基于复合型人才培养的《画法几何与工程制图》课程教学改革探究

左立杰 吴志远 王彦峰 李淼淼 李国庆 乔忠云(江苏海洋大学机械工程学院 江苏连云港 222005)

在新工科建设政策的引导下，我国各大高校的工科各专业均有了新的专业定位，培养多元化、应用型、复合型技术人才已是工科专业的共同目标。该目标的实现需要全方位提升学生的知识技能，这就需要有与之匹配的新的教学方式和教学理念。在此大环境的影响下，笔者学校工科专业基础课程《画法几何与工程制图》修订了新的教学计划以适应新的培养目标。相应的教学课时量、教学内容及教学方法也做出了对应的调整。

1 课程概述

在工程建设中，从规划、设计，再到施工都离不开工程图纸。作为指导施工作业最主要的工具和依据，也把工程图纸比喻为“工程技术语言”。工程图纸是设计思想的反映，该课程就是要学习这种语言。

该课程从点、线、面开始，学习投影规律，训练空间思维能力，介绍空间形体与平面图形的转换，教会学生用工程图完整准确地表达设计思想及工程建筑物。该课程属于学科大类基础课，包括画法几何和工程制图两个部分。

画法几何学是初级几何的延伸，是属于数学领域的一门技术基础理论学科，提供一系列的理论依据和方法，可以更好地在平面上表达空间几何元素及形体，并且将空间几何问题用平面作图的方法来解决，它本身具有严密的推理性和逻辑性。

《画法几何与工程制图》是培养工科学生机械绘图能力、读图能力的一门实用性很强的基础课[1]，是学习相关机械课程的必备基础，是从事机械设计相关工作的敲门砖。该课程旨在通过锻炼学生的空间思维能力、基于制图国家标准的学习培养学生的专业基础素养，以提高学生手工绘图、读图能力，为今后就业、深造打下坚实的基础。《画法几何与工程制图》是一门重要性和复杂性兼具的课程，与高等数学等以理论为主的课程和金工实习等以实践实验为主的课程不同之处在于它将理论和实践紧密联系在一起。因而，只有掌握好理论基础，并具备一定的实践动手能力才能学好该课程。由于部分工科专业的学生毕业后将走向企业生产第一线，从事相应的专业技术工作或者是相关的设计、开发工作，通过对这门结合了理论和实践的课程学习，必定会提高学生的理论分析结合实际情况的分析能力，为日后解决复杂工程问题奠定基础。

2 《画法几何与工程制图》课程现状

目前，各大高校画法几何与工程制图的教学过程中普遍存在的问题主要有以下几方面。

2.1 工程案例少

很多老师的上课内容都集中在讲解课本理论知识，鲜有对实际的工程案例的讲解，纯理论知识对学生的吸引力有限，因而学生听课时极易分神，因而往往对理论知识点的理解也不到位。实际的工程案例能够让学生更加切实感受到所学知识与现实生活的联系，对以后学生脱离书本、结合实际的能力培养有着不小的帮助。如果老师上课一味地只讲理论知识而减少或忽略工程案例的运用，那么学生就不能充分发挥想象力和动手能力，导致上课效率降低。

2.2 理论内容多

该部分内容与2.1叙述内容类似，老师的教学内容更加偏向理论，对实践操作的训练涉及较少，使得课堂显得有些枯燥，学生学习兴趣下降。与2.1叙述内容不同的是，2.1叙述重点是为了发挥学生的想象力，2.2侧重点则是理论和实践知识的比例不合适，理论占比大，缺少实际的动手操作[2]。

2.3 课时量有限

一般的高校设置的课时量为48学时，对于理论知识的学习已捉襟见肘。若想让学生完全地掌握，光靠理论知识的学习是远远不够的，学生只有通过大量的动手绘图，以及学习教师对学生绘图的点评才能发现自己的问题，进而提高自己对理论知识的理解力，才能彻底地掌握好该专业基础课，因而只有理论课中不时地穿插一些实践课，让学生把上节课所学内容通过自己的理解绘制到图纸上，才能让学生发现自己的不足，进而充分吸收所学内容。

