李懷健，王劍平，張 琪，黃 川，王 灝

（同濟大學土木工程學院，上海 200092）

工程圖學是研究工程與產品信息的表達、交流與傳遞的學問[1]。成圖與建模是利用工程圖學理論，在實際工程錯綜復雜的對象中，按國家相關的制圖標準，用手工尺規(guī)作圖或操作計算機的相關圖形處理軟件，把對象描述出來，供人們進行釋讀、分析、決策和施工。它是普通高等院校本科專業(yè)重要的技術基礎課程[2-3]。它是工程技術人員必須具備的基本技能之一[4]。

全國大學生成圖與建模創(chuàng)新大賽以工程圖學課程為依托，由教育部高等學校工程圖學教學指導委員會、中國圖學學會（原中國工程圖學學會）制圖技術專業(yè)委員會聯合舉辦了4屆，無論是參賽的地區(qū)、學校、團隊，還是學生人數，規(guī)模一屆比一屆大，影響一屆比一屆深遠，已經引起高校的工程教育、人才招聘等多方面關注。借鑒大賽的得失，發(fā)現問題[5]，促進學校建立適應當前工程圖學教育的方法。

1 成圖與建模創(chuàng)新大賽的意義

全國大學生成圖與建模創(chuàng)新大賽競賽內容：按機械類、建筑類和水利類3個類別，尺規(guī)繪圖和利用計算機軟件繪圖。主要反映高校在校學生的制圖基本知識、工程產品表達方法、國家標準的相關規(guī)定和用計算機某一繪圖軟件繪制圖樣的能力。它牽涉到工程圖樣的視圖、尺寸、技術要求、圖線、字體、布圖等要求。

1.1 引導工程圖學理論知識與實踐能力同步發(fā)展

全國大學生成圖與建模競賽，通過賽題引導教師在高校傳授理論知識的同時，注重學生基本功操練，熟練手工成圖技能、計算機繪圖和建模技能。強調學校對學生的理論知識、動手實踐的綜合素質培養(yǎng)，促使學校在學生整體工程實踐能力培養(yǎng)更上一層樓。因為，成圖、讀圖都是工科學生進入社會的實際工作中交流溝通最基本的技能，投影理論、成圖技術、建模能力是在工程競爭中立足的有力武器，是學生在大學階段要學的重要基礎課程之一。大學生只關注理論，脫離實踐的學習，尋找工作會愈發(fā)艱難。對于一所高校，畢業(yè)的學生大部分是要投入到工程建設的激烈競爭中去。在激烈的工程建設中，沒有扎實的基本功，不可能成為一名出色的工程師。顯然，企業(yè)對工程師的交流溝通能力的要求是工程師在合格基礎上具有更強的素質要求。

1.2 促進工程圖學課程教學改革與教學效果交流

大賽為在校的大學生提供了展現現代大學生制圖技能水平和創(chuàng)新能力的機會，也為全國各所高等學校圖學教育工作者提供了一個交流工程圖學課程教學改革，以及探索制圖技術的發(fā)展方向、學習先進的制圖技術與手段的平臺，有效促進工程圖學教學工作者的教學研究。

高等院校普遍受困于學生在校期間的總體教學學時數限制與應該接受教育的信息量、知識面需要大幅度提高所需教學學時數的矛盾。工程圖學教學包括投影理論、專業(yè)制圖基礎和計算機繪圖3部分，工程圖學課的基本教學目標是執(zhí)行工程圖學教學指導委員會和行業(yè)協會制定的課程教學基本要求，在現有的學時條件下，既要保持或加強理論基礎教學，又要保證制圖基礎部分的畫圖與讀圖基本技能訓練，因各高校的定位不同，隨之出現了工程圖學課程的學時數和內容要求的差異性，為此，各所高校的工程圖學教育工作者積極探索課程改革方向。舉辦全國性成圖大賽，或?。ㄊ校┵愋荣?，比賽本身讓教師和學生既有參與學校內的交流、學習和提高，也使教師和學生交融于參賽地區(qū)與地區(qū)、學校與學校之間的交流、學習，返回學校之后，把參賽獲得的經驗、體會，反哺指導和促進學校的工程圖學課程的理論教學、成圖和建模技能，融入專業(yè)課程知識水平提高。赴賽，教師、學生需要具備較高的綜合素質，在找到技能差距之外，教師、學生可以看到不同學校之間的差距，以及在同類專業(yè)之間進行比較。赴賽，也使教師之間相互交流成圖、建模技術教學之道，反思學校的定位和教學效果，加快教學改革步伐和教學成果轉化。

