工程制图课程教学思考与改革

王正国， 李 辉

（四川理工学院 机械工程学院，四川 自贡 643000）

引言

工程制图课程在机械、建筑、材料、制药、化工等很多重要领域都有广泛的应用，被称为“工程技术语言”［1］。作为理工院校的一门技术基础课程，要求学生既要理解工程图样的形成规律，又要掌握工程图样的绘图技能。学好这门课程，不仅能培养学生对后续相关课程的学习兴趣，还能为学生毕业后从事专业方面的工作奠定基础。近年来，教学培养要求调整持续不断，相应的教学学时压缩幅度大、技术规范更新引发的教学内容变化也多，传统的教学方法与手段已经不能满足教学需求。此外，课程多数是安排在大一大二阶段，学生没有经过生产实践，也缺乏系统的生活观察与积累，空间想象能力薄弱，对于工程上常见的一些机械零件没有感性认识。传统的教学方法手段单一、课堂教学模式固定，理论与实践不能较好地衔接，导致学生学习兴趣不高，课堂教学效率低下。随着科学技术的发展，一些新的教学方法和手段也不断涌现，如：多媒体技术、三维实体造型技术、项目教学法等，如果与传统教学方法相结合，可收获不错的课堂教学效果［2－5］。本文结合多年的工程制图教学实践，就工程制图课程教学的一些思考与改革做总结，与同行共同探讨提升教学质量的方法。

1 注重多媒体课件的应用

近年来，随着现代化教学设备的普及，多媒体技术被广泛应用于工程制图的课堂教学中，突破了传统教学中教材、黑板、粉笔、挂图、尺规教具的限制，将整个课堂图文并茂地呈现在多媒体课件中。和传统教学方式相比，多媒体教学具有明显的优势和特点，合理使用多媒体教学，能取得事半功倍的效果。

工程制图课程主要是培养学生的空间想象能力，掌握基本立体、立体相交线、组合体、零件以及装配体的工程图样画法，画图的过程中要求学生根据投影视图想象出立体的空间形状，即读图的过程。在传统的教学过程中，教师往往使用木质或者塑料实物模型作演示，但受到模型数量、课堂距离的限制，学生无法近距离观察，教师和学生之间难以产生互动，教学效果并不理想。而采用多媒体技术可以将三维立体生动、形象地展示在学生面前，使得抽象的投影规律变得直观、逼真、容易理解，也有利于培养学生对工程制图课程的兴趣。另外在传统的工程制图教学中，教师往往大量使用木制尺规工具在黑板上演示作图的全过程，为了保证作图质量，耗费了大量的课堂教学时间，使得讲授时间变得紧张，有时甚至难以完成教学任务。而通过多媒体课件可很好地解决这个问题，通过插入动画的方式，可将长时间的作图过程浓缩在短短的几分钟之内，教师可利用更充足的时间讲解重点、难点。当然利用多媒体教学也有利有弊，过度依赖于多媒体教学将使教师变成计算机操作员，长时间播放多媒体课件也会使学生产生视觉疲劳，因此传统教学过程中的讲解、演示、板书、提问互动等环节还应保留，多媒体课件始终只是教学的辅助工具，只有将其与传统教学模式相结合，才能取得更好的教学效果［2，3］。

2 实体造型软件与工程制图教学结合

实体造型软件（CAD）现已广泛应用于工程设计及分析中，渗透到工程的各个领域，实体造型软件有很多种，但造型的基本思想是类似的，简单的立体可通过对草图曲线进行拉伸、旋转、扫掠、放样等操作完成造型，对于复杂的立体（如截切、相贯、组合体等）可通过布尔操作完成建模。实体造型过程和工程制图课程是密切相关的［4］，工程制图中作图的过程实际上是“由图想物，由物作图”的过程，通常“想物”的过程仅仅存在于我们的大脑中，而实体造型正好可以将所想象的三维空间立体具体展现出来，还能将三维立体进行投影生成三视图。

