面向工程意識培養的工程制圖課程實踐教學探索

文章編號：1671-489X（2025）14-0144-04DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.14.144

0 引言

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010一2020年）》提出，將“卓越工程師教育培養計劃”作為重大改革項目實施，其核心目標在于培養學生的工程能力和創新能力，工程教育與創新教育由此成為高等教育人才培養的重要組成部分。在此背景下，工程意識的培養已成為工科高等院校人才培養的重要任務，培養的人才是否具有良好的工程意識和較強的工程實踐能力已成為衡量一所工科院校教育質量的重要標準之一[2]。然而，輕實踐、重理論是我國本科教育中普遍存在的問題，面對工程制圖課程理論多、實踐少，任務重、學時少等現實問題，如何讓學生能學以致用，建立起理論教學、工程實踐能力與工程意識培養之間的有效銜接，已成為高等教育改革的重要課題[3-4]。

工程制圖課程一線教師針對上述問題進行了積極思考和探索。徐東濤等[5]對機械制圖課程的教學方法進行探索，構建“雙引擎式”“三融入式”教學方法和切入式考核評價體系，為機械制圖課程教學改革提供借鑒與參考。莫春柳[構建了基于問題的工程制圖課程教學模式，建設包括教材、教學軟件、網絡教學資源和教學模型等在內的多平臺教學資源，打造了示范性課程。然而，這些教學改革和嘗試僅僅是小范圍的試驗，尚不具有較全面的指導性。因此，開展更加廣泛的，包括教學內容和教學手段在內的教學改革探索，具有重要的現實意義。

針對工程制圖課程教學中普遍存在的問題，應設置課內外并重的實踐教學環節，加強對工科學生的工程實踐理念教育。在學生低年級階段植入工程意識，既契合高等教育中全面提升工科學生工程實踐能力的理念，又能滿足學生工程意識培養的潛在需求，有助于開闊工科學生的工程視野，為培養工科類拔尖創新人才提供有效的基礎支撐。

1緒論導入，埋下工程意識的種子

工程制圖等圖學類課程是高校工科學生最早接觸的技術基礎課。高等教育人才培養具有長期性和連貫性，圖學類課程處于工科人才培養體系的“源頭”位置，具有極其重要的基礎作用。大一學生雖具備一定理論知識，但沒有工程實踐經驗，在圖學類課程學習上，表現為理論脫離實踐、缺乏聯想能力、難以將圖樣表達和工程實踐對象有效結合。尤其對于機械類和近機械類制圖課程而言，其學時多、難度大，畫法幾何基礎知識抽象生澀，而實際零部件和機器的繪圖表達又需要學生綜合運用知識并結合工程實際，因此，緒論課恰當導入相關內容可以起到點燃學生的學習興趣、激發學習熱情的作用。

緒論課是學生對一門課程的第一印象。打造精品緒論課，讓學生心中萌生工程意識，以期結出豐碩成果。緒論課可以從工程實際圖樣入手，選取當前社會熱點事件的相關圖片是一種很好的選擇。從學生較熟悉和感興趣的事物切入，講解這些事件和工程制圖知識體系的關聯，能讓學生對本課程建立起感性認識。

根據教學經驗，緒論課還可以從學生的專業職業方向入手，介紹工程制圖知識在不同專業領域的應用。例如，向冶金專業的學生展示冶金行業的高爐、風機、泵等設備；向機械專業的學生展示機械手臂、機器狗、智能汽車等實物和圖紙的對照圖（圖1），以此調動學生的興趣，為后續學習奠定良好基礎。

圖1汽車實物圖和視圖的對照

2以多樣化的實踐教學手段助力工程實踐能力培養

可以通過以下幾點措施對實踐教學進行有益探索，以培養學生的空間形象思維能力，借助課內外雙重激勵激發他們對工程制圖課程的學習熱情，初步培養其工程意識。

2.1舉辦科普性知識講座

舉辦生動有趣的科普知識講座，內容包括腦知識結構介紹、工程制圖高階知識的融合運用、思維導圖的應用等。通過鼓勵學生參加這樣的科普知識講座，激發學生的好奇心和學習興趣，讓他們輕松愉快地完成制圖知識體系的導論學習。

2.2自主開發多媒體課件素材

通過自主開發和不斷更新多媒體課件素材，架設理論學習和實踐應用之間的橋梁。在傳授理論知識的同時，提供與理論知識相匹配的工程零部件應用實例（圖2），使學生熟悉理論知識的應用場景，在潛移默化中理解圖學理論的終極目標是服務于工程實踐。

這不僅能顯著提升學生的學習興趣，還能增強他們對工程實際零部件的熟悉度與感知力，有效促進其工程意識的培養。

圖2工程零部件應用實例

2.3建設“觸摸屏自助學習系統 + 實物模型教具 + 零件測繪室”的復合助學體系

1）建設包括課程教學多媒體課件、習題解答、裝配演示動畫和關鍵機械加工工藝動畫等資源的觸摸屏自助學習系統。該系統在學生預/復習、自學和答疑等方面都能起到很好的幫助作用，可為學生之間相互學習、探討提供優質平臺，顯著提升學生的自主學習能力。

