提高工程制图教学质量的探索

叶卫东　成玫

[摘 要]当前工程制图课程的教学还存在教学方式传统，教学专业性不强，考核方式较单一等问题。针对这些问题，可以从激发学生对工程制图的兴趣和热情入手，改变教学手段及教学方法，利用多媒体课件，结合CAD/CAM软件，向学生讲授工程制图的基本知识;同时根据专业进行细化，以专业为根本，社会需求为导向，由各专业学生就业后对工程制图内容的需求，确定不同专业的选择教学内容和教学重点，构建面对不同专业工程制图的教学体系，提高工程制图的实用性;改革原有的考核方式，将学生平时的成绩计入总评，不仅要进行期末的笔试考试，同时也重视学生在平时学习过程中的表现。这些措施能使学生在综合素质和能力上得到锻炼和提高，让学生最终成为一名合格的技术应用型人才。

[关键词]工程制图;教学质量;教学方法

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2019）07-0056-03

党的十九大强调，要坚持走新型工业化道路，努力提高制造业的技术、标准、质量、效率、效益和竞争力，显著增强我国经济质量优势。这就要求高等院校的工程教育进行不断改革，培养出更多能够适应和支撑经济发展的工程人才。

工程制图是一门应用科学，是工程技术人才在培养过程中的一门重要的专业技术基础课程，也是每一位工科学生在工程教育中的首要学习科目。工程制图课程中读图和绘图能力是工程技术人员必须掌握的基本技能，是工程类专业学生进一步深入学习的基础保障。因此，工程类专业须加强对工程制图课程的重视，加强对工程制图课程的教学研究，提高工程制图课程的教学质量[1]。

大部分院校的工程制图课程安排在大学的第一学年，而工程制图的研究对象实践性强，理论方法抽象，这对于在高中阶段并未接触过此类知识的大学新生而言，他们会觉得十分陌生，这可能会导致学生的学习效果较差。因此，本文针对当前工程制图课程存在的一些教学问题，进行一定的策略研究，力求对工程制图课程教学模式的改革提供理论借鉴。

一、工程制图教学现状的思考

一直以来，工程制图课程的教学改革从未停步，也取得了许多有价值的教学成果。但是，现有的工程制图课程教学仍存在一些问题。

（一）教学方式传统

目前，一些工程制图课程教师的教学方式仍采用传统的“满堂灌”，教师在讲台上讲，学生坐着听，这样很容易造成学生大脑的疲乏，很难激发学生的学习兴趣，学生吸收的知识也十分有限。这不仅影响了学生课堂的学习效率，也影响了学生后续课程的学习效果[2]。

（二）教学专业性不强

在大部分高等院校中，工程制图作为一门平台课，仅分为机械类和非机械类，而非机类工程制图包括化学、电气工程、土木工程等相关专业。尽管非机械类专业也同属于工科，但对于不同的专业，工程制图的重点学习内容并不相同。而一些高校对所有工科学生使用相同的教材，并且在教学中所学习的典型例题也采用与机械类相关的零部件。这将弱化非机械类各自专业制图的特点，并与后续专业知识的学习连接不紧密，缺乏对于专业工程图样之间相互联系部分的详细分析和引导[3]。这种仅强化各工科专业共性的教学方式，会导致课程知识体系缺乏契合性、逻辑性和系统性。

（三）考核方式较单一

一些学校的工程制图课程考核仅着重于期末考试，以笔试为主，考核的重点为空间几何问题的分析及组合体画图、读图的基本能力。传统笔试的方式，在内容上偏重于知识点的考核，无法激发学生的学习兴趣。

二、工程制图教学方法的探索

（一）提高学生的学习兴趣

对于刚进入大学的新生而言，一方面，他们面对丰富的课程可能一时无法了解每门课程之间的衔接与关联性，心中难免会感到困惑;另一方面，尽管是大一新生，但在学习过程中他们也会思考所学与未来就业该如何连接起来这个问题。因此，授课教师在给学生传授工程制图的基本理论，帮助学生打好基础的同时，还可以为新进学生勾勒出工程制图专业领域的研究构架，帮助学生建立起“整个工程制图学术领域甚至未来的工作，都是彼此相互连接”的概念。授课教师应在课堂上说明工程制图在学术与应用上的定位，为学生建立起全方位的连接，而不是将视野局限在单一的课程里。举例来说，以树状图或者大架构说明工程制图在学术领域的位置，让学生知道现在所学的看图、读图和画图等基本知识，未来在工程制造、力学分析等领域都将会有何延伸学习，并在很多工程应用领域，小到家中桌椅的设计生产，大到航天卫星的研发制造，工程制图都在其中发挥着作用。授课教师的适当引导，不但能减少大一新生彷徨的时间，还能使他们对未来更加了解。

