船舶与海洋工程专业工程图学课程的探讨

摘要：工程图学是船舶与海洋工程专业必修的第一门专业基础课，是一门实践性很强的技术专业课。本文结合多年的教学经验，根据船舶与海洋工程的专业特点，从课程的绪论课讲解、教学内容、教学手段等方面进行探讨，如何在该课程中培养学生的图形表达能力，加强学生的创新意识，提高学生的工程素质。

关键词：船舶与海洋工程 工程图学 课程

船舶工业是浙江省先进制造业基地建设的重点产业，但在船舶的设计建造中，支撑先进造船模式的一些关键技术尚未取得突破，造船模式相对落后，主要是因为工程技术的应用型人才和创新型人才的不足[1]。作为培养船舶与海洋工程专业高等技术人才的高等院校--浙江海洋学院，肩负着历史的重任。在船舶与海洋工程专业的课程教学中如何加强培养学生的工程应用与创新能力，以适应我国船舶工业转型升级的发展形势，以及对创新科技人才的需求，是一个相当迫切的现实问题。

现代船舶工业中，无论是设计还是建造，都离不开工程图样。工程图样是“工程界的交流语言”，是设计者表达船舶的设计思想和意图的主要工具，也是进行船舶建造和施工的重要技术文件。工程图学是船舶与海洋工程专业必修的第一门专业基础课，是一门启蒙性和实践性很强的技术专业课，要求学生运用各种绘图手段来构思、分析和表达工程问题，培养学生的空间想象能力、产品构型设计能力、创新能力和综合设计制图能力等，是每个工科学生所必须具备。如何在该课程的教学中加强学生的创新意识，提高学生的工程素质，培养学生的综合能力是本课程的主要目标[2]。

浙江海洋学院船舶与海洋工程专业，是部级第一类特色专业建设点、浙江省普通高校重点专业，通过优化教学资源、深化教学内容、更新教学手段等，进行教学改革，在学科建设上取得了巨大的进步。作为一直从事船舶与海洋工程专业《工程图学》课程教学的专业教师，非常希望学生以良好的心态开启船舶与海洋工程专业课程的学习，为后续的课程学习打下扎实的基础。本文将对船舶与海洋工程专业《工程图学》的课程教学进行思考，根据专业的特点、学生的特点，以及课程的特点，结合多年的实际教学经验，在该课程的绪论课讲解、教学内容、教学手段等方面进行探讨和改进。更有效地完成课程的教学任务，帮助学生掌握课程的理论知识，运用图学知识来表达设计思想，培养船舶设计的基础能力，为浙江省的船舶工业培养出能在船舶与海洋结构物设计、研究、制造、检验、使用和管理等部门从事技术和管理方面的高等应用性、创新型工程技术人才。

一、上好绪论课，做好专业引导

工程图学作为第一门船舶与海洋工程专业必修的专业基础课，教学计划在第一个学期，其重要性不言而喻，因此对该课程的绪论课教学安排尤为突出。要做好学生的专业引导，围绕学生自主获取专业知识、创新能力，培养工程素质，为大学本科生由浅入深地学习专业课程奠定基础。教师要将传授知识的思维方法和发展创新能力为己任，用正确的思维方法来指导课程的“教什么”和“如何教”[3]。

绪论课为该课程的内容、学习的要求和目的、学习的方法、该课程研究对象的未来发展等。课程内容的讲解，使学生全面了解工程图学课程，了解其在船舶与海洋工程专业课程中的基础地位，方便学生进行整体的学习安排。课程的学习要求和目的，培养学生的图形表达能力，通过形象思维能力提高学生的创新意识能力，可以促使学生建立一个明确的学习计划、目标，并且分阶段地进行检验。课程的学习方法，是绪论课的关键内容之一，要引导学生改变高中时的“强制学习”方式，而变为大学生的主动学习方式，并能享受到学习的快乐。课程研究对象的未来发展，可以帮助学生了解课程的发展趋势，专业的前沿知识，主动地去探求更多更远的知识。

另外，要考虑到授课对象是刚进入大学的一年级的新生，学生的问题往往是针对某个具体问题的“不懂”，很少有经过自身反复思考后的提问，所以“不懂就问”的方法是不可取的，可以通过教师指定适当的内容，引导学生自学，“百思而不得其解”后的提问与答疑才是教学双方受益的一个互动过程[1]。大一的新生，往往有“大学是轻松的”、“只要高中时努力了，到了大学就好了”等思想，这是高中老师和家长一直在诱导高中生的话，从而造成不少学生学习的独立性、主动性较差，容易导致学生对学习的有所松懈；其实“梅花香自苦寒来”，大学的生活也并不轻松。所以在进行大一工程图学课程教学时，在绪论课上就要做好的学生专业导向工作，建立专业的概念；引导学生主动学习，养成良好的自主学习的习惯。

