閔祥梅 ， 王長(zhǎng)虎 ， 李風(fēng)武

（1.濟(jì)寧市工業(yè)技師學(xué)院，山東 濟(jì)寧 272000；2.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250100）

“工程圖學(xué)”課程在工科各個(gè)專業(yè)中具備基礎(chǔ)性的作用，是學(xué)生需要掌握的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在實(shí)踐教學(xué)中能夠使學(xué)生養(yǎng)成正確的工程意識(shí)，養(yǎng)成工作細(xì)心的習(xí)慣和強(qiáng)烈的責(zé)任感。本文研究“工程圖學(xué)”課程在專業(yè)教學(xué)中如何使學(xué)生適應(yīng)當(dāng)今制造技術(shù)要求，并對(duì)新時(shí)代數(shù)字化教學(xué)改革進(jìn)行探討?！肮こ虉D學(xué)”實(shí)踐教學(xué)不僅可以增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力，促進(jìn)教學(xué)改革，運(yùn)用工程意識(shí)將基礎(chǔ)知識(shí)轉(zhuǎn)變成培養(yǎng)創(chuàng)新能力的教學(xué)內(nèi)容，而且可以根據(jù)專業(yè)要求創(chuàng)新大學(xué)的人才培養(yǎng)發(fā)展模式，培養(yǎng)符合當(dāng)前制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新需要的技術(shù)人才隊(duì)伍。采用數(shù)字化技術(shù)形象的教學(xué)情境，培育學(xué)生多種思維方式，發(fā)揮數(shù)字化信息傳遞優(yōu)勢(shì)，使數(shù)字化信息融入教學(xué)過程中，創(chuàng)建具備靈性的學(xué)習(xí)氛圍。數(shù)字化技術(shù)在教學(xué)創(chuàng)新中應(yīng)用普遍，在課程中可以準(zhǔn)確展示零部件的平面圖以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)零部件的設(shè)計(jì)進(jìn)程和結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。

1 “工程圖學(xué)”教學(xué)改革研究現(xiàn)狀

1.1 結(jié)合專業(yè)建設(shè)進(jìn)行教學(xué)改革

“工程圖學(xué)”課程在工科學(xué)科中對(duì)學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建具有十分重要的作用，其要求學(xué)生掌握?qǐng)D樣的繪制以及識(shí)讀的規(guī)律，以培育學(xué)生圖形制圖的才能。但手工繪圖教學(xué)需要花費(fèi)大量課時(shí)，學(xué)生也需要花費(fèi)很多時(shí)間去練習(xí)和操作繪圖[1]。隨著三維軟件的快速發(fā)展，“工程圖學(xué)”課程順應(yīng)形勢(shì)也擴(kuò)充了計(jì)算機(jī)繪圖方面的知識(shí)，在教學(xué)中結(jié)合專業(yè)要求進(jìn)行教學(xué)改革，擴(kuò)展新的教學(xué)內(nèi)容，吸收、采用三維軟件繪圖，提升各專業(yè)學(xué)生識(shí)圖繪圖和識(shí)讀規(guī)律的能力[2]。“工程圖學(xué)”課程借助計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行教改，提高了學(xué)生識(shí)圖繪圖的能力，也促進(jìn)了數(shù)字化技術(shù)以及制造業(yè)的發(fā)展。

1.2 結(jié)合重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革

“工程圖學(xué)”課程以形體構(gòu)思為著力點(diǎn)，加強(qiáng)繪圖操作，在教學(xué)過程中根據(jù)投影規(guī)律和不同視圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生駕馭手工繪圖的技巧。教學(xué)中按照視圖之間的位置差異關(guān)系，講述展開投影面時(shí)，俯視圖的下方和上方表示物體不同前后面[3]。當(dāng)側(cè)面向右旋轉(zhuǎn)展開以后，左視圖的左右兩方分別表示物體的前后兩個(gè)面，俯視圖和左視圖分別顯示物體的不同方面[4]。提高學(xué)生對(duì)視圖的理解能力，明白零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后根據(jù)零件圖和裝配圖生產(chǎn)設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品。

2 “工程圖學(xué)”教改發(fā)展路徑研究

“工程圖學(xué)”教學(xué)理念和教學(xué)方式需要根據(jù)發(fā)展形勢(shì)做出改變，過去注重這門課程的工具性，側(cè)重講授，如今注重培育學(xué)生數(shù)字化創(chuàng)新意識(shí)。過去側(cè)重二維繪圖講授，看重手工繪圖，現(xiàn)在則更多借助三維繪圖軟件顯示零部件或局部的結(jié)構(gòu)特征、建立三維模型授課，經(jīng)過數(shù)字化技術(shù)的在線學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)零件圖、裝配圖的讀圖能力有了很大的提高。