另外，在授课的过程中，教师也可以和学生一起分享人生故事，适当调节上课气氛，不仅注重传授专业知识，也重视学生该有的人生态度、工作态度。一些学生会遇到“工作”与“兴趣”选择的两难窘境，授课教师可以告知学生：在这个世界上，通常只有不到10%的人，能在一开始就很确定自己未来要走的路，并且发光发热。大多数人都是走一步算一步，但这并不代表是一种随便的态度，而是必须把现阶段的工作扎扎实实地做好，才能跨到下一步。教师应鼓励學生不论从事哪种职业，都必须将基本功练稳，这样日后方能成大器。

对于工程制图来说，虽然教师平时上课所教的内容多为抽象的图形，但这些图形在现实生活中也有具体的应用。在授课时，教师可以将所绘制的图形与实际生活中接触的实物相联系，这能让学生更容易理解，而且不会让学生觉得枯燥无聊，学生学起来自然也更有兴趣。

（二）改变教学手段及教学方法

工程制图是一门实践性较强的课程，仅采用“满堂灌”的教学方式很难激发学生学习工程制图的兴趣。目前，CAD/CAM软件的发展给传统的工程制图教学带来了种种机遇，可以将CAD/CAM软件引入工程制图的授课中。

首先，教师可以利用多媒体课件，结合CAD/CAM软件，如AutoCad、UG，形象地向学生讲授工程制图的基本知识。如在讲解投影规律时，利用AutoCad在多媒体课件上演示出每一步的投影过程，从而取代传统的挂图与黑板绘图方式，这能改善传统的教学方法及手段，使教学过程更加形象生动。例如，在讲授组合体知识时，借助UG三维造型软件，授课教师可以一边分析二维图形，一边使用UG逐步搭建出三维立体，使学生清楚地看到组合体分析的每一步，将空间构思实体化，使学生将立体与三面投影相关联，增强学生视觉上的感官认识，进一步培养学生空间立体构造的思维能力，同时这也能激发学生对课程的学习兴趣。

为了将工程制图教学中的理论和实践有机结合起来，可以在学生学习理论知识的同时，将AutoCad、UG软件内容穿插在教学之中，使得工程制图内容与AutoCad、UG内容融会贯通。

例如在平面图形教学中，让学生以自己手工画好的平面图形为参照，学习 AutoCad绘图，这样可以避免学习AutoCad软件时脱离制图知识，片面强调命令的学习状况，使AutoCad课程内容更容易被学生所接受和掌握，同时，这也能让学生体会到两种绘图的差异。

又如，大部分学生在学习截交线和相贯线的过程中，由于截交线和相贯线的绘制较复杂，会不知如何分析画图。此时可引入三维造型软件UG，学习完截交线的相关理论知识点后，由学生自己动手，在UG软件中绘制基本体，利用UG中“修剪体”命令，通过改变截平面与基准面的角度或是距离，建立不同的截平面，从而获得各种形状的截交线的立体图。在“带边显示模式”下，选择不同的视图方向，帮助学生直观地观察同一基本体被不同的平面截切后所获得的不同形状的截交线，让学生结合已学习的知识点——基本体表面取点法，进一步理解如何将空间立体的截交线在三面投影中绘制出。对于相贯线，以学生最难理解的正交圆柱为例，在UG中由学生自己绘制两个正交圆柱，通过改变其中的一个圆柱直径，使它的直径分别大于、等于、小于另一个圆柱的直径，在“带边显示模式”下，学生自己可以观察出现这三类不同直径差时，两个圆柱正交而产生的相贯线形状的变化，这能结合学生所学的相贯线理论知识，加深学生对两圆柱相交的变化趋势的理解。

再如，在组合体的学习中，对于大部分学生而言，与叠加为主的组合体相比，以切挖型为主的组合体更难。因此，教师会引入线面分析法于以切挖为主的组合体中，但若仅是用平面图形及抽象的线面分析法教授学生如何去绘制由切挖而产生的复杂交线，学生会觉得十分抽象难懂。如最常见的切挖型例题，给出被不同位置的平面切挖后四棱柱的两个视图，要求补画出第三面视图。这需要学生具备一定的看图能力，搭建出空间立体，再画出投影图形，这种逆向思维给学生带来很大的困惑。此时，授课教师也可利用UG，让学生看完授课教师课堂演示的四棱柱切割过程后，自己动手，建立基本体——四棱柱，逐步对四棱柱进行切割，每切挖一次，学生都可以动态地观察到切除后基本体所产生的交线变化，逐步掌握线面分析法，绘制第三面视图。这样将原本的逆向思维方式转变为学生所熟悉的由立体到平面投影图的正向思维过程，帮助学生将复杂的切挖型组合体的三维立体与平面的两维投影图相关联，提高学生切挖型组合体的平面投影绘制能力。

