工程圖學教與學的禪心思維初探

摘? 要：提出禪心思維作為教學法學術研究的指針，深入課程本質及原理方法內核談教學，闡述了工程圖學基于工程實物的設計表達需要而教學，然后圍繞工程行業國家標準強制規范而準備的基本屬性。既然畫法幾何學及其正投影理論確立了用離散的三視圖有機對應準確表達空間實物形狀的核心知識架構，那么，立于此堅實架構之上，圍繞工程制圖課程的教學內容和方法，針對教育部工程圖學教學指導委員會提出的“新要求”，提出課堂教學環節可實施的知識主動建構新理念并結合以素質培養為目標的教學實踐，對工程制圖課程的教學內容和教學設計進行了一些思考和探索，旨在提出工程制圖課改的參考。

關鍵詞：工程圖學基本屬性? 教與學思維的禪 教學內容和教學方法

一、圖學課程的學科溯源及其教學目標定位思考

在大學工科類院校中普遍設置圖學課程并細分為公選課的工程制圖和機械類機械制圖，土建類專業和電氣工程專業也設置了建筑制圖、水利制圖和電工制圖，均屬于必修類技術基礎課。林林總總課程類別的設置首先是基于工程實物的設計表達需要，圍繞工程行業國家標準的強制規范面向應用，然后體現大學的素質教育。畫法幾何學及其正投影理論確立了用離散的三視圖有機對應準確表達空間實物形狀的核心知識架構。圖學課程基于幾何學的邏輯推理但又具有數理類課程并不特別依賴的空間感知屬性，因此，教學過程循序漸進地由簡單投影圖推進到復雜形體圖，其過程雖然伴隨直觀化可視化的空間啟發和誘導，但如何保障學生的理解和習得始終是教學法研究的重點。除了畫法幾何學奠定的投影理論教學以外，面向工程的制圖課程又肩負讓學生基本掌握或了解機器構造和工程圖樣的任務。多年來按照工程圖學教學指導委員會（簡稱“教指委”）制定的課程教學基本要求。有經驗的任課教師潛心鉆研如何克服實際教學困難而完成這一“要求”，常常思考圖學課程的教學目標定位是否過高？是否“大而全”？那么，究竟最完美的教學目標定位和最實用的經典教材有無必要統一給出？這樣的思考又是否有悖于學術界百花齊放百家爭鳴的自由理念呢？筆者僅從禪心及禪悟的佛學思想給予篤定啟發，淺表層次上予以從教者的教學法觀點。

二、高校工程制圖課程的教學法探究的必要性及其思想基礎

禪心及禪悟是佛教用語，禪心指清靜寂定的心境。尤其與幾何學有緣？禪心謂禪定非思量之心，從教者能做到心無旁騖，不為教材級別僅為學生的可接受性，不務教學獎僅為雕琢生徒之工匠樂趣。禪悟謂洞達禪理。佛教思想尤其適合作為篤定學術研究心境的指針，教師的教學科研應該受其引導，學生在年齡閱歷上雖有不及但能被教師熏陶則善莫大焉！學生走出了學思踐悟的學習歷程就是教育的成功。

當前，各高校在課堂教學中融入新工科教育的探索和課程改革就其總體而言，正朝著培養創新型人才的理念和方向積極推進，并取得長足的進展。新型大學教育注重激發學生主動建構知識的原發動力，但是，由于教師對課程中新工科教育理念的理解和實施需要相當的教學準備，因此，課堂教學改革容易出現形式化的疏漏和不足。筆者根據工程制圖多年的教學體會和工程經驗梳理了幾個值得商榷的問題：課程長期定位于面向工程應用的基礎授予，所以，對機器結構的表達是課程教學的難點。制圖類課（工圖和機圖）長期植根于圖學的畫法幾何投影理論而未能側重在形體構圖教學，在學時有限的制約下又裝入大一學生很難理解的工程內容以求大而全，致使教學效果并不理想。照顧學生側主動建構形體感知的興趣而強化CAD軟件的教學，實在是明智的教改舉措！機械零件“抽殼”為幾何形體即組合體，組合體的投影制圖是機件表達的“前身”，為組合體的投影制圖打基礎的是確定面輪廓的一系列“求交”制圖：“面面交”“ 面體交（截交）”，“體體交（相貫）”。教學進入組合體章節就到了“兩難”境地，卻又是最好的能力培養階段。一難是教學難：把形體分析結合線面分析方法授予學生以后，輔助實感三維模型動畫加以啟發，然后老師往往也號召學生“發揮空間想象”。二難是學生掌握難：方法似懂，應用卻難，糾結于形體實際形狀而又未能想象出，又要求解未知視圖，如之奈何？為此，筆者在教學中授予學生“組合體讀圖要訣”：見線識面，見園看柱，線框是面，見交畫線，線對線框，線框對線框，形體分析，從大到小，線面分析，截交相貫。這就串接了知識點，加強了邏輯思維能力訓練，消除了學生的畏難情緒，有效激發了學生構思解題的創新欲望。

通過二十多年的教學實踐，作為課堂教學經驗或建議，為了便于同行間交流，由于課程側重在正投影教學，課本和習題中圖解空間幾何問題的內容就顯得過多了。盡管意在培養學生思維品質，但是著眼點未能放在“工程物體”構圖的核心環節，致使教材和教學都有失偏頗。舉目各高校編寫的《機械制圖》教材，不難發現無論內容還是章節編排都如出一轍，“二求三”構圖分析環節偏少而圖例講解又過于緊湊，致使課堂教學難以達到預期效果。究其原因，其實與課程培養目標的定位有關。按現有教學大綱和教學內容是培養大學一年級學生“能閱讀和繪制工程圖樣”，那么，問題來了。這樣高的要求恐怕只有合格工程師能做到。若能切入工程需要的思路，那么，個人認為：對大學一年級學生不應該講授國家標準的細節而應側重于培養分析問題并解決問題的能力上，當然也包括興趣培養，這也是企業和用人單位最看重的。他們需要大學畢業生“身體力行”而不是“眼高手低”。因此，工程制圖就應該著力培養學生的空間形象思維和邏輯思維能力，重點關注實踐性課堂教學與制圖實踐之間的銜接。當課程培養目標確定以后，課程所用教材的編寫就有了指引并能做到重點突出而易于接受。如是，則學生的能力培養可期！

三、結束語

理工科技術基礎課的教學改革是一項不斷求真的復雜的系統工程。有道是“仁者見仁，智者見智”，但是，高校對課堂教學法的探索將是永無止境的。

如何通過必要的教學設計和教學手段讓剛進大學的學生接觸工程喜歡工程又學起來自信而有趣呢？這或許是最為切實可行的第一步。

參考文獻

[1]? 牟柳晨.工程圖學的課堂教學與實踐，課堂教學方法與藝術[M].四川大學出版社，2009：295-300.

[2]? 李凌樂，應用型創新人才培養背景下的工程制圖教學，大學教育 2016，（04），167-168 .

作者簡介：牟柳晨，男，1965年12月生，四川成都人，工學博士，四川大學機械學院高級工程師，中國機械工程學會高級會員。