1.3 拓寬和加深學生對工程圖學與在校學習的專業(yè)知識相互聯系和應用

學習工程圖學這門課，這既是一門專業(yè)基礎課，更是一門深入專業(yè)學習的課程。它不但能夠培養(yǎng)同學們的空間想象能力，更是一種最直接的培養(yǎng)未來工程師嚴謹求實態(tài)度的手段。一幅幅繪圖大作業(yè)，更需要同學們的那份耐心與認真。它同時也是一門深入專業(yè)學習的課程，無論學習工程的哪個專業(yè)方向，都要靠圖紙來說話，設計師的靈感、結構師的能力、施工的難易、材料的多少，統(tǒng)統(tǒng)體現在圖紙上面，看不懂圖紙，絕對不是一個合格的工程師。事實上，畫圖的過程就是對工程結構進行熟悉的過程，通過畫圖，我們能夠學習到鋼筋混凝土結構、鋼結構、砌體結構等專業(yè)課程中所包含的每一個知識和細節(jié)。比賽賽題體現出學生知識的綜合應用能力。

2 高校在工程圖學教育中需要改進的問題

2.1 動手能力較弱

無論是計算機建模還是尺規(guī)作圖，作為一個技能型的活動考驗學生知識掌握熟練程度。無論識圖，還是成圖，最后都要通過筆的描畫或者是鼠標和鍵盤的操作把圖像反映出來。而將心中的圖做成紙上和屏幕上的圖的過程，對于一個優(yōu)秀的工程師來說，卻是最消耗時間的一環(huán)。目前形勢下的高校，許多學校在制訂大學生培養(yǎng)計劃時，已不能保證給與工程圖學課程以較多的學時，部分學校的工程圖學課程技能訓練的時間只能依靠學生課外自覺安排，技能訓練的質量依靠教師根據學生實際接受程度進行指導，學生熟練成圖的能力沒有保證。圖紙與專業(yè)知識密不可分，工程實體繪制施工圖樣和三維建模能檢驗學生深入了解一個工程結構的構型能力，它對一個學生的空間想象能力、協調能力和對大局的把握能力都有著全面的鍛煉。學生競賽在繪圖能力方面的差距主要體現在：工程圖紙看不懂，繪圖的思路不清晰，在繪圖過程中不知道如何著手；對工程圖紙的質量要求未能成為自己的自然要求，繪圖、建模的時候就不會合理的安排比賽時間；另外，參加比賽的學生雖然是經過層層選拔出來的佼佼者，但他們專業(yè)知識掌握不熟，綜合分析能力欠缺等，是導致大賽成績不理想的又一個因素。因此，在競賽中成績較好的學校，往往是這所學校對課程理論和技能兩手抓，學生學習和訓練額外認真投入的綜合反映。

2.2 學生計算機技術水平與成圖技術發(fā)展銜接不緊

當今，計算機應用技術的迅猛發(fā)展，各類繪圖和建模軟件不斷涌現，那些原來已經占領市場的軟件業(yè)也在積極完善，不斷地推出和更新各種計算機繪圖軟件，這使得工程師在成圖過程中得到很大的幫助。有些軟件的進步，可以從根本上改變工程師的整個工作流程。采用計算機成圖和處理圖像的技術已成為現代工程設計的主要技術手段。為適應信息處理技術的發(fā)展，普及先進的成圖技術，學校應該引導學生掌握先進的設計方法。比賽中，多款計算機軟件在建模中發(fā)揮很大的作用，也體現不同軟件在不同應用方面無法比擬的優(yōu)勢。對于當代大學生，工程圖學課程如果僅限于二維工程圖的軟件使用上，對其他繪圖、建模軟件不作介紹，學生不做調研、自習，有的甚至根本不全面了解和使用已學軟件，他們的計算機成圖與建模能力就不會有效發(fā)揮和提高。因此，行業(yè)設計成圖與建模典型軟件在學校的課程教學計劃中是否被及時納入、教師對學生在課內課外的引導、工程圖學課程內容的學時安排能否及時調整，將較多地影響學校對學生進入工作狀態(tài)和工程師能力培養(yǎng)。學生需要自覺加強應用性培養(yǎng)，才能適應當今社會對于人才的需求。