二、合理取舍授课内容，强化专业特色

根据船舶行业发展对船舶与海洋工程专业的要求，教研室经常会修订新的教学计划，工程图学课程要构建一个宽口径、重基础的统一的图形表达、图形思维平台。但由于该课程总课时的删减，目前课程的总学时仅是40+8，40个是理论教学，8个是实验教学。船舶与海洋工程专业是近机类专业，后续有表示船体结构和形状的船海工程构造与制图等专业课程，所以在工程图学的课程教学时，在授课过程中要根据学生专业的特点对内容进行适当的调整，做好课程的内容组织，以及与后续课程的关联知识。

如何根据船舶专业的发展，对课程的教学内容进行适当的取舍、确定合理的比例，增补反映船舶及海洋工程研发现状的新内容，是对教学内容进行改革的主要矛盾[3]。如果在教学中加入反映专业的、现代的、前沿的知识，必然对传统的教学内容进行压缩，所以就要求我们对学生有能力自学的内容，不应占用有限的课堂时间，可作必要的提示，要求学生自学。在减少教学时数的前提下，保证基础知识的教学质量，这就对教师提出了更高的要求。

工程图学课程的教学内容包括：画法几何、机械制图、计算机绘图等三部分内容。画法几何部分学习用正投影法来表达空间形体和图解空间几何问题的基本理论和方法，要求学生掌握投影基础，是看图和画图的基础；机械制图部分学习想象物体的空间形状，建立图形和物体之间的对应关系，介绍国家标准对机件图样表达的规定，介绍与产品相关的零件图和装配图，要求学生掌握绘制和阅读工程图样的基本能力；计算机绘图学习用计算机绘图软件CAD来完成图形，要求学生掌握计算机的图形处理技术。

对画法几何部分的内容，除了讲解教材上的正投影法和中心投影法以外，还要补充标高投影法的知识，为学生以后学习船体知识做个铺垫，因为这是表示船体线型的一种投影方法，是绘制船体型线图的基础，但是现在的图学教材往往被精简掉了。可以把点、线、面的内容融入基本体的投影理论知识中去，利于内容的完整和连续性；简化降低截交线和相贯线的教学内容，采用近似绘制的直线或曲线代替；把轴测图与基本体、组合体的表达相结合，建立空间模型，帮助学生读图和绘图；去掉一些在实际工程中应用很少的内容，如投影变换的换面法等。

在机械制图部分的内容，在讲解了机械制图的国家标准、机件常用的表达方法、常用件和标准件等内容，可以适当地删减零件图、装配图等内容，适当地补充船体结构中的节点视图的一些内容，引导学生对船舶工程相关理论知识的探讨。虽然计算机绘图已经普及，但在教学过程中，一定要培养学生利用图板和丁字尺进行尺规作图的训练，锻炼学生掌握制图规范，强化学生对机械制图国家标准的正确运用，培养学生绘图技能。实践证明，只有掌握制图基础知识的人，才能更好地掌握和使用计算机绘图[4]。

计算机绘图目前是学习AutoCAD的软件，虽然在本课程中所占的课时不多，有时也不作为期末考试的内容，但却是学生必须掌握的绘图基本能力，在后续的船体设计、螺旋桨图设计、船舶设计原理等课程设计中将直接应用。在现代船舶工程设计中，计算机图形的快速生成，可以缩短船舶设计的周期，同时计算机生成的三维形体具有较强的立体感，更容易让学生建立起船体的立体空间结构，掌握船体结构的特点。为了让学生更好地掌握CAD技术，CAD的理论教学也放到机房，要求学生在本课程中用CAD的绘图软件完成平面图形、投影图的绘制，并在课余时间通过大量的图形练习来锻炼其熟练程度，掌握计算机绘图的基本技能，利用计算机进行船体设计，表达船体结构的特点。

三、采用适当的多媒体教学手段，提升课堂教学质量

多媒体教学是现在教学过程中主要的教学手段，体现了它无比优越的性能，它可以传递大量的信息，特别是一些图片类的，节约教师的画图时间，加快课程的授课进度，动态的教学效果可以激发学生的学习兴趣和积极性等优点。但从船舶与海洋工程的工程图学教学经历来看，多媒体教学虽然可以有效地弥补传统教学手段的不足，但不宜作为主要、甚至唯一的教学手段。要结合专业的特点、课程的特点，注意适当地与传统的板书教学相结合，处理好传统教学手段与现代化教学手段的关系。

从工程图学的课程特点来看，运用多媒体技术，可以向学生展示大量的图片，分析各种不同图形的特点，从而掌握不同的绘图技能，特别是对船舶与海洋工程专业而言，通过PPT可以把船体的一些结构立体地展示给学生，把复杂繁琐的船体结构问题简单化。但如果在课堂上过分依赖幻灯片，即使是动态的，也会让学生产生视觉疲劳，而且学生也只是看到很多线条的投影而不了解其绘图规律，特别是现在很多新的老师，基本上一节课下来，板书是空白的。

