非机类工程图学闭环反馈教学改革与教学评价

白海英， 张云辉， 王秀英

（吉林大学 机械科学与工程学院，吉林 长春130025）

非机类工程图学闭环反馈教学改革与教学评价

白海英， 张云辉， 王秀英

（吉林大学 机械科学与工程学院，吉林 长春130025）

根据非机类工程图学课程的特点及教学改革的实际需要，建立了一种新的非机类工程图学闭环反馈教学改革与教学评价体系.通过分析教学中存在的问题，对教材建设、工程训练、现代教学模式等进行了改革与实践，提出了以设计制图为指导思想、图学与其他学科有机融合的设想，并通过闭环反馈不断调整改革方案，使其不断得到完善.利用建立的评价方法评价了教学改革的效果，结果表明所提出的教学改革方法可有效地提高教学质量，有利于培养学生的工程素质及创新能力.

非机类；工程图学；教学改革；教学评价

0 引言

非机类工程图学是理工科学生必修的一门技术基础课，它既有系统的理论又有较强的实践性和技术性，对培养学生的工程素质、创新能力起着重要的作用.近几年来，由于受各学科培养方向、专业设置及课程总体规划的影响，课程之间的调整较多，学时变化较大，随之带来的突出问题是绝大部分专业无后续的机械设计和制造方面的课程安排，而把工程图学课程作为学生获取机械方面知识和培养学生工程意识、工程素质、拓宽专业口径的唯一来源，因此，工程图学课程所处的地位越加变得重要［1］.近几年来，虽然对非机类工程图学课程也进行了一些改革，但效果不够明显，无论从课程体系到教学内容以及在教学手段方面，都难以适应目前对本科生培养总目标的要求.鉴于此本文针对非机类工程图学课程的教学改革与教学评价进行研究，提出一种新的闭环反馈教学改革与教学评价体系.

1 闭环反馈教学改革与教学评价体系

闭环反馈教学改革框图如图1所示.该教学改革方案首先以社会就业需求、非机类专业学生的教学定位及完成教学各环节的条件为基础，确定非机类学生工程图学课程的培养目标；再根据培养目标提出结课时学生所要达到的能力要求并与培养方案中的学生能力要求进行比较，通过二者之间的差距不断调整培养目标.另外，当结课时学生达到的能力要求与培养方案中的能力要求有偏差时，通过对教学改革和教学评价体系进行调整，使工程图学课程不断得到完善.

图1 闭环反馈教学改革框图

2 教学改革

2.1 教学改革与教材建设

教学改革的核心内容主要体现在教材建设，即教材内容的更新上.画法几何与机械制图作为工程设计领域的一门重要学科，为工程技术等领域解决空间几何及机构、工程设计等问题提供了可靠的理论依据和有效手段［2］.我们通过对国内外图学教育的现状分析，结合我校的实际情况，编写了《工程设计制图》教材.新教材在内容上保留了图学的精华，拓宽了图学的领域.

1）在投影基础各章节中，以体为主线，从形体出发讲授画法几何部分，遵循三维立体到二维图形的认识规律，力求少而精.删减几何元素中线线垂直、线面垂直、辅助平面法求相贯线和截交线、复合相贯线等内容，加强组合体读图能力的培养［3］.在机件的表达方法章节中，要求学生掌握视图、剖视图、断面图和国家标准规定的图样画法，并利用这些方法，根据机件的结构特点，选择适当的表达方案，完整、准确、清晰地表达机件.在零件图章节中，将重点放在对典型零件的画法及表达规律上.例如：对轴套类零件采用一个主视图附加移出断面图、局部放大图、局部视图和简化画法叉架类零件采用几个基本视图或剖视图、断面图局部视图、斜视图、局部放大图等表达；在画典型零件过程中让学生了解零件的工艺结构、标注尺寸、技术要求、材料的热处理等［4］.在装配图章节中，要求学生能完成较低难度的装配图的绘制，而重点以阅读装配图为主.

