序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的工程實踐的制圖課程教學改革樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。

“工程制圖”是非機械類工科專業(yè)本科生的一門基礎課，教學對象是剛剛進入工科各專業(yè)學習的大一學生，主要目的在于培養(yǎng)學生的繪圖、讀圖與空間抽象思維能力，能夠在工程實踐中應用圖形進行表達與交流。尤其是在當前工程教育認證的大背景下，如何充分發(fā)揮“工程制圖”課程在學生工程素養(yǎng)和工程應用能力培養(yǎng)方面的支撐作用，是當前“工程制圖”課程教學過程中應該考慮的問題[1]。長期以來，“工程制圖”的教學內(nèi)容都是按照畫法幾何、組合體、零件圖和裝配圖等幾個部分逐層推進。這種方法雖然能夠讓學生對知識體系有一個較全面的認識，但是由于課程理論知識較為復雜、抽象，容易讓學生形成“枯燥、乏味”的印象，產(chǎn)生厭學情緒，影響課程教學質(zhì)量[2]。為激發(fā)學生學習興趣，考慮當前工程教育認證的大背景，大部分課程課時被壓縮，有必要開展面向工程實踐的“工程制圖”課程教學改革，在有限的課時內(nèi)提高“工程制圖”課程教學質(zhì)量，提升學生的工程素養(yǎng)。

1面向工程實踐的“工程制圖”課程項目教學改革

1.1應用三維軟件逐步建立抽象思維

“工程制圖”課程通常在大學一年級或二年級開設，學生的抽象思維能力相對薄弱，而該課程對學生的抽象思維能力要求較高，兩者存在矛盾。尤其是在當前工程教育認證背景下，理論課時被壓縮，如何在較短的理論課時內(nèi)幫助學生逐步建立起抽象思維能力是目前“工程制圖”課程需要解決的重要問題之一。以圖1所示圓柱與圓柱垂直相交時相貫線的變化趨勢為例，講授過程中如果只告訴學生隨著橫向圓柱直徑的不斷增加，兩圓柱相貫線的變化趨勢如圖1（a）~（c）所示，并要求學生關注兩圓柱直徑相等時兩相貫線的特殊情況。學生學習后雖然能夠記住兩圓柱正交時相貫線投影形狀的變化趨勢，但是其對相貫線的空間形狀并沒有一個清晰的認識，將直接影響后續(xù)組合體的繪圖與讀圖。在面向工程實踐的“工程制圖”課程教學改革中，在完成知識點的講解后，采用三維繪圖軟件建立如圖
2所示的兩垂直相交的圓柱模型，通過修改橫向圓柱直徑讓學生觀察相貫線的變化趨勢。通過這種演示教學方法，學生認識了相貫線的三維空間形狀，再結(jié)合圖1的相貫線二維投影，在相互對照讀圖的過程中對正投影方法形成更加清晰的認知，有利于學生空間抽象思維的逐步形成。

1.2挖掘理論知識背后的工程知識

雖然“工程制圖”課程基本教學任務是教會學生如何繪圖與讀圖，但是在教學過程中如果單純地采用“填鴨式”的方法告訴學生應該怎么做，而不闡述為什么這么做的原因，學生知其然而不知其所以然，不但疲于記憶，而且會感覺該門課程枯燥乏味，難以提起興趣[3]。以圖3所示的零件圖中尺寸的合理標注為例，在授課過程中，教師通常會提到“為保證零件圖尺寸標注的合理性，在給軸類零件標注尺寸時要避免出現(xiàn)封閉的尺寸鏈，應該在合理的位置將尺寸鏈斷開”。學生雖然建立了一個“軸類零件尺寸標注應該避免出現(xiàn)封閉尺寸鏈”的概念，但其并不清楚為什么不能形成封閉尺寸鏈，而只是單純地記住了該知識點[4]，并沒有對該知識點背后的工程知識和工程原理形成認知，影響其工程思維的形成。在面向工程實踐的“工程制圖”課程教學改革中，則挖掘知識點背后的工程知識，闡述其工程原理，讓學生不但知其然，而且知其所以然。同樣以圖3零件圖中尺寸的合理標注為例。講述需要避免形成封閉尺寸鏈后，還應該闡述為什么要將尺寸鏈的斷開位置放在φ36軸段，而不放在其他軸段。首先，應該從零件的加工誤差角度出發(fā)，明確加工誤差客觀存在，不可能完全避免的觀念。其次，講述圖3中階梯軸各軸段的功能，明確左側(cè)φ30和φ24軸段需要與軸上零件配合，其精度要求高，在標注尺寸的過程中則需要優(yōu)先保證；而φ36軸段并不需要與軸上零件配合，精度要求較低，因此可以將加工誤差放到該軸段，確保該軸的功能得到滿足。通過這種講述方式，學生不但明確了“避免封閉尺寸鏈”的原因，而且還增加了對應的加工知識，建立了加工誤差和尺寸優(yōu)先級的概念，在后續(xù)其他類似的問題中能夠做到舉一反三，提升了學生的工程實踐能力。

