面向创新教育的《工程图学》教学模式探索

摘 要： 本文阐述了在《工程图学》教学中开展创新教育的必要性，分析了《工程图学》的地位和存在的问题，提出了实施创新教育的教学模式。

关键词： 创新教育 能力培养 《工程图学》 教学模式

一、引言

二十一世纪是知识经济的时代，国力的竞争愈来愈取决于人才的竞争，拥有大量富有创新精神、创新能力、能参与国际竞争的高素质人才资源的国家，就具备了发展知识经济的巨大能力。知识经济时代需要创新人才，而创新人才的培养离不开创新教育。目前，全面推进素质教育，培养高素质的创新型人才已成为高等学校的首要使命，更新教育观念，深化教育改革，构建高校创新型人才培养模式，已是高等教育发展的必由之路。教育观念的创新是教学改革的先导，对提高本科教学质量、拓展学生素质具有关键性作用。随着科学技术的不断发展，社会对人才不断提出新的要求，对高等院校的教育思想观念不断提出新的挑战。

高等学校的教育体系是一个系统工程，在大学本科教育中落实创新能力的培养，是一个全方位、多角度、多层次的复杂问题。创新教育不同于传统的教育，它是以学生为中心，以启发性教育为主，重视学生的个性发展，注重学生创新思维与创新实践的训练，以培养学生的创新意识和创新能力为主要目标的一种教育模式。因此，在《工程图学》教学中积极开展创新教育，能充分调动学生的主观能动性，激发学生的学习热情和创造欲望，培养学生的创新思维、创新品质和创新能力，以适应知识经济时代对人才培养的需要。

二、《工程图学》课程的地位

《工程图学》课程是高校机械类学生必修的一门专业基础课，“制图是工程师的语言”有力地概括了《工程图学》在整个专业课程体系中的地位和作用。《工程图学》是大学生所学的第一门理论与实践结合最紧密的课程，通过此课程的学习，教师不但教给学生空间分析问题和解决问题的能力，而且教给学生绘图和读图的能力与技巧，对后继的专业课、课程设计、毕业设计都有很大的影响。因此，本课程的教学效果不但直接影响到大学生的知识、能力的培养，而且从侧面反映了课程教学与能力培养两者的关系和重要性，同时，由于计算机技术和三维CAD/CAM技术的飞速发展和应用，人们的思维方式和工作方式都发生了巨大变化，《工程图学》的内涵和定位也发生了深刻的变化，但是用“图”进行设计交流始终不变。于是，《工程图学》课程的教学任务不再是简单地画图和读图的问题，而是着重培养空间想象能力、形象思维能力、图形表达能力，以及创新构形能力，即对工程对象的表达能力、工程实践的严谨作风和工程活动的协作能力等工程设计能力与工程素质的培养。

三、《工程图学》课程教学过程中存在的问题

《工程图学》课程教学过程中存在的问题，主要表现为两个方面：一是学生在课程设计或毕业设计中，有了设计思路，但“不会画或画不好”；二是学生用CAD软件建立对象的三维模型，却不能用二维的图形正确地表达。这种课程教学的效果与课程建设的水平不相适应的现象，是教学改革过程中呈现的问题，既有教育大环境的因素，也有课程自身的问题。一是扩招与学时压缩，削弱了机械类学生工程能力培养的环境和时间条件；二是在《工程图学》教学过程中弱化了一笔一画的示教过程和手工画图，严重降低了课程教学质量。

四、《工程图学》新型教学模式

《工程图学》教育已经不是一门课程教学的问题，而是围绕工程素质教建立、培养创新能力的公共平台。《工程图学》的教学已发展为机械产品设计能力的培养平台，涵盖了知识培养、能力培养及工程素质培养的训练。《工程图学》已经发展成为工科培养体系中的可视化、数字化设计平台。通过整合与重构，建立由三个模块组成的新的课程体系，即基本投影方法及建模理论、设计方法与表达方法和技能、测绘建模和构形设计专题实践三个模块。新体系强调构思、设计、表达这条主线，从三维到二维、再从二维到三维的理念来搭建课程体系，并在专题实践中进行课程的综合应用，同时明确计算机图形技术中三维建模与二维绘图的关系，即三维建模主要表现设计对象的总体结构和形状，二维工程图样则表达设计对象的尺寸大小和相互位置关系，两者在课程体系中有着同等重要的地位。