从《工程图学》课程的内容来讲，特别是在讲解点、线、面、组合体等作图方式时，教师最好把作图方式用板书演示一下，用作图工具（三角尺、圆规等）在黑板上进行线的从一端点连接到另一端点、三视图的投影连线等，让学生看到作图工具的正确使用，掌握正确的作图方式和步骤，再结合幻灯片，加深学生对几何线条的理解能力。学生只有在掌握了基本图形的绘图知识，才能更好地进行复杂的船体结构图的阅读和绘制。所以，在进行船舶与海洋工程专业的《工程图学》教学中，要以传统教学手段为主，多媒体教学手段为辅是最好的选择。

四、做好因材施教，强调个性创新

培养学生的创新能力要求在课程的教学过程中强调个性，提倡八仙过海。在工程图学课程的教学过程中，要结合学生的船舶专业和个性特点，做到因材施教，特别是做好相关的课后作业检查和辅导工作。我们不要把大一、大二变成高四、高五，要帮助学生树立自觉的学习方式，适应大学的学习生活。

在工程图学的课程教学中，要避免只注重图学知识的完整性和系统性，越讲越细，而导致给学生留下的思维空间越来越小。目前，在少学时的课堂教学中，讨论式教学一般难以实现，而要采用启发式教学，引导学生深入思考问题，调动学生的积极性。工程图学课程特别强调启发学生的空间想象能力，如何能完成这一点呢？要完成大量的课后作业。对船舶工程专业的学生来讲，因为后续又更复杂的船体结构要表达，所以在该课程的学习中，教师要随时掌握学生的学习进程、绘图能力的掌握程度，适当地调整教学方法和内容。结合三视图等概念培养学生主动设计的能力，并结合口头+书面的方式启发学生的表达能力。

从以往的船舶专业的学生对工程图学课程的学习情况来看，有些同学的空间思维能力很好，可以较短时间地完成三视图等较难的作业题；但确实也有部分同学的空间想象能力很差，有时一个晚自习做不了几题作业，其实这就是个技巧问题和时间问题，对这些同学，不能急于求成，要多提供一些图形和物体之间的对比图，先从比较直观的物体到图形来完成，然后在进行图形到物体的空间想象。同时，要让学生知道，课程的学习并不是为了最后的一个分数，而是要掌握课程的知识点，并能在后续的课程中做到灵活运用。教师采用合理有效的考核形式，调动学生学习课程的主动性，更能反映课程教学效果，可作为实现教学目标的辅助手段[5]。“淡化分数，注重考核”，避免成为分数课堂。老师布置的作业学生要及时认真的完成，作为老师也要及时认真地批改，发现问题，解决问题。

大学教师基本上都是“上课来，下课走”的模式，为了更好地加强与学生的沟通，在工程图学课程教学之余，要充分利用课程的网络平台。把图学的教学大纲、教学日历、多媒体电子教案和课件放到平台上，方便学生对课程的掌握、巩固和提高，开通习题解答、在线测试等，实现教师与学生的沟通与交流，也充分发挥学生的个人能动性。

船舶与海洋工程专业的课程教学改革是以培养工程实践能力、工程设计能力为主线的教学体系而展开的，在《工程图学》课程的教学中，强调结合船舶专业的专业特点，强调形象思维与创造性思维相结合，培养想象构形和设计能力，培养学生具有熟练运用计算机进行船体图样的设计和绘制能力，掌握船舶与海洋结构物的设计方法，较好地适应社会的需求。通过多年的教学实践证明，学生通过掌握最基本的工程图形的表达技巧，结合后续的船舶专业课程，对培养学生的绘图能力、创新能力、工程意识具有着重要的意义。在目前严峻的就业形势下，浙江海洋学院船舶与海洋工程专业的毕业生仍是供不应求。最后，希望学生能在工程图学课程的学习过程中不仅仅是对课程知识的掌握，更是对他大学学习生活的一种指导。

参考文献：

[1] 高高.关于船舶及海洋工程专业基础课教学的若干思考[J].船海工程，2008，37（4）：153-155.

[2] 王秀英，白海英，张秀芝.面向创新人才培养的工程图学综合实践[J].工程图学学报，2009（5）：148-152.

[3] 童秉枢，高树峰.谈工程图学教学中学生创新能力的培养[J].工程图学学报，2008（6）：1-6

[4] 高征兵，秦永法，张军，等.基于“卓越计划”的工程图学课程改革[J].装备制造技术，2014（9）：283-286

[5] 刘斌，吴雪，王晶，等.以实践创新能力培养为核心的工程图学课程模块化教学思考与探索[J].教学研究，2013，36（6）：97-101.