工程制圖教學與大學生科研訓練計劃的合理結合

程曉涵

【摘 要】工程制圖是培養大學生空間思維和分析設計能力的關鍵的傳統課程，大學生科研訓練是培養其科研能力和創新能力的新手段，兩者在實施的過程中均存在一些問題和弊端。本文對兩者的發展現狀進行了陳述，并提出四項行之有效的措施：結合科研訓練重組工程制圖教學內容、結合科研訓練進行工程制圖實踐訓練、雙指導模式和雙考核制度。

【關鍵詞】大學生科研訓練；工程制圖；結合；科研能力；創新能力

隨著社會科技飛速發展，我國高等教育已由原來的單純重視知識的傳授轉向更加注重培養學生的創新精神、發展創新能力、全面推進素質教育[1]。美國本科生教育對科研意識的培養、科研能力的鍛煉方面關注的很早，比如1969年麻省理工學院已經創設了“本科生研究機會項目”（Undergraduate Research Opportunities Program，簡稱UROP） ，在本科生常規教育培養模式之外，該項目面向全體MIT本科學生，積極提供科研機會，鼓勵本科生加入教師的科研團隊，并對其科研活動給予一定的學分獎勵和資金支持[2]。UROP項目即支持了教師科研又鍛煉了本科生的科研能力，通常被認為開啟了美國研究型大學在全校范圍內實施本科生科研訓練計劃的新高等教育時期。多年的實踐經驗表明從本科時期進行科研鍛煉能夠使學生科研能力和創新能力得到普遍提升。近幾年，國內也相繼在一些重點院校開展了本科生科研訓練項目，在本科生中大力推廣和開展各項科研訓練活動， 積極為本科生提供科研訓練機會， 以此激發大學生對科研的興趣， 培養其創新能力和實踐能力。

工程制圖課程作為理工科院校本科生必修的一門傳統的技術基礎課，該課程的培養目標是使學生具備良好的繪制和閱讀工程圖樣的能力，增強空間想象和空間分析的能力。隨著教學改革的深入開展，圖形技術已經成為本科生公共基礎知識的必要組成部分，工程制圖不僅成為理工類本科生的必修課，甚至一些文科專業（比如管理科學）也相繼開設了本門課程。工程制圖課程在培養創新思維和能力方面具有其他課程不可替代的地位。

經調查統計發現新型的培養手段（大學生科研訓練）的開展和傳統的課程教學（工程制圖）的推進都存在一系列的問題和弊端，筆者發現如將工程制圖和科研訓練項目合理的結合起來，尤其在機械類專業內實施，能夠規避它們的缺點，使得兩種培養模式同時得到改善和推進，預計能成為互利共贏、行之有效的方法。

1 大學生科研訓練的開展現狀

相較于美國， 由于實施時間較短、體制結構尚不完善等諸多因素， 我國的大學生科研訓練項目收效尚不明顯，還存在著許多亟需解決的問題。

1.1 參與方式

科研訓練如采用自愿報名參加的方式開展，就會出現只有少數對科研活動感興趣的同學積極性比較高，知識視野、科研能力和創新思維等方面得到鍛煉和提升，而對于那些未參與科研訓練的大多數同學而言科研能力方面絲毫未得到改進，兩類同學之間的能力差距進一步拉大，因此自愿參與的開展方式沒有達到高等教育關于全面提高大學生創新能力和科研能力的目標。

1.2 指導方式

由于中國系人口大國，因此中國高等院校存在一個突出特點就是學生數量龐大，相比之下教師人數太少，由此引出一個實際問題：每位指導科研訓練的教師會面臨著十幾個甚至更多的學生。高校教師除了擔任著繁重的教學任務之外還承擔著不同程度的科研重任，要兼顧那么多學生的科研訓練任務時間和精力著實無法滿足，心有余而力不足。美國研究性大學在此方面就占有絕對的優勢，教師資源豐富，一個教師負責指導三四個人，這樣能夠確保所有學生均能得到悉心指導，那么學生受益顯著。為解決這些問題，有些教師將科研訓練的指導任務交給自己指導的研究生，但研究生本身處于求學階段、有些科研問題也處于探索階段、知識面遠不如教師，再加上研究生對大學生科研訓練并不負有直接的責任和義務，難免在指導本科生的過程中出現懈怠情緒。讓研究生指導科研訓練雖解決了燃眉之急，但不能解決根本問題。

1.3 考核方式

目前很多大學本科生科研訓練項目的最終考核方法采用的是提交一份研究報告的形式，在指導教師的指導下查閱大量的文獻和資料， 了解國內外的研究背景和研究現狀，廣泛的涉獵確實有助于拓寬學生的專業視野和認知結構，也激發了學生自主學習的熱情。但由于缺乏專業知識，對一些科研問題的了解只限于浮于表面的感性認識，無法發現關鍵問題、深入鉆研尋求解決方案。因此，短時間的了解和提交一份簡單的科研報告并不能激發學生的創新能力，需要針對某一具體科研問題真正動腦、動手去實踐，即便最終方案經實踐證明不可行，整個實踐摸索的過程也會讓學生體驗身臨科研境界的樂趣、成就感甚至挫敗感，以激勵他們在科研的道路上學會不畏挫折、勇往直前的持之以恒的精神。

2 工程制圖的教學現狀

2.1 教材實例老套

工程制圖是一門傳統而重要的技術基礎課，高等院校選用的教材通常也只限于幾本經典教材，多年來基本上未有改動，里面的案例也是有限的，那么在這個網絡極度發達的信息時代，大學生逐漸養成了對網絡的依賴，當在完成教師布置的課外作業時，習慣性的在網上搜索答案，而這些經典教材的試題輕輕松松就可搜到，從而喪失了唯一幫助他們消化吸收課堂知識的機會。

