工程制圖研究性教學改革探索

□熊會元

黨的十八大以來，我國經濟、政治、文化、社會、生態等各領域呈現出全方位的新常態。高等院校也完成了“規模擴張、學科布局、校區建設”三大歷史任務，進入了以質量提升為核心的內涵式發展的新常態［1］。

一流大學需要高水平的科學研究、教學和社會服務，培養高素質創新型人才則是關鍵。將大學的學科優勢、科研優勢轉化人才培養優勢，保證本科、研究生、博士生的培養連續性與階段性是教學發展的重要課題［2］，其中本科生教學是基礎。新常態下創新人才培養重點是將以教師為主體、以知識傳遞為目的傳統的教學方式，改變為提高人才的培養質量與學生研究與創新能力的培養模式。

一、研究性教學概述

研究性教學是以知識教育為依托，以能力培養為目標，把學習、研究與實踐等有機結合的一種教學方式［3］。教學思想上，研究性教學在教學過程中注重培養學生的研究能力與創新精神;教學模式上，研究性教學以課程內容為基礎，引導學生高度參與，自主發現問題、研究問題和解決問題，在過程中積累知識、培養能力和鍛煉思維;教學策略上，研究性教學以課題為載體，通過創設類似科學研究的環境，讓學生主動收集資料、分析問題和提出解決方案并論證，從而培養學習力與創造力［4］。

二、開展工程制圖研究性教學的必要性

工程制圖是工程技術中的一個重要過程。工程制圖課程是理工科各專業必修的一門技術基礎課，是大學新生接觸的第一門工程類課程，被認為是工程學科的窗口課程，其教學效果直接關系學生對工程學科的認識與興趣。工程制圖是合并了畫法幾何與工程制圖兩部分內容，現在的教學目標主要是針對培養工程師為目的的工程圖知識與技能的培養，理論上只是孤立介紹投影原理及相關方法，缺乏理論與方法的產生、發展以及與之相關幾何學與現代高技術學科背景及關聯性。教學上，基本上是按原理、實例與練習的灌輸式被動的教學方式，學生的主觀能動性與創新性缺乏，部分學生還因此對專業喪失信心和熱情，直接影響后續的學習。

三、工程制圖研究性教學探索與實踐

(一)采用雙語教學。英語是我國對外交流的主要語言，是獲得高水平文獻資料的載體。英語的認知和運用能力是創新性人才培養的基礎。由于新生普遍沒有經過系統的科技英語教學，且能力參差不齊，采用全英文授課很難達到教學效果，采用雙語教學的過渡是比較好的選擇。采用中英雙語教材，開展雙語教學，課堂運用中英文并舉的授課方式，用中文講解，專業英語與學術語言則應用英語，并用中文進行解釋;練習則用全英語，由淺入深，通過查閱英文相關資料進一步掌握教學內容、了解相關學科的發展。增強學生專業英語的直接體驗，鍛煉閱讀與理解能力，為后續全英課程教學奠定基礎。

(二)優化教學內容。工程制圖(非機類)包括畫法幾何、制圖規范、工程圖以及繪圖實踐等四部分內容，其中畫法幾何與工程圖是教學重點。研究性教學貫徹少而精的教學理念，在傳輸知識的基礎上，激發自主學習與探究能力［5］。教學內容上，調整畫法幾何的教學內容，適當壓縮畫法幾何內容與學時，增加繪圖等實踐學時。針對不同類型的教學對象，采取精講、詳講、泛講和自學四種方式。畫法幾何教學內容在投影原理的基礎上，以較易接受“體”為中心，將傳統的點、線、面、體的教學次序改為基于CAD技術，先介紹體，然后依次從體中取點、線、面以及投影特性的教學方式。精講緒論與投影原理部分，緒論部分以實例(如減速箱)設計展開，引出課程的四部分內容、作用及相互關系，并重點介紹畫法幾何的發展過程與關鍵歷史人物，讓學生對工程制圖內容發展過程有系統認識，提升學生的興趣;投影原理則按照生活中的投影現象→投影法→多面正投影理論的邏輯，讓學生了解理論來源于自然現象，經過抽象成為方法、不斷完善形成理論，然后又回到社會生活中指導解決問題的發展過程。詳細講解組合體的形體分析方法、尺寸標注、軸測圖形成、視圖常用表達方法、零件圖與裝配圖等內容、表達方法及尺寸標注等理論以及理論方法與實踐相結合的部分內容;泛講(講解與自學結合)制圖標準規范、常見機件的表達方式與計算機輔助繪圖等描述性功能性的部分內容，自學制圖工具、幾何作圖與計算機繪圖等實踐性內容。