2.1 “工程圖學(xué)”課程意義

2.1.1 調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性

工科類專業(yè)“工程圖學(xué)”課程強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生識(shí)圖繪圖能力的培養(yǎng)，工程圖樣的表達(dá)要準(zhǔn)確和齊全，以實(shí)物線條為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)以及手工繪圖的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用工程圖學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜零部件的結(jié)構(gòu)問題，以增強(qiáng)學(xué)生在企業(yè)實(shí)踐中生產(chǎn)產(chǎn)品的能力[4]。教學(xué)中對(duì)學(xué)生強(qiáng)調(diào)工程意識(shí)，培育學(xué)生空間構(gòu)想能力，并在課程教學(xué)中貫穿工程化思想，為學(xué)生職業(yè)生涯發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[5]。

2.1.2 注重能力培養(yǎng)

工科類各個(gè)專業(yè)十分重視對(duì)學(xué)生的過程性考核，為保證教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生積極參與“工程圖學(xué)”課程與實(shí)踐不僅可以豐富其工科方面的素養(yǎng)，也可以提高學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力，加深對(duì)專業(yè)的掌握程度[6]。

2.2 三維軟件輔助教學(xué)

2.2.1 鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)三維軟件

激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生采用三維軟件新技術(shù)畫剖面圖，解決軸測(cè)圖繪制中存在的難點(diǎn)問題。零件圖和裝配圖等教學(xué)內(nèi)容在“工程圖學(xué)”課程中十分重要，體現(xiàn)了產(chǎn)品各部分之間的聯(lián)結(jié)裝配關(guān)系，在上課時(shí)向?qū)W生展現(xiàn)三維模型的構(gòu)造特點(diǎn)[7]，對(duì)學(xué)生讀圖、繪圖以及零部件制造工序理解有很大幫助。

2.2.2 灌輸工程意識(shí)

激勵(lì)領(lǐng)頭雁企業(yè)以及中小企業(yè)加強(qiáng)與學(xué)校的合作，注重培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)，在“工程圖學(xué)”課程的基礎(chǔ)知識(shí)中添加優(yōu)化設(shè)計(jì)、創(chuàng)新意識(shí)以及產(chǎn)品特征等學(xué)科知識(shí)，提升學(xué)生對(duì)零部件視圖繪制畫法的學(xué)習(xí)能力[8]。教學(xué)改革不僅可以提高學(xué)生的工科素養(yǎng)，還可以提升學(xué)生繪圖、識(shí)圖的能力。在“工程圖學(xué)”課程各章節(jié)中，以基本體作為基礎(chǔ)講授投影規(guī)律，教學(xué)中要做到精煉講授，重點(diǎn)講授識(shí)讀零件圖以及零件的工藝結(jié)構(gòu)，并向?qū)W生傳輸工程思想，培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)。

2.3 構(gòu)建立體模型輔助教學(xué)

2.3.1 立體模型促進(jìn)直觀教學(xué)

傳統(tǒng)授課一般會(huì)應(yīng)用教具進(jìn)行實(shí)物展示，但教具受實(shí)物限制，所以類型較少。三維建模功能豐富，對(duì)不規(guī)則空間曲面建模方便，通過軟件旋轉(zhuǎn)和剖切等操作，可以動(dòng)態(tài)展示內(nèi)外結(jié)構(gòu)，并且可以修改模型，使學(xué)生可以更直觀和形象地理解知識(shí)[9]。課堂講授時(shí)融入“工程學(xué)”“機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)”等課程[10]，通過結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)與使用要求，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)正投影法根本理論的學(xué)習(xí)，啟發(fā)學(xué)生利用各種技術(shù)資料主動(dòng)學(xué)習(xí)零部件結(jié)構(gòu)。

2.3.2 合理分配教學(xué)內(nèi)容

“工程圖學(xué)”課程需要根據(jù)教學(xué)大綱要求，使學(xué)生更好地理解工程圖學(xué)知識(shí)。怎樣實(shí)現(xiàn)工程圖學(xué)內(nèi)容與其他專業(yè)知識(shí)的結(jié)合，恰當(dāng)合理地分配教學(xué)內(nèi)容，是“工程圖學(xué)”教學(xué)中需要考慮的。學(xué)生在剛開始學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)點(diǎn)、線、面的分析能力比較差，所以需要采用由易到難、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的教學(xué)方式。在教學(xué)中，三維立體模型可以給學(xué)生更直觀的感受，也更易于學(xué)生接受對(duì)視圖的學(xué)習(xí)。針對(duì)學(xué)生面臨的實(shí)際問題，采取啟示疏導(dǎo)的方式逐步處理問題，使學(xué)生掌握與工程實(shí)際密切聯(lián)系的知識(shí)內(nèi)容，從而便于學(xué)生學(xué)習(xí)其他具有工程基礎(chǔ)的課程。