课程中截交线、组合体、剖视图部分通常是学生学习最吃力的章节，需要学生具有丰富的空间想象力，想象力较差的学生，对于讲解的内容有时难以理解，作业也难以完成。对于这些章节教师可以利用三维造型软件将教材和练习册中较难想象的立体进行造型，在讲授过程中可利用实体造型软件旋转模型，让学生多角度观察，留下清晰的印象［5］。另外，还可以借助实体造型中常用的一些建模术语帮助学生想象三维立体，如拉伸、旋转、扫掠等，从建模的角度去理解视图，也能为有实体造型后续课程的学生养成一定的造型素养。当然在教学过程中，不应过度依赖于物体的三维实体模型，否则容易导致学生能看懂三维实体模型而看不懂三视图。

3 教学过程中多联系工程实际

工程制图课程是培养学生绘制工程图样的一门技术基础课，面对的对象为工程上一些常用的零件和装配体，因此学习过程中难免会涉及到一些机械零件设计、加工、检验、装配等过程以及工程上常用的术语。对于非机械类的学生来说，学时安排较少，没有测绘实践课，很难接触到真实的零件和装配体。因此教师在教学过程中，可适当结合工程实际以及自己的科研方向来讲解，丰富教材中的知识点［6］。这样既能激发学生的学习兴趣、扩展学生的视野，又能培养学生的工程素养。

比如在讲解零件上经常出现的阶梯孔结构时，教师可以结合阶梯孔的配合作用来解释结构产生的原因。在讲解过渡圆角和拔模斜度等概念的时候，可结合零件的铸造过程来解释结构形成的原因。又比如讲解零件上的肋板结构时，一方面可结合人体的肋骨结构解释肋板名词的由来和其类似的支撑作用，另一方面可从力学上解释肋板的支撑作用，增加肋板之后，零件在受到外力作用的时候，结构不容易被破坏。再比如讲解零件表面的粗糙度概念时，可结合表面工程和摩擦学学科来进行拓展，宏观上光滑的表面微观上都存在若干的凹坑和凸起，工程上可通过三维轮廓仪上的金刚石探针来测量零件的表面粗糙度。另外对于非机械类不同专业的学生，在教学过程中应当结合其专业特点，多联系该专业的工程案例组织教学。因此在教学过程中，教师多联系工程实际可以激发学生的兴趣，抓住学生的好奇心，取得好的教学效果。

4 引导学生自主学习

现代大学教育要求培养具有创新思维、独立思考能力、实际动手能力的复合型人才，因此传统的以教师为中心的教学模式已经不能满足社会的需求。在新课堂中，教师是学生学习的引导者、参与者，学生才是学习的中心。“教师之为教，不在全盘授予，而在相机诱导”，即“自主学习”。

学生在学习工程制图课程时，需要通过大量的作图练习才能掌握绘图的基本技能，因此更应该发挥学生的自主学习能力。在工程制图教学过程中，应当创设宽松自主的学习环境，建立平等互动的师生关系。在讲解重点、难点的时候应当给学生充分的思考和讨论时间，课堂末尾应当留有一定的提问时间。课后教师可通过邮箱、网盘等工具进行课件共享，为学生提供丰富学习资料。对于空间想象力较差的学生，教师应当多鼓励、多交流，及时了解其学习情况，树立起对本课程的信心。

5 结语

工程制图是一门理论和实践相结合的课程，在学习过程中既需要丰富的空间想象能力，又要按照国家标准规范严谨作图。在课堂教学中，教师应当合理使用多媒体技术、实体造型软件等现代化教学工具引导学生思考想象，化难为易，自主学习。此外还应该多联系工程实际，扩展学生的视野，培养学生的工程素养，同时还应建立相应的实践环节，把培养学生的工程素养落到实处。

［1］ 丁一，陈家能.机械制图［M］.重庆：重庆大学出版社，2012.

［2］ 张健.在机械制图课程中注重传统教学与多媒体教学相结合［J］.中国轻工教育，2007（3）：61-62.

［3］ 林文，王志祥，于颖.工程制图多媒体课件制作中若干细节的探讨［J］.中国教育技术装备，2012（6）：139-141.

［4］ 童秉枢，易素君，徐晓慧.将三维几何建模引入工程图学课程的情况综述与思考［J］.工程图学学报，2005（4）：130-135.

［5］ 陈丽军.三维CAD软件在《机械制图》教学中的应用［J］.洛阳师范学院学报，2011，30（2）：120-122.

［6］ 杨谆，张士杰.工程制图实践教学体系建设的研究与实施［J］.中国科教创新导刊，2012（4）：87-88.