2）根据社会对实际人才的需求，在课程教材内容的构建方面适当增加和融入了机械原理、机械设计、机械精度设计、机械制造工艺与材料等交叉学科的相关内容，让学生了解机械的常用机构和机械设计的一般步骤，拓宽学生的工程意识.例如：在常用机构凸轮机构章节中，重点扼要地介绍对心直动推杆盘形凸轮机构应用场合、设计方法机构尺寸的确定；在连杆机构章节中列举了很多生产实际应用的机构装置等.

新教材内容以设计绘图为主线，以体为纲，涉及工程领域，拓展了学生的知识面，充分体现了培养学生工程素质和创新意识的教育目标.

2.2 教学改革与工程训练

工程图学课程是学生进入大学后最早接触的专业技术基础课，其课程的主要任务是培养学生空间想象能力、构思能力、绘制和阅读工程图样的基本技能.该课程的学习效果将直接影响到后续课程的学习.因此在教学中如何加强工程训练，培养学生的工程意识和动手能力显得尤为重要［5－6］.

1）精讲多练加强辅导，培养学生参与意识和自学能力.工程图学是一门形象思维很强的课程，非机类制图课程学时少、内容多，因此需要教师讲授时要少而精，以求在有限的时间内扩大课堂信息量.为保证教学效果，教师要充分利用实物模型、习题辅导园地、网络辅导答疑系统、三维模型库等辅助教学条件，提高学生独立解决问题的能力.鉴于大一的学生做工程图学作业时往往不知道错在哪儿的问题，教师要充分利用课外辅导时间，从画好每1条线，标好每1个数字开始，认真指导学生完成作业.

2）强化实践性教学，提高学生综合能力.为达到这一目标，利用第2学期末短学期的2周时间，设置了非机类专业本科生工程图学综合实践的教学环节，即3人为1个小组，在教师指导下测绘齿轮油泵部件.测绘工作与机械设计和生产实际紧密相关，它涉及到大量的机械设计和工艺方面的知识.在综合实践教学环节中，学生通过利用工具进行拆装实验，了解部件的工作原理、拆装顺序和装配工艺及每个零件的用途和分类；掌握和贯彻国家标准《机械制图》中的有关规定和查阅有关的机械设计手册；徒手绘制零件草图；用尺规等仪器绘制装配图；用AutoCAD软件绘图并用绘图机输出图样；编写设计说明书；最后每组提交齿轮油泵的全部技术文件等，由此得到了实际的工程设计训练.

2.3 教学改革与现代教学模式

随着计算机技术的飞速发展，传统的工程图学教学手段已远远不能适应时代发展的要求.另外，在非机类工程图学课的学时逐渐减少的情况下，要完成新的教学体系所规定的教学内容，并在有限的时间内，增加学生的课堂信息量，就必须对现有的教学方法和教学手段进行改革，开发适合教学需要的高质量的多媒体教学软件，调动学生的学习积极性和主动性，提高授课效率和质量.

1）注重传统内容与现代技术的有机结合CAD技术从根本上改变了传统的手工绘图和出图模式，人们可以在计算机上进行交互设计和计算.在讲授计算机绘图时，除了将二维计算机绘图（AutoCAD）纳入工程图学课程中，还必须在原有计算机绘图内容的基础上加入三维计算机辅助设计绘图的应用.在学生的作业中，适当削弱仪器绘图的量，将计算机绘图与手工绘图有机结合起来加强学生计算机绘图与徒手绘图的能力.结合工程图学课程，开设CAD、CATIA、UG等相关工程软件培训课，让更多的学生根据自己的兴趣获取更多的知识.

2）开发智能化的教学软件.对于学生缺乏感性知识的内容，如金属材料成型简介与铸锻工艺结构、机械加工工艺结构、螺纹紧固件联接、键销联接、零件图和装配图等，采用多媒体授课，不仅可以有助于对所学内容的消化和理解，加大课堂教学的信息量，激发学生的学习兴趣，减少教师的劳动强度，提高教学质量.目前，我们已经研制开发了与工程制图教学相配套的授课与助教型、习题辅导与助学型、自测型等系列教学软件，已建成教学、习题、辅导、考试、考查为一体的网络版智能型多媒体教学系统，该系列教学软件和网络教学系统的使用，已大大提高了教学质量和学生学习的主动性.