1.3通過測繪實訓增強學生的感性認識

測繪實訓是機械工程專業(yè)學生的一個重要實踐環(huán)節(jié)，通過該環(huán)節(jié)可以為學生提供一個貼近工程實際的學習環(huán)境，給學生一個應用繪圖知識的平臺，提高學生的工程實踐能力[5]。但是，由于零件測繪需要準備零件、測繪工具等教學設備，部分學校教學條件不滿足，因此學校通常取消該部分教學內(nèi)容[6]。該校工程制圖教研室結(jié)合自身教學條件，開始在非機械工科專業(yè)“工程制圖”教學中進行了測繪實訓試點。通常，將該實訓環(huán)節(jié)設置在“零件圖”章節(jié)中，一共占用2個課時；選擇的測繪零件主要是軸、軸套、立式軸承座等；測繪工具包括直尺、外卡鉗、內(nèi)卡鉗、游標卡尺等；學生分組選擇一個對象零件，根據(jù)零件的具體結(jié)構(gòu)選擇合適的測繪工具進行測量，記錄測量數(shù)據(jù)，采用三視圖、剖視、斷面等表達方法，完成零件測繪。因為課堂內(nèi)時間限制，可以要求學生在課堂完成測量并記錄數(shù)據(jù)，課下完成圖紙繪制。在具體的實施過程中，教師根據(jù)實際的測繪零件制訂具體的實訓計劃，并通過圖片、動畫等展示不同零件測繪的難點、重點和關鍵環(huán)節(jié)，引導學生完成測繪實訓。通過開展測繪實訓，能夠培養(yǎng)學生的動手能力、團隊協(xié)作能力以及解決工程實際問題的能力，學生可以將掌握的繪圖方法應用到測繪工作中，對所學知識有了一個更加具體的感性認識和體會，在這個過程中形成的測量、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新意識，也能為后續(xù)相關課程內(nèi)容學習奠定基礎。

1.4構(gòu)建多元化、全過程的課程考核體系

在傳統(tǒng)的以筆試考試成績作為主要評價方式中，學生在學習過程中為了獲得較高的成績，通常是以熟練掌握制圖的相關知識點為第一導向，采用知識點識記等方式進行學習，一方面難以激發(fā)學生的學習興趣，同時也存在學習成績考核方式單一的問題，不能對學生的多個方面進行綜合考查。另外，在當前線下教學方式日漸普及的情況下，如何對學生的線下學習情況進行考核和評價也是課程教學改革工作需要考慮的重要內(nèi)容。為了保證學生的學習效果，確保學生在線下等其他途徑的學習過程得到認可，充分激發(fā)學生的學習興趣，在此次教學改革的過程中構(gòu)建了多元化、全過程的課程考核體系。在以往由“出勤”“平時作業(yè)”和“筆試考試”構(gòu)成的考核體系中增加了“大作業(yè)”和“線下學習”考核內(nèi)容，形成了如表1所示的“四位一體”考核體系，實現(xiàn)對學生更加全面、全過程的考核。其中，所謂的“大作業(yè)”是指在完成一個相對完整的學習內(nèi)容之后對學生的一個考查。例如，在學習零件圖之后，給學生布置一道零件圖繪圖題目，要求學生在2個課時完成零件圖的繪制與標注，并當堂提交，以此作為階段性的學習效果評價方式。而線下學習則是采用超星“學習通”、中國大學MOOC等在線學習平臺，提前上傳對應的學習資料，要求學生利用課下時間進行學習，并在系統(tǒng)中完成對應的測試題目，以系統(tǒng)統(tǒng)計的學習時間和成績作為評定學生線下學習的指標。

2面向工程實踐的“工程制圖”課程教學改革效果

通過兩個學期的教學實踐，將教學改革前后的教學效果進行對比，學生在空間思維能力、學習興趣、工程實踐能力和學習效果考核科學性等方面有較為明顯的提升，主要包括以下4個方面。

