新工科背景下“工程制图”课程教学改革探究

张毅 张杰 石昌帅

摘    要：读懂基本零件图是高校非机械专业工科学生的一项基本技能。近年来，根据高校非机械专业工科的实际需求，将网络课堂工程案例教学和课堂随机测验融入整个教学过程中，并对课程考核体制进行了改革，极大地调动学生的积极性，更好地将所学知识应用于实际问题，收到了良好的教学效果，为学生日后在工作岗位上解决实际问题和技术改进打下坚实的基础。

关键词：“工程制图”;工程案例;网络课堂;考核方式

中图分类号：G642      文獻标识码：A      文章编号：1002-4107（2021）12-0081-02

新工科的提出加快了传统工科专业的转型与升级，要培养具有创新创业意识和跨界整合能力的新工科人才，就需要高校培养的学生要具有创新思维和创新意识，要具有较强的实践能力和解决工程问题的能力[1]。“工程制图”是高校非机械专业的一门专业技术基础课，涉及的专业众多，但目前该课程的教学过程中存在较多的问题。近年来，西南石油大学根据本校非机械专业的实际需求，结合网络课堂的优势，在“工程制图”学时和教学大纲改进的基础上，将课堂在线测验成绩计入课程考核体系，并以工程实际案例的设计流程为主线，对“工程制图”的教学方法和考核方式进行了改革，收到了良好的教学效果。

一、“工程制图”课程的特点

该课程任务是培养学生绘制和阅读工程图样的基本技能，培养学生的形象思维、空间思维能力和创新精神，培养学生严谨求实、认真负责的工程素养，为学习后续相关专业课程打下良好的基础，为从事本领域工作储备系统的制图基本知识和技能[2]。

二、“工程制图”课程教学存在的问题

该课程学习一般安排在大一阶段，对于刚入学的新生而言，对机械的认知仅仅限于日常生活中接触到的范围，虽然高中立体几何学习给学生的空间想象能力奠定了一定的基础，但对于复杂的切割立体模型，部分学生的构图能力较弱，当学习到组合体视图投影时，需要根据两个投影画出第三个投影，这就需要学生能够根据两个投影将组合体还原出来，然后再画出第三个视图，难度进一步加大，而学生对于后续视图表达方法的灵活运用，更觉得难以掌握。

学生对该课程的重视程度不够。该课程学习内容略显枯燥，传统教学基本都是采用“黑板画图+多媒体教学”的手段，从最开始的点、线、面投影开始讲解，在基本立体投影学习的基础上，开始学习切割体投影，这部分是后续组合体投影及立体表达方法学习的基础，但学生体会不到所学内容的连续性和递进关系，往往在学习点、线、面的投影时已经产生了懈怠的心理。此外，虽然教师一再强调该课程属于后续课程的基础课，但学生却体会不到该课程与所学专业之间的关系，如材料、化工等专业的学生会认为以后的工作不可能会用到这些知识，因此总是抱着“考试及格即可”的心态。

教学方式需要进一步改革。在互联网普及的今天，教学方式方法需适应时代的需求。目前CAD和SolidWorks等专业制图软件在机械行业已经有了广泛的应用，但学校依然会要求学生手工绘图，由于学生的习题集作业量已经非常大，因此学生会对手工绘图作业有一定的抵触心理;在课堂教学过程中，由于学时的限制，最后的CAD软件教学通常作为自学内容，由于学生的惰性较大，大多数学生都不可能去学习CAD软件，导致在学期结束时，学生对该门课程的认识仅仅停留在考试通过的层面上，而真正面对工程实际中的制图问题时根本无从下手，从某种意义上说，违背了学习“工程制图”这门课的初衷。

考核评定方式比较单一，期末考试成绩包括平时作业成绩和卷面成绩两大部分。平时作业成绩占比30%，然而成绩评定中经常发现，很多学生平时作业几乎全对，但考试成绩很不理想，这也从侧面说明了平时作业抄袭现象比较严重，而很多自己思考写作业的学生，却不能得到较高的平时成绩。由于平时作业占比较高，而且主要看作业成绩，因此，这种打分的评定方式极大地打击了一部分认真完成作业的学生的学习积极性。此外，卷面考试也不能全面反映学生对“工程制图”课程的实际掌握程度，有的学生平时不学习，考试前突击重点，最终也能通过考试，实际上根本没有掌握该门课程的本质内容。

三、“工程制图”课程教学改革的建议

（一）结合工程实际，让学生感受制图灵魂

结合实际模型，提高学生空间想象能力。针对部分学生对三维模型理解问题，首先将学生分组，在课下时间将学生带到模型室参观，让学生根据三维模型的实际结构，草绘三维投影图，加深对投影的理解;此外，也可以让学生自学CAD和SolidWorks绘图软件，将三维实物模型画出来，并以小组为单位，根据教师分配的任务建立起三维模型，体会组合体和切割体的形成过程。