3 教学评价

非机类工程图学课程的教学评价通过学生成绩、学生能力和教学质量3方面进行.学生成绩是平时教学过程中学生学习效果的直接反馈，主要包括平时作业成绩和期末考试成绩；学生能力体现在手工和尺规及CAD绘图、课程设计及答辩等方面，它主要考察学生自主构思、设计的创新能力；教学质量主要考察教学过程中教学是否满足基本要求，结课时学生是否达到预期培养目标.教学评价框图如图2所示.

图2 教学评价框图

3.1 教学评价的内容

成绩评价包括平时成绩、期末成绩和计算机绘图成绩.平时成绩（包含小作业、大作业）占总成绩的20%，期末考试成绩占总成绩的70%，计算机绘图成绩占总成绩的10%.能力评价是通过在工程图学课程中增设综合实践教学环节来实现的.主要评估学生的观察能力、动手能力、空间结构分析能力、工程实践能力和团结协作能力.教学质量评价是通过学生的信息反馈、督学的教学评议机制、试卷的分析与统计来实现.

3.2 教学评价的分析

选取2个班的学生对教学改革前、后的教学情况进行对比分析.图3为教学评价效果图，它主要从草图和尺规绘图、计算机绘图、平时成绩、考试成绩、相关知识应用及教学质量7个方面对工程图学教学进行评价，每部分评价均分成5个等级，5.0分为最优，1.0分为最差.图中所对应的评价分值为全班平均值.

图3 教学改革评价效果图

从图3可以看出：教学改革前，各方面能力相对平均，其中学生手绘的草图、尺规绘图的任务比较多，学生在此方面的能力较为突出，而在计算机绘图方面存在明显不足；教学改革后，除草图、尺规绘图任务相对降低以外，其它各方面能力均有所提高，尤其在CAD、CATIA绘图方面，学生的计算机绘图能力有明显的提高.这说明，本教学改革方法可逐步提高学生的工程图学能力，不断完善本课程体系的建设.

4 结束语

根据工程图学学科的总体改革和发展趋势结合近几年来在非机类课程教学中的经验，在课程教学改革方面进行了探索和尝试.在教改中既考虑了新课程体系所涉及的教学内容和范围，又考虑了各内容和各环节间的交叉衔接关系，并将教学改革与教学评价有机地结合在一起.本文提出的教学改革与教学评价，有助于不断改进教学方法，提高课程的教学质量以及培养学生的工程意识和创新能力.

［1］ 庞永俊，孙冰心，王月亭，等.从工程图学发展趋势谈工程图学教学改革［J］.河北建筑工程学报，2010 28（4）：118－120.

［2］ 党改红，王国省，齐峰.工程图学类课程的教学改革与研究［J］.中国电力教育，2011（32）：100－102.

［3］ 王秀英.工程制图［M］.北京：科学出版社，2003：27－72.

［4］ 侯洪生.机械工程图学［M］.北京：科学出版社2008：196－219.

［5］ 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，2009，30（5）：148－152.

［6］ 姚俊红.工程图学教学与学生创新能力的培养［J］中国电力教育，2011（2）：79－80.

Teaching reforming and teaching evaluation of non－mechanical engineering drawing based on closed－loop feedback

BAI Hai－ying， ZHANG Yun－hui， WANG Xiu－ying
（College of Mechanical Science and Engineering，Jilin Uiversity，Changchun 130025，China）

According to the characters of non－mechanical engineering drawing course and the actual needs of teaching reform，we establishe a new set of teaching reform and teaching evaluation system of non－mechanical engineering drawing based on closed－loop feedback.The reform and practice on textbooks，engineering training and teaching mode are discussed through analyzing the problems in teaching process.The design of drawing is put forward as a kind of guiding ideology.And the idea which is a combination of the engineering drawing and other science is presented.The closed－loop feedback constantly adjusts the reform program.Using the evaluation method，we evaluate the effect of teaching reform.The results show that the methods of teaching reform can effectively improve the quality of teaching and train the engineering quality and innovation capability of students.

non－mechanism；engineering drawing；teaching reform；teaching evaluation

G420

A

1004－4353（2012）03－0247－04

20120523

吉林省教育厅教育教学研究项目（200841）

白海英（1955—），女，副教授，研究方向为工程图学、机械设计及理论.