融合式教學(xué)模式在“工程制圖”課程中的應(yīng)用研究

胡幫艷 趙銳

[摘 要] 根據(jù)工程制圖課程學(xué)時少、知識點多的特點，該文探討了其課程改革的必要性，并結(jié)合CAD輔助設(shè)計課程，從教學(xué)內(nèi)容的組織與實施、教學(xué)手段與方法和考核評價體系三個方面對工程制圖課程的教學(xué)改革進(jìn)行研究，探索基于CAD輔助設(shè)計融合式教學(xué)模式在工程制圖課程教學(xué)中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞] 融合式教學(xué);工程制圖;教學(xué)改革;CAD輔助設(shè)計

[基金項目] 2019年度新疆維吾爾自治區(qū)普通高等學(xué)校教學(xué)改革項目（51031900001）

[作者簡介] 胡幫艷（1989—），女，新疆石河子人，碩士，新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院講師。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）23-0285-02? ? [收稿日期] 2019-12-26

一、引言

“工程制圖”是土木工程專業(yè)中實踐性非常強的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，將制圖的理論和技能高度結(jié)合，來培養(yǎng)學(xué)生讀圖、識圖、繪圖以及空間想象能力和分析能力[1]。但隨著本科教學(xué)課時量的減少以及當(dāng)代計算機技術(shù)的發(fā)展，工程制圖的教學(xué)工作面臨著重大的挑戰(zhàn)。工程制圖課程在土木專業(yè)中開設(shè)在一年級第一學(xué)期，這時期的學(xué)生大多還沒有培養(yǎng)出自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣和能力，加之“工程制圖”涉及知識面廣、知識點相對較多且知識點之間銜接較強的特點，學(xué)生很難準(zhǔn)確快速地從二維視圖中想象出三維實體，進(jìn)而導(dǎo)致課堂教學(xué)效果欠佳。因此，工程制圖課程教學(xué)改革勢在必行。如何改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，利用計算機技術(shù)開發(fā)學(xué)生知識構(gòu)建的潛力，讓學(xué)生從思想和信息的被動接受者變?yōu)楠毩⒆灾鲗W(xué)習(xí)，是土木工程專業(yè)認(rèn)證和專業(yè)發(fā)展所追求的。

融合式教學(xué)近些年來一直是眾多學(xué)者和教育工作者關(guān)注的熱點，在課堂教學(xué)中很多課程也開始嘗試融合式教學(xué)模式的改革。“計算機輔助設(shè)計——Auto CAD”與“工程制圖”是兩門關(guān)聯(lián)性非常高的課程，某種程度上“計算機輔助設(shè)計——Auto CAD”是“工程制圖”的進(jìn)階課程。根據(jù)工程制圖課程的特點，將計算機輔助設(shè)計與繪圖課程融入其中進(jìn)行融合式教學(xué)，為工程制圖課程提高教學(xué)效果提供可能。

二、工程制圖教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

（一）課程內(nèi)容設(shè)置關(guān)聯(lián)性不強

工程制圖教學(xué)目的在于揭示二維平面圖形與三維空間實體之間相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律，是學(xué)習(xí)繪圖的前序課程。Auto CAD是學(xué)習(xí)繪圖的后序課程，意在讓學(xué)生掌握計算機繪圖的基本原理和基本方法。在大多數(shù)學(xué)校的教學(xué)計劃中，工程制圖和CAD輔助設(shè)計是兩門單獨的課程。學(xué)生在制圖課程的理論學(xué)習(xí)時，因缺乏三維的空間意識會出現(xiàn)看不懂圖或三維尺寸不對應(yīng)的問題;在利用CAD軟件快速繪圖時，又容易忽略制圖知識的貫徹應(yīng)用。CAD制圖與傳統(tǒng)制圖內(nèi)容未能有機的結(jié)合，各自課程的優(yōu)勢沒有得到體現(xiàn)，這樣的分離式教學(xué)致使課程用時多、教學(xué)效果不佳。因此如何將工程制圖和CAD輔助設(shè)計課有機的結(jié)合，實現(xiàn)融合式教學(xué)是本文討論的重點。

（二）實踐環(huán)節(jié)薄弱

以筆者所在學(xué)校工程制圖授課大綱為例，其總學(xué)時數(shù)為80學(xué)時，當(dāng)中理論教學(xué)為64學(xué)時，而在理論學(xué)時中專業(yè)圖紙的繪制與識別僅6個學(xué)時，顯然難以達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證提出的“能力培養(yǎng)”要求。6個學(xué)時，對教師而言，很難講解得清楚復(fù)雜的圖紙識讀與繪制;對學(xué)生而言，以往的教學(xué)方式也很難將理論知識運用于專業(yè)圖紙繪制的實踐當(dāng)中?；诖?，在該課程總學(xué)時數(shù)不變的條件下，如何提高學(xué)生理論學(xué)習(xí)能力、減少理論教學(xué)時間，相應(yīng)增加實踐教學(xué)時間，做到學(xué)生邊學(xué)邊練，是教學(xué)模式改革面臨的首要問題。

（三）課程考核方式不全面

教學(xué)大綱要求工程制圖課程的考核方式以閉卷考核形式為主，而該課程是一門實踐性和應(yīng)用性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，單一的期末考卷成績很難反映出學(xué)生的真實學(xué)習(xí)狀況及成績。