2.4 课后作业量大

很多老师会选择将大量的手工绘图作业留给学生作为课后作业。由于上课缺乏热情而导致的听课不认真，课后学生自主完成作业的动力也会大大下降，就会导致存在作业敷衍、达不到预期效果的现象，再加上手工作业量较大，学生更加会产生抵触心理，以至于教学效果差。

在以往的教学过程中，关注的重点仍然是基础理论，不完全符合卓越工程人才的培养初衷。在我国新工科建设的大环境下，对工程专业学生要求也有所提高，需要兼具扎实的专业知识和较强的动手能力以及解决实际工程问题的能力[3]。因而，只有通过基础理论学习与实践操作相结合，才能达到提高学生解决实际工程问题的能力。

3 《画法几何与工程制图》教改建议和设想

马克思主义哲学理论告诉我们：看待问题要一分为二，不能片面地看待问题，以免陷入形而上学的泥沼，甚至是唯心主义。问题的出现，都不可能是单方面原因引起的。教学亦是如此，教学效果不理想，可能是教学方案不够完善，或是学生的学习方式存在问题。所以，对于教学改革的建议将会从两个方面来进行，以更好地帮助解决画法几何与工程制图教学中存在的问题。

该课程的主要授课目标具体叙述如下。

（1）学习工程制图的基本知识、基本方法及读图识图的技能，会使用绘图工具和绘图仪器，掌握阅读和绘制工程图样的基本技能。

（2）掌握投影的基本原理，掌握各几何元素空间相对位置的投影特点，并能解决空间几何元素的度量和定位问题。

（3）了解和掌握国家制图标准中有关符号、图样画法、尺寸标注等规定；掌握建筑形体的各种表达方法；掌握工程图的尺寸标注方法；掌握各种投影视图的阅读及绘制。

（4）掌握专业制图的有关标准规定和表达方法，掌握绘制和阅读工程图的基本技能。

为达成授课目标，需要对老师的教学方法和学生的学习方法两方面进行改进。

3.1 教学方法改进

《画法几何与工程制图》这门课应该一分为二地看待，画法几何是画图的理论知识，工程制图是实践的内容。画法几何是如何去全面地表现物体的一种方法，如轴测图、透视图等，工程制图是根据画法几何理论具体地绘制工图、结构图等，如机械制图，螺帽、螺钉等。

《画法几何与工程制图》的教学存在的问题：第一，教学内容多；第二，知识点散乱；第三，课时量不足等问题。针对以上存在的问题，笔者建议采取改进措施具体如下。

3.1.1 教学方法多元化

这门课相对抽象且难懂，但学好这门课对学生大有裨益，老师的教学方法是非常重要的一个环节。老师上课的过程中尽量将生涩难懂的理论知识融入现实的工程案例当中传授讲解给学生，针对不同的工程实际问题，从而引入相应的知识或者例图。除了相应的PPT教学，也可以拿实物来对比，也就是先将实物模型在PPT上展示，再拿出实物形成对比，从各个角度展示需绘制零件的外部和内部造型[4]。在做完两者的对比教学之后，学生能够印象更深，对模型的绘制也会更加顺利。

3.1.2 理论结合实践

在理论课讲授完成之后，可以安排学生手动绘制图纸，针对上课所学内容，组织同学分组、分工明确后完成图纸的绘制。也可以针对上述的实际工程问题，做出相应的训练，让同学们初步绘出零件的图纸，按照规范的步骤逐一绘制。老师可以亲自示范，或者将绘制过程的相关视频放映给学生看，形成视觉冲击，更加直观地教学生手工画法，也能够让学生更容易掌握画法的技巧，这也是一种辅助教学的有效方法[5]。

3.1.3 适当地增加制图实践课

注重实践教学的有效性，避免盲目性教学，要有创新的实践，增加课堂趣味性，从而提高学生的学习积极性，进而达到提升教学质量的目标。课程教学中将理论与实践穿插，在教学过程中，可以将学生熟悉常用的机械零件，比如轴承、齿轮等展示给学生，在讲授完课本内容后，可以带领学生去实验器材室进行观摩认识学习，把图纸与实物对照，把三维图形与图纸形成对比，更全面地掌握图形的绘制，更深入地了解模型的应用，对提升学生制图能力有很大帮助。