2.2 缺乏實踐環節導致基礎知識不扎實、易遺忘

筆者親身指導本科生畢業設計的經歷發現，大四對工程制圖的知識已經淡忘所剩無幾，尤其是在相關機械結構設計時，出現了很多原則性錯誤，而這些錯誤都是源自基本知識模糊和理解不透徹。

工程制圖是一門對于教學的交互性、實踐性、自主性要求比較高的課程。本科院校一般在大學一年級的第一學期開設本門課程，由于學生正處在從中學時代被動的學習模式到大學時期相對比較自由、需主動學習的模式轉換的過渡初期，學習模式發生轉變引起聽課不適應和學習步調不協調的現象。另外，大一第一學期課程基本為高數、英語等基礎課程，專業課程基本沒有或少量涉及到，因此缺乏對自己專業的深入了解，工程制圖這門實踐教學內容較強的課程對于強毫無工程實踐方面經驗的學生來講理解起來難度很大，尤其對教材中的很多關鍵內容如：尺寸標注的合理性、尺寸公差的意義、零件工藝結構等都無法徹底消化吸收，這與高等教育培養有創新能力人才的宗旨是相悖的。

3 工程制圖教學與科研訓練的合理結合

3.1 結合科研訓練重組工程制圖教學內容

工程制圖教學的主要目的是培養學生空間形象思維和設計表達能力，為工程設計服務。教師應該改變原有的教學思想和思維觀念，既要有超前意識又要與實際需求相結合。教師在講授工程制圖課程之前，應首先介紹本?？蒲杏柧毜囊恍﹤溥x課題情況，鼓勵同學在課下針對自己感興趣的課題進行了解和學習，尤其是一些關鍵結構為他們日后進行科研訓練做準備。隨著課堂教學的推進，在進行某一基礎知識點的教學時，有意識的針對科研訓練課題所涉及知識點進行引導和啟發，例如在講解組合體、工藝結構、鍵槽、配合的時候，都可以引用聯軸器，因為機械裝置基本為電機驅動，那么實現運動和動力的傳動的關鍵零部件就是電機軸與從動裝置之間的聯軸器，教師有針對性的為他們日后的科研訓練做啟發有助于他們對課本知識的理解和應用。另外因所學知識與后面的科研任務緊密相關，學生在聽課時會更加認真，積極解惑。如果任課教師能夠創新的結合科研訓練布置課后作業，那么不僅能實現鞏固課堂知識的目的，更能夠激發他們主動思考的樂趣。

3.2 結合科研訓練進行工程制圖實踐訓練

在工程制圖實踐環節比如CAD實驗課的時候，即可布置一些與科研訓練有關的開放性的作業，由于此時學生缺乏專業知識，在布置作業的時候要注重“小題大做”，即一定要具體化細化，不要求學生進行整個設備的結構設計，而是對單一關鍵零件（如液壓支架某一梁）的設計，提醒他們在設計過程中所要注意的知識點，例如：配合合理性、加工工藝等實際問題，能夠加深學生對書本知識的理解。

3.3 雙指導模式

開啟工程制圖任課教師和科研訓練指導教師兩位老師的聯合指導模式。雙方老師事前應針對科研訓練課題開展深入討論，尤其是一些能與企業單位掛靠的工程課題，盡可能多的尋求理論與實際的結合點，幫助學生對科研問題和工程問題早接觸、早了解、早思考和早準備。由于在工程制圖教學過程中緊貼科研訓練課題進行針對性學習和訓練，學生在此過程中養成了反復思考和推敲問題的習慣，加強了空間思維能力、構形能力、工程意識的培養，同時有效避免了學生在科研訓練開始之初的迷茫、抓不到重點以及煩躁不安的情緒。

3.4 雙考核制度

在工程制圖教學過程中，對結合科研課題的相關作業和訓練進行嚴格檢查和考核，這一環節同樣需要任課教師和科研訓練指導教師參與。因為涉及實際應用，不僅要對其基本結構是否有原則性錯誤進行檢查，而且檢查其是否滿足科研訓練課題應用的功能要求，如有一方面不合格即判為不合格，給予適當指導令其認真修正。只有建立嚴格的考核制度才能讓學生樹立嚴謹的科學態度、鍛煉科研能力。因此環節均屬于科研訓練課題中很具體的一小部分任務，所以占用雙方教師時間相對較少，可行性強。

4 結論

本科生科研訓練是各大高等院校深化教學體制改革、優化教學模式和創新人才培養體制的具體體現和重要舉措，但是傳統的課程教學也不容忽視并有待進一步鞏固和提高。文章針對高等教育的兩種教育模式進行了探討，論述了新型的大學生科研訓練項目和傳統的工程制圖教學存在的瓶頸問題，指出有必要尋求合理的結合點將兩者聯系起來，提出了四項實施措施以提高大學生對沉悶的課堂教學的興趣以及對科研訓練的積極主動性，提高了整體教學效率，更為學生后續的學習以及未來工作打下堅實的基礎。

【參考文獻】

[1]劉平.工程制圖課程創新教育的改革與探討[J].中國高教研究，2008，07：91-92.

[2]馮林，路慧.中美研究型大學本科生科研訓練的比較研究[J].煤炭高等教育，2012，01：61-64.

[責任編輯：薛俊歌]