2.3 急功近利做法不利學生整體能力提高

在校大學生目前學業(yè)普遍較重，各種類型的創(chuàng)新活動和比賽很多，如：國家、省市級和校級大學生科研訓練計劃（SRTP）活動，全國大學生數學競賽、全國周培源大學生力學競賽、全國大學生英語競賽等10多種類型。盡管參加成圖比賽的同學熱情很高，但是，他們沒有足夠的時間、精力進行系統(tǒng)學習和提高，部分學校老師則賽前針對個別參賽學生，按照比賽要求重點輔導、強化學習和訓練，導致學生缺少過程教育培養(yǎng)。有的學校因為教學安排中的原因，沒有把相應的知識和實踐點落實在課程中，只是為提高參加比賽同學的成績，聘請教師花較大精力對參賽學生進行突擊輔習，從而把大部分同學排除在渴望知識學習之外，這種急功近利取得的成果，不是舉辦比賽的初衷，對提高學校的整體實力作用不大。

2.4 賽題的團隊合作精神和創(chuàng)新性體現不夠

從以往比賽題目的要求來看，它注重對學生成圖、建模的熟練程度和圖面質量方面；而對學生創(chuàng)新性的能力要求，題目的反映力度不夠，賽題評分中沒有考慮；對學生如何通過運用團隊的協作精神來完成競賽題目的要求缺失。也正因為在比賽中缺乏體現學生經過創(chuàng)新性思考、構思、推理、演繹，然后熟練地運用投影理論，高質量地成圖和建模，以至于部分學生誤認為比賽，主要是吃虧在缺乏強化訓練而速度始終跟不上。由于本賽事的影響力正在逐步擴大，如何引導高校在講授本課程的理論知識、制圖技能訓練的同時，更注重學生創(chuàng)新能力、相互之間的信息傳遞和團隊成員分工合作等方面的培養(yǎng)，是賽題設計者值得認真思考的問題。

3 大力培養(yǎng)大學生圖學應用能力

3.1 必須重視工程圖學技能訓練

高等院校工程圖學課程教學課時偏少，特別是專門用于手工尺規(guī)和計算機動手繪圖時間亟待增加。正是我們的計算機應用得到了普及，學時不多的工程圖學課程，只有注重培養(yǎng)學生的工程實踐能力，培養(yǎng)學生應用現代圖示方法和技術解決工程實際問題的能力，加強應用性培養(yǎng)，才能適應21世紀對于人才的需求[6]。

計算機繪圖、三維建模的過程變得簡單易行。為了能夠很好地增強學生對工程結構圖樣的認識與了解，順應社會發(fā)展的趨勢，滿足用人單位的需求，工程圖學課程要做到使學生對工程形體空間想象能力、視圖表達能力都很好，要在理論性、針對性教學的同時，工程圖學教學應該以加強培養(yǎng)學生應用現代圖示方法和技術解決工程實際問題能力，有意識地反映新動態(tài)、新技術。保留必要的手工尺規(guī)繪圖訓練，加強徒手繪圖、構型訓練和計算機機繪實踐，鍛煉他們嚴謹的工作作風，鍛煉他們分析問題、解決問題和實際動手能力，使學生在課程學習過程中了解圖學的發(fā)展趨勢，為把自己培養(yǎng)成為創(chuàng)新型人才打下基礎。賽后，一些大型企業(yè)立即與個別競賽優(yōu)秀學生簽訂就業(yè)意向的事實證明，工程圖學教育工作者必須注重學生理論與實踐的共同發(fā)展,如圖1所示。

