環境工程專業工程圖學的教學改革探討

孫玉偉　任百祥　楊春維　湯茜

摘要介紹了環境工程專業工程圖學的教學現狀，分析了當前教學環節存在的問題。通過與國外先進教學方法和模式的比較，探索出以實踐技能為核心、突出專業特色的工程圖學教學改革思路，并提出了相應的改革措施，以期對提升本科教育教學質量和學生實踐應用能力具有推動作用。

關鍵詞工程圖學；環境工程專業；教學改革；實踐能力

中圖分類號S-01文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）09-02825-02

作者簡介孫玉偉（1986- ），女，吉林四平人，助教，碩士，從事大氣環境化學及工程圖學研究。*通訊作者，教授，碩士，從事化學、水處理、高等教育的教學與研究工作。

計算機畫圖軟件的廣泛應用大大促進了圖學的發展。作為高校工科專業的基礎課，工程圖學是工程技術人員在生產實踐中必備的基本技能[1]。近年來，隨著高校對所開課程的調整，課程內容的增加和學時的壓縮，學時少與教學內容多的矛盾在工程圖學課程中表現得尤為突出[2]。環境工程作為高校新興的工科專業，核心是污染源的治理。其中，在水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物資源化等環境工程專業的核心課程的學習和實踐中，都需要應用到工程圖學課程的相關內容作為基礎。因此，如何在有限的教學課時內，按照不同專業的培養目標，使學生掌握工程圖學基本知識和技能，以滿足將來的工程應用，是該課程教學改革的基本原則和根本出發點。

1工程圖學的教學現狀

當前，多數高校的工程圖學教學仍然沿用傳統教學模式，課程缺少活力，內容陳舊，主要表現在以下3個方面。

1.1教學手段落后雖然配合多媒體課件教學使三維立體圖形更直觀，但是由于課時少，課程進度快，學生對課程的部分基本內容也沒有透徹掌握，動手能力差，課堂教學效果得不到鞏固，使得學生逐漸失去學習的興趣，認為工程圖學枯燥乏味，限制了學生的主觀能動性和創新意識的發揮。

1.2內容傳統守舊，部分內容和專業需求脫節以環境工程專業為例，授課過程中畫圖訓練偏多，讀圖訓練偏少。大部分學時用于畫法幾何部分，而對于專業實踐應用更廣泛的零件圖和裝配圖的讀圖部分課時較少，學生的讀圖技能得不到有效訓練，導致工程圖學的教學與水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物資源化等環境工程專業核心課程的實際需求脫節。

1.3計算機繪圖內容沒有融入到課程中工程圖學和AutoCAD輔助制圖作為兩門課程，學生在不同學期分別學習，使兩門課程的教學不連貫，不能反映現代科學技術與“理論上的教學化，作圖上的計算機化和應用上的工程化、多樣化”的現代化知識結構，有悖于“實施創造性教育，培養開拓型人才”的教學目的[3]。

2國外工程圖學的教學特點

近年來，國內學者在中英機械制圖及圖學教材的改編、比較分析及其對我國圖學教育改革和精品課程建設的啟示等方面做了許多有益的工作[4-6]。因此，學習國外高校工程圖學課程的成功經驗，結合我國各地高校的教學實際情況，是對工程圖學教學進行改革和探索的一種有效方法。

2.1以學生為主體，理論與實踐結合相對于我國填鴨式教學方式，國外的教學體系一直以學生為主體。這一點在工程圖學的教學方式中得到充分體現。為了引導學生積極思維，充分發揮他們學習的主觀能動性，英國 CBE 教學模式采用了“自我培訓評估系統”，強調學生的自我評估，重視學生反饋能力的培養。在教學手段上，CBE 綜合運用了演示法、讀書指導法、練習法、參觀法、討論法、實習實驗法等，最大限度地調動了學生的積極性[7]。德國 FH 模式在工程圖學課程上得到了很好的應用。學生在學習工程圖學之前要在企業內預實習，增強感性認識；在理論教學階段，學習內容主要來自企業，強調實踐性和實用性。設計、實習等環節占工程圖學總學時數的2/3，注重理論與實踐相結合，以提升學生的實踐應用能力，達到學有所用的目的。

2.2教材豐富多樣，應用性強國內不同機構編著的工程圖學教材的側重點、深度和廣度雖各有不同，但總體上各教材之間重疊內容較多，理論性、概念性的內容偏多，實際應用性的內容不足，缺乏將制圖知識與機械設計融合的內容[8]。機械類和非機械類專業教材內容特點不明顯。與我國相比，國外的教材更注重應用性、實踐性和與時俱進性。美國高校在工程圖學教材的建設上，主體結構完善，信息表達方式豐富多樣，且不同學科內容的側重點不同。總體來說，教材具有基礎性、廣泛性、交叉性、前沿性和實踐性的特點。日本的工程圖學教材中包含機械的設計流程、設計要點和加工特點等內容，應用性內容多，理論性內容少，注重學科間的關聯，使教材對不同學科的學生具有普適性。

