進行嚴格的要求與有效的工程訓練；二是由于課程的性質——制圖教學工作量很大，大多數院校擔任制圖教學任務的老師都是專職教師，他們雖然教學經驗豐富，但不易接觸到領域發展的前沿，在科研項目申請等方面受到一定程度的限制，欠缺系統解決工程實際問題的能力。由制圖教師獨立承擔的國家和省部級科技創新項目更是少之又少，一定程度上同樣影響了對學生工程素質培養的質量。

對于制圖教師的培養可以通過多種渠道：鼓勵教師到企業掛職鍛煉就是行之有效的措施之一。加強高校、研究設計院所、企業的聯合辦學，充分發揮各自的優勢，特別是針對一些工程項目開展聯合攻關，同樣可有效提高教師的自身實踐能力。除此之外，打破基礎課和專業課的界限，讓一些工程經驗豐富、有實踐背景的專業教師加入工程制圖教學隊伍，能更好的指導學生工程實踐活動。從而提高整個學科的教學水平和教學質量。

五、結束語

我國高等工程教育承擔著培養高等工程技術人才的重任，工程圖學教師任重而道遠。教師應當根據社會進步和經濟、科技的發展需求，及時調整教學內容和方法，緊緊圍繞“工程素質培養”這一目標，啟迪學生創新思維，培養工程能力和創新設計能力，培養一批創新能力強、具有良好工程素質的科技人才，滿足社會對應用創新型工程人才的需要，實現建設“人才強國”的偉大戰略目標。

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基金項目：本文系天津商業大學教改項目（11JGXMYD15）

作者簡介：梁艷書，女（1965，4-），天津商業大學，副教授，研究方向：工程圖學、計算機圖形學。