三、基于CAD輔助設(shè)計的工程制圖融合式教學(xué)模式應(yīng)用

（一）教學(xué)內(nèi)容的重新組織和實施

工程制圖教學(xué)課時有限，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的難易程度將CAD的知識提前融入到制圖基礎(chǔ)知識中。畫法幾何部分：點、線、面的投影是基礎(chǔ)，與CAD二維圖形繪制相結(jié)合鞏固學(xué)生基礎(chǔ)知識的理解。體的投影和組合體的投影，是培養(yǎng)空間想象能力的關(guān)鍵，借助CAD繪制三維圖形，教學(xué)生們?nèi)绾翁幚聿煌队耙晥D和相應(yīng)的三維立體之間的關(guān)系。截交相貫部分：能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，結(jié)合CAD三維實體建模的內(nèi)容，選擇在圖樣閱讀和繪制能力方面較典型例子建模，在CAD建模的過程中融入截交相貫的知識點，課堂教課效果提升的同時，同學(xué)們的空間想象力和動手能力也得到了鍛煉。專業(yè)制圖部分：土木工程專業(yè)重點學(xué)習(xí)建筑施工圖和結(jié)構(gòu)施工圖，結(jié)合CAD圖塊、尺寸標(biāo)注與編輯章節(jié)，有利于學(xué)生快速掌握國家相關(guān)制圖標(biāo)準(zhǔn)。

（二）教學(xué)手段和教學(xué)方法的調(diào)整

傳統(tǒng)教學(xué)手段包括板書、模型、多媒體課件等，不能充分幫助學(xué)生建立空間概念、提高教學(xué)的時效性。

陳亮[2]在工程制圖課程投影知識應(yīng)用的基礎(chǔ)上開發(fā)了一款游戲，訓(xùn)練內(nèi)容為基本體和組合體的三視圖，學(xué)習(xí)過程以一個主題游戲的形式分多個關(guān)卡展開。學(xué)習(xí)任務(wù)以移動游戲的形式發(fā)布，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣又增強了師生之間的互動性;伊鵬[3]制作了一款“工程圖學(xué)AR模型系統(tǒng)”APP程序，利用手機端掃描調(diào)出教材中預(yù)定好模型，進(jìn)行模型觀察和交互學(xué)習(xí)的場景，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性明顯得到提升，尤其是在基本體及截切、組合體讀圖和表達(dá)方法等環(huán)節(jié);Cerra PP[4]基于網(wǎng)頁的交互式環(huán)境開發(fā)出使用CAD進(jìn)行學(xué)習(xí)活動的工具，分析使用網(wǎng)絡(luò)互動學(xué)習(xí)環(huán)境是否能改善工程制圖的學(xué)習(xí)效果。

以上新穎的教學(xué)方法，能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，利于空間想象能力和構(gòu)思能力的培養(yǎng)，增強了學(xué)生教師之間溝通與交流，充分發(fā)揮彼此的主觀能動性，從而顯著提高了教學(xué)效果，充分達(dá)成了課程任務(wù)。

（三）考核評價體系

課程考核的目的是全面真實地反映學(xué)生知識掌握的程度。傳統(tǒng)教學(xué)方式的考核形式顯然不適合融合式教學(xué)模式課程，需結(jié)合融合式教學(xué)模式的特點，采用多種形式、更加靈活地考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果?？荚囆问揭硕嘣n程的考核采取平時作業(yè)成績、課堂上的學(xué)習(xí)、日常出勤率、上機操作制圖、期末考試成績等多項考核結(jié)合的綜合考查方式，將原來靜態(tài)的考核變成動態(tài)的過程，既重視了平時的學(xué)習(xí)、淡化了應(yīng)付考試的思想，又加強了學(xué)生學(xué)習(xí)過程的自覺管理，促進(jìn)了優(yōu)良學(xué)風(fēng)的養(yǎng)成。

四、結(jié)束語

基于CAD輔助設(shè)計課程的工程制圖融合式教學(xué)模式將CAD建模內(nèi)容貫穿于制圖教學(xué)的全過程中，能有效激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生們的空間想象力，在課內(nèi)學(xué)時減少的情況下達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果和目的。

參考文獻(xiàn)

[1]陳英杰，劉健，林麗.基于卓越工程師培養(yǎng)模式的土木工程制圖課堂教學(xué)改革與實踐研究[J].中國西部科技，2013，12（12）：92-95.

[2]陳亮，武玲玲，張瑞秋，等.基于系統(tǒng)工程視角的工程制圖教學(xué)改革與實踐[J].圖學(xué)學(xué)報，2018，39（6）：1214-1219.

[3]伊鵬，劉衍聰，石永軍，等.基于增強現(xiàn)實技術(shù)的工程圖學(xué)移動端教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[J].圖學(xué)學(xué)報，2018，39（6）：1207-1213.

[4]Pando Cerra P，Suárez González，Jesús M，Busto Parra B，et al.Can Interactive Web-based CAD Tools Improve the Learning of Engineering Drawing？A Case Study[J].Journal of Science Education and Technology，2014，23（3）：398-411.

Application of the Integrated Teaching Model in Engineering Drawing

HU Bang-yan，ZHAO Rui

（Institute of Architectural Engineering，Xinjiang University，Urumqi，Xinjiang 830047，China）

Abstract：In view of less teaching hours and more knowledge points in the course in Engineering Drawing，this article discusses the necessity of the curriculum reform.Combined with CAD-aided design，the reform is carried out from the organization and implementation of teaching content，teaching methods，and assessment system to the application of the integrated teaching model based on CAD-aided design in Engineering Drawing.

Key words：integrated teaching;Engineering Drawing;teaching reform;CAD aided design