2.3強化教師的實踐能力一些發達國家一方面非常重視工程圖學任課教師的工程實踐能力：例如澳大利亞TAEF要求教師有5年的實踐經驗，而我國制圖教師隊伍的知識結構單一，缺乏實際設計經驗，導致授課內容與學生實際應用需求脫節。另一方面，注重繼續提升現任教師的實踐能力。為了保持現任教師授課內容和實踐經驗的先進性，許多發達國家安排現任教師每3～5年到企業進修一次。

3工程圖學教學改革的啟示

結合我國工程圖學的教學現狀，通過與國外先進教學方法的比較分析，以環境工程專業為例，對工程圖學教材與教學的建設和完善，教師綜合素質養成等諸多方面的教育改革提出如下建議。

3.1整合教材內容，突出專業特色對教材的內容體系進行整合，將工程圖學的理論知識與相關專業的課程內容有機結合起來，在保持工程圖學課程內容持續性的同時，突出專業特色，避免重復。例如，在教材的例題和書后習題部分，結合環境工程專業的水污染控制工程課程的知識，畫出污水處理廠相關構筑物的三視圖等。此外，教材應盡量減少理論敘述，增加實踐環節和實際應用方面的內容，定期更新教材內容，使其具有時代性。

3.2改革課程教學方法，注重實踐應用一方面要改變過去“填鴨式”的教學方法，將多媒體課件、三維模型和AutoCAD計算機繪圖引入工程圖學教學當中，加大課堂教學的信息量，使教學過程更直觀，培養學生的空間想象力。另一方面要結合相關的專業課程，增大工程圖學教學中實踐環節的比例。例如，可以將工程圖學課程與金工實習有機結合，使學生在實習過程中鞏固制圖課程的內容；開設環境工程設計圖學基礎課程，要求學生運用工程圖學知識和AutoCAD軟件完成水污染控制、大氣污染控制等課程的實踐設計內容，做到學有所用，在應用中完善和提升學生的知識水平。

3.3加強師資隊伍建設，保證教學質量提升工程圖學任課教師的綜合素質，要求教師在具備相關的工程實踐教育背景的同時，靈活運用多種教學手段（例如提問式、啟發式、討論式教學模式以及網絡教學等），充分調動學生的主觀能動性，保證課堂的教學質量。此外，通過定期的進修，加快教師的知識體系更新，使其授課內容與社會實際需求相結合。

3.4建設網絡教學平臺，整合教學資源網絡教學是教材內容的擴大補充，有利于學生鞏固所學知識[6]。目前，許多高校建立了網絡教學平臺，將課程的教學計劃、電子教案與習題、相關的多媒體課件和素材資源等放在網絡平臺上，建立了教師答疑討論專區，大大提高了課程的教學效果。例如，以三維動畫方式實時展現產品的零件圖和裝配圖以及各個角度和剖切后的細節，提升學生的讀圖能力。

4結語

環境工程專業工程圖學的教學需要在教學和實踐中不斷進行摸索和嘗試，總結出一套真正實現學生自主學習，具有專業特色和較強實踐應用性的教學方式。唯有如此，才能培養出實踐操作能力強、與社會需要相符合的環境類人才。

參考文獻

[1] 曹匯敏.少學時工程制圖教學的現狀與對策[J].交流探討，2012（4）：218-219.

[2] 薛寒松，何玉林，丁一，等.少學時工程制圖教學改革與實踐[J].高等建筑教育，2007，16（3）：98-101.

[3] 時銘顯.面向21世紀的美國工程教育改革[J].中國大學教學，2002（10）：38-40.

[4] 陳錦昌，陳熾坤.《工程制圖》國外教材探討[J/OL].http：//www.lib.scut.edu.cn/scutwgjc/wgjczl/wj_04.htm.

[5] 焦永和，韓寶玲，李蘇紅.Engineering Graphics[M].北京：高等教育出版社，2005：445.

[6] 江洪，張培耘，吳巨龍.美國工程圖學教材對我國圖學教育改革和精品課程建設的啟示[J].工程圖學學報，2006，27（6）：145-151.

[7] 劉建英，李林峻.國外高?！稒C械制圖》課程在工程教育中的滲透[J].科技信息，2010（5）：163.

[8] 舒宏，胡清泥，高菲.中日機械制圖教材的比較及對教學改革的啟示[J].工程圖學學報，2010（4）：166-170.