2）使用實物模型教具。通過使用多種零部件和裝配體實物教具，讓學生近距離接觸實際零件。同時，配合教師的講解，讓學生更好地了解實際工藝過程，更好地體會書本知識在工程實際中的應用。

3）設置零件測繪室，讓學生真實接觸軸、齒輪、箱體、減速器等實際零部件，培養其測繪能力與零部件表達能力。以零件圖為例，通常其所呈現的零件結構較為復雜，因此，在讀圖教學環節，通過展示和講解多種實物上的不同典型結構（圖3，能幫助學生快速理解零件的導向、安裝、支撐等實際結構。通過不斷積累典型結構功能、實物形態及圖樣畫法，學生可逐漸形成“見圖如見物”的工程潛意識，進而培養學生敏銳的工程思維，提升工程素養。

圖3工程零部件的典型結構

2.4構建工程常用零部件庫助學系統

課程主要授課對象為大一大二的工科生，他們接觸工程制圖課前工程實踐經驗幾近空白，但實際零件畫法常與工藝結構相關，如螺紋退刀槽畫法等，因此，在知識點講解前讓學生提前熟悉零部件的加工過程十分必要。

從開闊學生工程視野、增強學生工程意識的角度，開發包含實物圖片或視頻、工作或加工視頻、三維模型和二維工程圖在內的工程常用零部件庫（圖4）尤為必要。在開設工程制圖課的同時，向學生提供相應的工程常用零部件庫助學系統，既可以為工程制圖課程的學習提供便利，也可以為學生在高年級進行金工實習、課程設計和企業實習提供必要的先驗知識。

圖4工程常用零部件庫

2.5融入計算機二維/三維繪圖軟件學習

AutoCAD等主流計算機二維/三維繪圖軟件已經深度參與并融入整個工業產品全流程設計，因此，讓學生盡早接觸、熟悉并熟練應用相關軟件是保證課程學習對接工業生產實際的有效方式。在平面立體、回轉體等基本形體教學環節中，適時引入西北工業大學“Solidworks三維產品設計與建模”、重慶大學“工程制圖”、大連工業大學“計算機繪圖與CAD”等多門線上課程中的Solidworks建模理論與應用、計算機繪圖CAD及CAXA等內容，為學生提供豐富優質的課程學習資源。對于非機械類專業學生而言，這些課程內容加深了他們對課程的認知，增強了對繪圖工具的應用能力；對于機械類專業學生，課程在多個環節中為他們提供了有效的計算機成圖能力訓練機會，通過大量引入工程實例，讓他們能夠熟練掌握典型工程零部件的實際設計過程、裝配過程、出圖過程，進一步增強了課程內容的創新性和挑戰度。若條件允許，還可引導學生對零部件的簡化受力、質量計算、干涉計算等進行分析，為其參加創新創業實踐項目奠定基礎。

2.6組織學生參加各類競賽和創新創業項目

依托教師承擔的國家項目或橫向課題，引導學生參加項目研究，并帶領學生參加大學生創新創業訓練計劃項目和全國大學生智能汽車競賽等賽事，取得了顯著成效。多年來，團隊教師先后獲“國家大學生創新性試驗計劃”優秀項目、第三屆全國大學生智能汽車競賽總決賽光電組特等獎；指導本科生獲全國大學生電子設計競賽二等獎，第四屆全國大學生智能汽車競賽全國總決賽光電組一等獎。2010一2023年，工程圖學教研中心教師指導并帶領學生參加全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽，斬獲機械類包括尺規一等獎、個人全能一等獎在內的近百項大獎。通過指導學生參加國家級競賽和項目，讓學生在實踐應用中完成制圖知識和創新能力的鞏固與提升，對高校工程制圖課程教學改革與研究起到了很好的引領和示范作用。

3 結束語

通過建設“觸摸屏自助學習系統+實物模型教具 + 零件測繪室”的復合助學體系等舉措，在工程制圖課程理論教學運用、課外助學系統搭建、復合學習體系建設，以及引導學生參與高級別競賽和實際項目等方面開展一系列探索。這些探索有效增加了學生接觸工程實際的機會，幫助學生將所學知識和技能應用于實際，滿足了學生工程意識培養的潛在需求，開闊了學生的工程視野，為培養工科類拔尖創新人才提供了有效支撐。

4參考文獻

[1]余香梅.面向學生工程能力培養的《機械制圖》教學改革探討［J].長江大學學報（自然科學版），2011，8（10）：124-125.

[2] 張海鵬.論提高工科大學生的工程意識[J].中國石油大學學報（社會科學版），2016，32（3）：103-107.

[3] 梁艷書，朱英杰，郭桂梅，等.工程圖學教學中工程素質培養的探索與實踐[J].大學教育，2013（8）：63-64.

[4] 李會鵬，馬駿，王海彥．高等工程教育中學生工程素質培養的探討[J].大學教育，2016（6）：90-91，98.

[5] 徐東濤，張國際.機械制圖課程教學方法改革［J].中國冶金教育，2018（3）：43-44，47.

[6] 莫春柳.以培養工程意識為核心，深化工程制圖精品課程建設[C]//機械類課程報告論壇.北京：高等教育出版社，2010.