此外，在组合体的表达方法中，对剖切后的立体形状，学生结合已学习的组合体的知识，可想象出剖切后组合体大概的轮廓，但类如被剖立体与剖切平面未接触的，又是可见的轮廓往往容易被遗忘。为帮助学生解决这个问题，授课教师在讲授剖视图之前，对一些较为简单的筒状组合体进行剖切，通过演示剖切过程，使学生直观观察到组合体剖切后，哪些是与剖切面接触的区域，哪些是剖切面后面可视的轮廓。通过这样的不断练习，使学生积累一定的剖切绘制方法。

由授课教师引导学生分析形体，展示三维模型，再由学生自己动手建立三维实体，通过这样的反复训练，学生的空间想象能力、形体分析能力和三维绘图能力都能得到大幅度提高。同时，这还能激发学生的学习兴趣，提高学生的学习主动性，发挥学生的能动性和创新性，最终将工程制图的理论和实践有机结合起来，使学生在熟练运用CAD/CAM软件制图的同时，也能够更透彻的掌握工程制图的理论原理，达到常规教学体系很难达到的教学效果。

（三）根据专业进行细化

以专业为根本，社会需求为导向，由各专业学生就业后对工程制图内容的需求，确定不同专业的教学内容和教学重点，构建面对不同专业工程制图的教学体系，提高工程制图的实用性。同时，加强授课教师的专业性，使其在工程制图的授课过程中，能介绍相对应的工程背景，这样不仅能提高工程制图教学的专业性，贴近工程实践，更能提高学生的学习主动性，让学生知道所学知识后续将会在实际中如何应用。

例如建筑制图，其与其他工科类工程制图的最大区别就是轴测图、透视图和阴影，这一部分的教学内容是建筑制图课程教学的重点和难点。教师在讲授这部分内容的同时可结合实际，让学生尝试画学校教学楼透视图、三维地图等，这样的教学方式，避免了枯燥的学习，能激发学生的学习兴趣，又能为后续课程打好基础。

又如在化工制图中，为更紧密地结合化学相关专业特点，可将课本中没有的典型设备实際图样引入教学，讲授工程实际问题[4]。另外，在化工制图中绘制流程图看起来十分容易，学生感觉就是照着已给图来画就可以，但其实并非如此。如果只是将一流程图从上至下，从左至右抄画一遍，那就只是简单的拷贝。正确的绘制化工流程图，首先需要读懂并理解了这个流程图所要反映的工艺过程，然后再着手画图：先画设备，从左至右的主流程线、辅助线，然后标注上文字。通过这样的绘图过程，学生才能真正理解和掌握化工流程图的绘制及作用。

（四）考核方式

为更客观的评价学生的学习效果，可将学生平时成绩计入总评，即不仅要进行期末的笔试考试，同时也重视学生平时学习过程中的表现。平时成绩包括纸质作业、电子版作业和课堂表现。工程制图是一门逻辑性和实践性较强的专业基础课程，因此，为保证学生的学习效果，可在每章节结束后，用0.5～1课时进行随堂练习。随堂练习的出题范围可来源于课本例题或是典型习题，通过随堂练习可以观察学生的学习状况，检验学生的学习情况，帮助学生在学习过程中了解自己的不足之处，及时巩固所学知识。在课堂或是课后安排专门的时间，或采用QQ、微信等方式，学生随时提问，教师随时答疑，及时的作业辅导能帮助学生加深、巩固所学的知识要点，使学生将知识扎根，真正学懂而非强记。同时，可将学生的课堂表现计入平时成绩，通过适度的加分鼓励学生参与课堂问答并主动发问。这不仅能使学生有成就感，也帮助授课教师更了解学生在哪部分更生疏，达到更好的教学效果。

三、结束语

在当前高等教育不断改革的背景下，对工程制图教学进行反思以提高教学质量显得尤为重要。在教学过程中，要让学生明白：学习不是为了应付考试以及毕业，知识的储备是为了应用于工程实际。结合社会对毕业生工程素质的要求，高校制图教师要勇于实践、不断探索总结，改变教学方式，激发学生对工程制图的兴趣和热情，使学生在综合素质和能力上得到更大程度的锻炼和提高，最终成为一名合格的技术应用型人才。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 张引弟，张东海.浅谈以工程人才培养为目标的工程制图课程教学改革实践[J].江西建材，2016（185）：58-59.

[2] 谢元敏，宁利川，蒋国璋，等.基于社会需求型人才培养的《机械制图》教学改革[J].福建广播电视大学学报，2018（127）：63-66.

[3] 陈晓燕.浅析SolidWorks在机械制图教学中的运用[J].装配制造技术，2013（7）：75-79.

[4] 曾嵘，刘建文，龙华丽.提高化工制图教学质量的探索与实践[J].山东化工，2016（45）：122-124.

[责任编辑：陈 明]