(三)開展問題教學法。問題教學法包括兩方面，一是根據教學內容邏輯與教學次序，針對章節或教學單元內容設置課前與課后的系列問題，課前問題側重于引導學生有目標地分析與解決問題，課后問題則側重于對所學知識的總結歸納與延伸，這方面問題貫穿于整個教學過程。二是根據教學內容，針對難點理論或方法，結合生活中大家比較熟悉的問題、現象或故事，創設一系列問題，引導學生思考并組織深入討論，活躍課堂氣氛，師生共同探究隱含于問題背后的科學知識，最終達到掌握知識和學以致用的目的，有效地激發學生學習的主動性和積極性。如在介紹投影原理時，以埃及國王希望知道金字塔高度的故事，讓學生各自提出解決方法及原理，并展開討論，引出被投影物體與其投影之間關聯性特性，影射出物像之間可以相互解析的可能性。

(四)關注新技術與學科交叉。研究性教學重視科學研究與教學的結合，在教學過程中，通過拓展課程中的原理與方法，關聯當前科學技術研究的熱點科學問題和相關學科，引導學生主動查閱文獻資料，并以小論文的方式完成相關報告，減輕學生對科學研究的距離感，培養學生收集、分析和利用信息的能力，拓寬知識面，增強課程的學術性，提高學生的興趣，激發學生的研究熱情。如講解投影被投影物體(物)與投影(像)的等比性、從屬性與相似性特性時，引出圖像智能識別技術及射影幾何學科;多面投影表達物體時，逆向思維引出立體視覺;軸測圖原理是在一個平面表示物體的三維形狀，同類問題計算機如何利用屏幕顯示三維物體，引出計算機圖形學等等。

(五)增強實踐教學。工程制圖是實踐性很強的課程，實踐教學不僅能增強對理論的理解，而且能培養學生動手與團隊協作能力，提高工程素質與綜合素養，研究性教學中需增強實踐教學［6］。具體做法如下:增加實地參觀教學環節，體驗工程制圖等技術在工程中的作用;保留手繪制圖大作業實驗課，通過系列化的實物模型，實現個性化訓練，組合體和零件圖訓練采用每人一種模型的單人模式，裝配圖則分小組，根據不同模型，每組3～5人，成員可自由組合，共同完成零件圖與裝配圖。采用兩級綜合評分方式，各組得分由指導老師與各組間評分加權;組內則由組內成員與指導教師綜合對成員評分。

(六)綜合考核。考核是教學的指導方向，研究性教學以學習與創新能力為目標，采用綜合考核方式。將以考核知識掌握程度為目的的期末考試成績權重減少至50%，增加課堂探討、課后練習、大作業、小論文等方面的評價，其中大作業與小論文等獨立應用與探索能力的比例可適當提高，變一次考試為過程式評價，一方面使評價結果更加客觀，另一方面也可改變當前大學生抱佛腳“應試型”學習方式。

四、結語

新常態下綜合性大學教育核心是提高人才的培養質量，提升學生研究與創新能力。通過雙語教學、優化教學內容、提問式教學與增強實踐教學等對工程制圖進行教學改革探索，經過中山大學2014交通工程及熱能與動力工程兩個專業的教學實踐，課堂氣氛活躍，學生學習興趣與研究熱情明顯提高。

［1］趙德武.高等教育新常態與教育改革創新［N］.光明日報，2015－1－6

［2］楊曉靜，尹忠東，吳志明，李廣森.研究性大學在本科教育中開展研究性教學的思考［J］.科教創新導報，2009，30:214

［3］籍建東.研究性教學模式與傳統教學模式的比較［J］.職教論壇，2011，5:43～45

［4］林海，李虹，袁建美，何勇.大學研究性教學的理論與實踐探索［J］.北京科技大學學報(社會科學版)，2013，29(1):94～99

［5］張秋玉，吳林青，韓艷非，劉樑英，章濤.醫學免疫學教學中引入研究性教學模式的初步探索［J］.福建醫科大學學報(社會科學版)，2013，14(1):37～41

［6］熊會元，宗志堅.工程制圖教學改革探討［J］.機械管理開發，2008，23(1):166～167