2.1空間思維能力得到提升

“工程制圖”課程對學生的空間思維能力要求較高，這就要求學生要多琢磨、多思考，學生一旦不愿意思考，隨著知識量的增加，就逐漸跟不上學習進度[7]。在實施面向工程實踐的課程改革之后，充分考慮學生學習之初空間思維能力較為欠缺的客觀情況，在授課過程中利用三維軟件演示與投影圖一致的三維模型，并根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點展示經(jīng)過截切、相貫等處理后的三維結(jié)構(gòu)圖形，學生將之與二維投影圖進行比對，逐步形成將三維結(jié)構(gòu)向二維投影轉(zhuǎn)化的能力，幫助學生順利通過由三維向二維的過渡期，使得空間思維能力得到提升。

2.2工程知識得到豐富，學習興趣得以提升

“工程制圖”課程中的理論學習知識較多，對學生導致學生學習興趣不高[8]。在開展面向工程實踐的“工程制圖”課程教學改革后，深挖案例背后的工程知識，將晦澀難懂的理論知識轉(zhuǎn)換成為實際、具體的工程需求，學生的學習興趣得到提升，學習主動性也明顯提高。與此同時，學生通過具體的工程案例，對相關的加工方法、材料屬性等知識也有了一定的了解，這對學生后續(xù)工程實踐能力的培養(yǎng)也有支撐作用。

2.3學習目標具象化，工程實踐能力得以提高

學習《工程制圖》課程的一個重要目的是為以后學生在各類型工作崗位中具備基本的讀圖、繪圖能力，滿足具體的工程實踐需求，這一點對于使學生明確學習目標，提升《工程制圖》課程學習自主意識也有重要意義[9]。開展面向工程實踐的教學改革后，在講授“零件圖”相關內(nèi)容時設置測繪實訓環(huán)節(jié)，學生通過動手測量對應的零件，在這個過程中持續(xù)不斷地測量、記錄、校正和修改，并利用前面學習的形體表達方法，將對象零件完整、合理地表達清楚，形成規(guī)范的圖紙。在這個過程中，學生不但建立了由三維模型向二維投影轉(zhuǎn)換的能力，而且熟悉了繪圖規(guī)范、形體表達方法的合理應用等知識，實現(xiàn)了理論知識的具象化。與此同時，學生通過實訓也鍛煉了自身的動手能力，熟悉并了解了工程測量工具的使用方法，豐富了自身的知識儲備，工程實踐能力也得到了提高。

2.4考核方式更加全面，能夠更好評價整體學習效果

構(gòu)建的多元化、全過程的考核體系可以從多個方面對學生的學習效果進行綜合評價，對學生的線上、線下和全學習過程進行考核。這種考核方式可以解決部分學生雖然平時學習態(tài)度端正，也能夠理解并應用相關的知識點，但是因為應考能力不強造成最終考試不通過的問題。與傳統(tǒng)的以筆試成績?yōu)橹鞯目己朔绞较啾?，這種綜合性的考核方式能夠更加真實地反映學生的學習效果。從實際的應用效果來看，這種考核方式相對更加公平，95%的學生對這種考核體系予以認可，認為這種考核體系更加公平。這樣，也就能夠激發(fā)學生的學習興趣，間接地提升學習效果。

3結(jié)語

面向工程實踐的“工程制圖”課程教學改革以當前工程教育認證為背景，考慮課時壓縮、理論學習與實踐相互脫節(jié)等實際情況，注重學生空間思維能力培養(yǎng)、理論知識背后的工程知識挖掘、基于測繪實訓的實踐能力訓練和多元化全過程的考核體系，形成了“四位一體”的“工程制圖”教學方法。該方法能夠提升學生對“工程制圖”課程的學習興趣，幫助學生逐步建立空間思維和工程實踐能力，達到新時期工程教育的目標。

參考文獻

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[7]王班,周茂瑛.非機械專業(yè)工程制圖課程教學問題分析與教學改革探索[J].教育教學論壇,2020(25):255-256.

[8]方艷,張旭,何俊杰,等.留學生工程制圖課程的探索與實踐[J].科技創(chuàng)新導報,2020,17(1):227-228.

[9]冉麗.關于《畫法幾何及機械制圖》課程教學改革的探討[J].文化創(chuàng)新比較研究,2018,2(23):92,94.

作者:曾威 孫文 孫艷萍 孫育紅 張振軍 單位:西安石油大學機械工程學院