圖1 在教學過程中開展的構型、圖樣表達訓練課題

3.2 圖學教學的創(chuàng)新

1）圖學教學理念創(chuàng)新。樹立服務學校的卓越工程師培養(yǎng)總目標，將圖學教學的知識傳授、能力培養(yǎng)、素質提高貫穿全過程，形成有個性的人才教育特色內涵。作為工科類專業(yè)的高等院校的學生，必須做到理論知識與實際應用相結合，兩方面共同發(fā)展。完備、扎實的理論知識是畢業(yè)生進一步發(fā)展的資本，特別是成圖能力越來越成為大學后畢業(yè)生就業(yè)的第一把鑰匙。學校要成為不但能夠培養(yǎng)工程研究領域的專家學者，更能培養(yǎng)能工巧匠、設計精英等社會型人才。

2）圖學教學內容創(chuàng)新。教學內容的設計將帶動學生由全過程的知識灌輸，轉變?yōu)榛A知識傳授、動手實踐、發(fā)現問題、主動探索提高的學習氛圍。采用計算機成圖和處理圖像的技術已成為現代工程設計的主要技術手段，為適應信息處理技術的發(fā)展，普及先進的成圖技術，學校應該引導學生掌握先進的設計方法。當代大學生僅限于工程圖學課程的軟件使用還不夠，更需要引導他們學習其他相關行業(yè)的應用軟件，了解其新發(fā)展，并積極創(chuàng)新自己的應用方式。

3）教學考核手段創(chuàng)新。建立了新的教學理念和新的教學內容，則教學考核的手段可以是開放式，其試題設計將進一步鞏固新的教學理念和教學內容改革。

人才培養(yǎng)是學校的根本任務，人才培養(yǎng)質量是學校的生命線，教學是學校的中心工作[7]。高校的人才培養(yǎng)以應用型人才培養(yǎng)所占比重越來越大[8]?！白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計劃”由教育部發(fā)起，旨在為未來各行各業(yè)培養(yǎng)各種類型的優(yōu)秀工程師后備軍[9]。為了配合國家“工程教育改革”和“卓越人才培養(yǎng)計劃”，參與全國大學生成圖與建模創(chuàng)新大賽，成為學校工程素質教育實踐工作的一個方面，提升了學校工程圖學教學工作的應用，提升了學生就業(yè)能力的形象。工程圖學教學與實踐需要得到高等院校的重視，也必將得到高等院校的重視。

4 結束語

工程圖學教學是一個系統(tǒng)工程，全國大學生成圖大賽依附的教學內容，是以理論教學為主，還是以社會適用教學為主的直接碰撞。如果培養(yǎng)的學生具備較深專業(yè)知識的同時，加之以良好的成圖技術，將會更好地適應社會的需求。透過全國大學生創(chuàng)新成圖大賽，考量的是學生的工程素質、創(chuàng)新能力、團隊精神等綜合素質。社會、企業(yè)熱切期待熟練掌握工程基本功的人才大量涌現。

[1]教育部工程圖學教學指導委員會.普通高等院校工程圖學課程教學基本要求.2010-5-29.

[2]靳 萍, 彭正洪.基于工程圖學學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索, 2009, (11): 144-146.

[3]董 玲, 楊素君, 等.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的工程圖學教學研究[C]//機械類課程報告論壇-201, 北京:高等教育出版社, 2010: 20-25.

[4]劉少雪, 楊 林.我國工程師職業(yè)發(fā)展的現狀與未來[J].高等工程教育研究, 2008, (5): 35-38.

[5]趙希文, 吳菊花, 燕 杰.大學生創(chuàng)新能力訓練體系與方法[J].實驗室研究與探索, 2010, (10): 67-69, 84.

[6]李懷健, 陳星銘, 謝 瑋, 等.少學時土建工程制圖課程建設的思考與實踐[J].東華大學學報, 2008,(6): 380-382.

[7]曾小彬.深化實驗實踐教學改革提升應用型人才培養(yǎng)質量[J].實驗室研究與探索, 2010, (2): 1-3.

[8]教育部.教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見[Z].教高(2007)2號,2007-2-17

[9]張安富, 劉興鳳.實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的思考[J].高等工程教育研究, 2010, (4): 56-59.