3.1.4 优化教学评价和考核方式，适当增加实践课

在期末考试中，优化教学评价和考核方式，适当增加实践课比重，平时的制图作业完成情况也可以纳入期末考核评价，主要为了增强学生绘图能力，增加对零件机构的了解。学以致用才是该专业课的目标，而非只是为了笔试和理论知识的掌握。所以该门课的期末考试成绩应该包括平时作图练习、实践课绘图、期末试卷（笔试）这3 个部分，期末笔试的成绩比重最好不超过50%。

同时，授课老师要把握好教学时间，合理安排上课内容。增加与学生的互动，提高学生积极性，让学生融入课堂，丰富课堂所学内容。在授予理论知识的同时，也应展示相应的常考例题和生活实例，使学生易于接受，提高学习效率。

3.2 学习方法改进

除了教学方法的改进，学生的学习方法也要与时俱进，不能一味地背书本理论知识，依赖于期末考试的成绩。在平时，除了学好书本知识，也要加强动手能力，及时地消化理论知识并将其转化为自己的绘图操作能力。

这门课主要是了解几何形状物体的位置关系和相贯线是如何形成的，在投影面上应该形成什么样的结果。比如：球体在三视图中都是圆，而长方体在三视图中的长方形的具体边长与投影面有关等，所以要针对这门课的特点找到有效的学习方法。以下从理论和实践两个方面给出学习方法的改进[6]。

理论上，必须掌握如点线面的投影特征之类的概念性问题(平线、垂线、一般位置线，平面、垂面、一般位置面等)对分析复杂形体特别有用。这就要求同学们上课需要认真听老师讲解的基础概念，在脑中形成三维画面，紧跟老师步伐，积极消化。积极与老师互动，把老师上课的重点知识点做好标注，课后也要及时巩固，理论是付诸实践的基础，所以在操作之前，相关的理论知识需要有所储备，这样可以避免一些基本的错误，也为了能够更好地着手制图。

实践中，课堂上及时跟随老师绘制相应的图例，课后及时完成老师布置的课后作业。多想、多问、多画、多演示，实际操作中可以利用铅笔当线，利用三角板、纸张当面演示画法几何的相对位置关系。若能在补图补线时先勾画出立体图，能较大程度提高准确率，顺利渡过三视图难关。老师上课会安排实际操作，要积极与组里的同学合作，各司其职，把属于自己的部分按照规范的步骤一步一步完成绘制。其余部分基本都是国标规定，基本画法等就比较容易学习了，只要打好基础，积极动手，就能很好掌握了。

该门课是机械专业最基础的课，其重要性不言而喻。越是基础的课程，用处就越大，学习方法往往就是简单原始的最有效，那就是听课、想象以及实践[7]。具体内容总结如下。

（1）立足课本，务必熟练掌握课本上对绘图的基本要求，包括画法、视图、标注、布局等。

（2）多看图，提高自己空间想象能力。可以从图书馆多借一些图集之类的入门书籍，看图纸一定要看懂为止，基本功一定要力求扎实。

（3）多练习，练习是提升的关键。一般学校都会配备相应的练习图本，除此之外，一定要勤加练习，实践出真知。

（4）做到以上几点的基础上，还需多交流，刚入门时交流能收获奇效，总结自己和别人的经验是必经之路，养成规范制图习惯。

4 结语

《画法几何及工程制图》课程是一门理论性和实践性兼具的基础专业课。随着我国特色社会主义现代化建设事业发展到新阶段，对德智体全面发展的高级工程技术人员的需求也大大增加。作为高校土木工程、机械工程、工程管理类专业必修的基础专业课，这门课为其余专业课的识图、绘图奠定了基础。工科的大学生除了必须掌握与该专业相关的专业知识，同时还必须具有一定的实验、计算机绘图等动手实践能力，才能够胜任新时代的新青年的艰巨任务。教师要和学生紧密配合，老师上课教得好，学生上课学得好，课后任务完成得好，才能高质量完成教学任务，在这样的良性循环之下，当代大学生才能完成祖国赋予的新时代青年的艰巨任务，努力成为新时代技术型、多元化、复合型人才。