引入实际工程案例，可以提高学生的学习兴趣。在本课程基本投影的学习初期，就把工程实际模型引入教学中来，让学生认识到基本投影学习在“工程制图”和实际生产中的重要性，如在讲线型时，可以把齿轮的画法引入进来，让学生体会到线型是制图的符号特征。否则，学生没有工程意识，对该门课程的工程应用的认识不到位，往往会抱着“考试通过”就可以的态度。

   （二）加强网课建设，给学生更多的展示平台

结合网络课堂优势，随机测试学生水平。目前的教学模式和“满堂灌”模式相比虽然有了较大的改善，但学生在课堂上的积极性依然不够高。教师可以结合网络课堂，准备50个或者更多的三维模型，将三维模型题目输入题库，这些模型可以贯穿到整个学期的教学过程中，课堂上让学生随机抽取，可以让学生分析线面的类型，也可以让学生画出立体的投影图，甚至可以让学生完成尺寸标注。教师讲解完某一个知识点以后，可以要求学生在作业本上完成布置的课堂作业，然后拍照上传到学习平台，这种方式最大的优势是避免了学生作业作弊的嫌疑，同时又可以让学生感觉到自己参与到教师的教学活动中，上课也不会觉得非常枯燥。

网络教学平台除了上传教学大纲、课件和一些参考资料外，还可以根据专业分类，上传一些和学生专业相关的工程案例，同时，为了更好地服务学生，教师最好将实际工程问题转化为制图的专业问题，让学生体会到为什么可以这样做，如化工专业一些特殊的压力容器的画法，石油工程专业井下工具的一些配合尺寸，该项工作的任务会比較繁重，需要专业教研室教师分工协作，最终一定可以打造出一门精品网课。如此一来，学生将会学习到大量和实际工程问题相结合的视图表达方法，学生也能够找到该门课的价值所在。

（三）改进考核体制，激励学生的主动性

加大平时考核力度，提高学生的学习主动性。将平时考核成绩占比提高到45%，其中出勤情况、课堂提问和平时作业占比25%;课堂随机布置的作业可以占比20%。课堂作业主要结合网络课程平台题库中的试题，课堂上让学生随机抽取，每位学生的题目难度系数差不多，但题目不同，可以避免学生平时作业抄袭的问题，类似随机小测验，这样也可以找出学习成绩较差的学生，让该学生坐在第一排，成为教师重点关注的对象，有针对性地帮助他进步。通过这样的改进，学生在课堂上会提高学习积极性，真正参与到整个教学过程，而不是出现“台上一人独奏，台下观众倾听”的场景，从而提高了教学质量。

期末考试成绩占总成绩的55%，主要侧重于制图基本方法和基础知识的考核。然而，目前考试的题型基本都是一成不变的模式，学生只要掌握了往年的题型，基本上都能通过考试，这就极大地打击了上课认真听讲的学生的积极性，因此需要将考试试题的灵活性和多变性体现出来，让学生能够活学活用。

   （四）结合加工工艺，理解图纸背后的含义

要想让学生真正理解图纸中的尺寸标注，就必须让学生理解工艺基准和一些加工方法的含义，如果只是简单地给学生讲解选择较大的面、孔轴线和对称面作为基准，学生必然不理解，而只是简单地死记;同样，对于内螺纹的画法，如果不给学生讲螺纹是在钻光孔基础上，再攻丝钻出内螺纹，那么学生不会理解小径粗实线、大径细实线和螺纹终止线的含义。在零件图的学习中，教师更要给学生讲清楚零件的装配配合关系，因为配合关系对机械设计的可行性有至关重要的影响，包括为什么经常采用基孔制，都必须结合加工工艺给学生讲清楚，这样学生就不需要死记该知识点，而对工程制图的含义也会有更深层次的理解。

“工程制图”课程涉及多个专业，教师要根据学生的专业特点，真正让学生感受到“工程制图”课程的灵魂和学习的意义;网课建设任务繁重，但网络平台可以容纳更多的工程案例信息量，对学生的培养有极大的益处，建议教研室教师分工协作来完成该项工作;通过课程考核体制的改革，可以极大地调动学生的积极性，更好地将所学知识应用于实际问题，为日后在工作岗位上解决实际问题和技术改进打下坚实的基础。

参考文献：

[1]黄辉祥，张敏，贾文华，等.新工科背景下基于能力培养的机械设计课程设计教学改革探索[J].教育现代化，2019，6（A0）：57.

[2]颜科红，张国新.开放式过程考核在“工程制图”项目化课程改革中的应用[J].黑龙江教育（理论与实践），2015，69（11）：67.

编辑∕丁俊玲

作者简介：张毅（1983—），男，河南南阳人，西南石油大学机电工程学院讲师，博士，研究方向：井下钻采工具设计。

基金项目：教育部高教司产学合作协同育人项目“面向油气装备特色的机械设计基础课程教学改革与实践”（201901

043035）;西南石油大学高等教育教学改革研究项目“基于翻转课堂的‘工程制图’教学改革与实践”（X2018KZ013）