《工程图学》课程的教学内容以“图形”为主，课程的信息量大、耗时多，既要节约画图时间，还要体现一笔一画的示教过程及计算机绘图工具的应用，因此，《工程图学》新型教学模式应建立在协调教学内容、教学过程与教育技术之间的关系之上，应坚持传统教学与多媒体CAI教学、网络教学、绘图软件教学相互结合，相互交替，相互渗透，创建课程教学新方法。它主要以CAI课件来组织课堂教学内容，便于理清条理、凸现重点、减少板书，提高工效率；以计算机绘图软件作为教师画图教学工具，对点、线、面的投影，相贯线、截交线的绘制，组合体及剖视图的画法，均可用绘图软件进行示范，边边操作、边讲解，再以电子素材及其它教具、模型辅助教学，形成了集CAI技术、绘图工具应用及示教过程于一体的教学模式，所以教师可根据各自的条件形成各具特色的课堂教学。课程实践环节是作为课堂教学的必要补充，应以培养基本绘图技能和产品设计技能为目标，主要包含徒手绘图、尺规作图、计算机绘图、机械产品测绘建模和计算机辅助构形设计，并应按课程专题实践的形式进行。具体措施为下列几个方面：

1.将设计概念引入课堂教学。

在《工程图学》的教学过程中引入设计过程与设计方法，不断融入工程学、设计学、创造学，以及对产品全生命周期概念等相关内容，使学生对本课程的作用、零部件结构与功能、图形的表达等有了全方位的理解。在教学过程中，引用大量的教学素材，培养学生的三维空间想象力，使学生学会参数化建模、三维实体建模。为了培养学生的创新能力，在零件图或装配图学习结束后,进行阶段性专题实践，主要由教师给出零件或部件的基本功能要求，由学生根据零部件功能进行结构构思设计和绘图表达，并要求学生必须紧扣形体构思及零件和装配结构合理表达的特点，注重零件形体结构和装配结构构思的新颖性和创新性，以及视图表达方案选择的合理性和图形表达的正确性，着重强调构思、设计、表达及三维建模与二维绘图的训练。

2.营造互动式学习环境，充分发挥学生的主观能动性。

以交互式教学作为课堂教学的主要形式，避免一讲到底、满堂灌的“填鸭式”教学模式。课堂教学要面向对象，以人为本，以学生为中心，重视学生的反映。在形式上教师要提倡双向交流，要留给学生想象的空间和时间，鼓励学生多提问、多思考，注意活跃课堂气氛，采用课堂讨论、课堂练习、课堂辅导等多种教学形式，以提高学生的学习兴趣，增强学生的学习动力。

充分发挥学生的主观能动性，鼓励学生在教师的指导下开展各种形式的自主学习，主要通过小论文、小制作、小测验的形式加以反映，从而充分调动学生的学习主观能动性，促使学生课前自主学习，课堂积极思维，课后根据个体的不同进行选择性的提高学习。

3.构建自主学习平台，激发学生学习兴趣。

应建立网上自学辅导系统，主要是《工程图学》网络课程及配套课件、电子模型挂图库、解题辅导系统、师生互动信箱等，学生随时可以查询或参与讨论。同时要开发计算机实验演示系统，充分发挥计算机的优势，用更形象生动的形式来表现二维、三维构型和构图，帮助学生拓展空间思维。

五、结语

改革与创新是高等教育发展的动力，《工程图学》新的教学模式不仅使学生的学习目的明确，而且知识结构更合理，设计意识也得到了激发，并能自觉地把《工程图学》知识融入到制造业信息化中，提高了学生的创新思维，达到了教学目标。

参考文献：

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