2.4 數(shù)字化制造技術(shù)輔助教學(xué)

2.4.1 三維數(shù)據(jù)生成二維圖形

三維軟件具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，可以利用三維數(shù)據(jù)生成二維圖形，降低了對(duì)二維繪圖能力的要求，加強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)制圖的信心，并且提高了學(xué)生的繪圖能力。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的迅猛發(fā)展促進(jìn)了設(shè)計(jì)制造數(shù)字化、一體化的發(fā)展，教學(xué)時(shí)應(yīng)更加注重對(duì)學(xué)生應(yīng)用三維軟件的培訓(xùn)?！肮こ虉D學(xué)”這門課程在工科類專業(yè)中地位重要，有助于學(xué)生在繪制圖形的過程中形成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作作風(fēng)?，F(xiàn)代技術(shù)發(fā)展迅速，三維軟件數(shù)字化建模強(qiáng)化了“工程圖學(xué)”和相關(guān)課程的教學(xué)形式。在學(xué)習(xí)工程圖學(xué)時(shí)，學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)物進(jìn)行視圖、剖面圖等圖形的繪制，并把上課學(xué)到的工程圖學(xué)知識(shí)運(yùn)用到產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)中，同時(shí)掌握拆畫零件圖知識(shí)，了解常見工藝，可以根據(jù)技術(shù)要求進(jìn)行尺寸標(biāo)注，并能夠拆畫零件圖。此外，在經(jīng)過對(duì)裝配體的拆卸及裝配以后，學(xué)生能夠運(yùn)用工程圖學(xué)知識(shí)解決零部件加工過程中遇到的問題。

2.4.2 推陳出新培養(yǎng)創(chuàng)造性思維

教學(xué)變化重在改變，培育學(xué)生創(chuàng)新性思想，利用三維設(shè)計(jì)軟件在計(jì)算機(jī)上構(gòu)建三維模型，可以使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)識(shí)圖繪圖知識(shí)。同時(shí)，在教學(xué)中讓學(xué)生明白不同投影之間的投影關(guān)系，但像利用圖解法求空間相對(duì)位置這種難度較大的內(nèi)容可以讓學(xué)生根據(jù)自身情況選擇是否進(jìn)行學(xué)習(xí)。此外，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化制造理念，數(shù)字化深刻影響著企業(yè)技術(shù)的方方面面，數(shù)字化制造和數(shù)字化工藝改造推動(dòng)了傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展，縮短了產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率。在“工程圖學(xué)”課程教學(xué)中，借助軟件進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念，為將來步入社會(huì)打下基礎(chǔ)。

3 “工程圖學(xué)”教學(xué)改革反思

3.1 側(cè)重實(shí)踐教學(xué)

傳統(tǒng)的制圖教育主要包括繪圖和讀圖兩方面，但現(xiàn)代數(shù)字化制造加入了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，首先構(gòu)思三維產(chǎn)品，建立三維模型，并借助計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行輔助分析，所以在教學(xué)改革中側(cè)重實(shí)踐教學(xué)。學(xué)校教室多媒體運(yùn)用較為廣泛，多媒體教學(xué)不僅可以形象地展現(xiàn)物體投影及其相對(duì)位置關(guān)系，而且課堂內(nèi)容容量大，還能夠提高講課效率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)，可以建立工程圖學(xué)專門的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，為學(xué)生學(xué)習(xí)工程圖學(xué)現(xiàn)場(chǎng)繪圖提供穩(wěn)定的學(xué)習(xí)環(huán)境。此外，教師可以通過融合“機(jī)械設(shè)計(jì)”等其他課程，嘗試實(shí)施多種形式的教學(xué)，由多媒體演示零部件構(gòu)造和三維造型等，并根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案要求優(yōu)化提升“工程圖學(xué)”教學(xué)能力，提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)。

3.2 培養(yǎng)工程意識(shí)，強(qiáng)化工程應(yīng)用

在教學(xué)過程中，以探究式和因材施教的培養(yǎng)方式為主，注重教學(xué)過程性評(píng)價(jià)；嚴(yán)格把控教師教學(xué)業(yè)績(jī)考核，重在培育學(xué)生的才能；加大對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)過程性評(píng)價(jià)方面的考核力度，以不同方式展開課程教學(xué)，打牢工程圖學(xué)的知識(shí)儲(chǔ)備。在教學(xué)改革中培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)工程設(shè)計(jì)的能力，在“工程圖學(xué)”課程教學(xué)的核心內(nèi)容中加入案例分析，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，并結(jié)合工程實(shí)際繪制工程圖樣，使學(xué)生掌握徒手繪圖和計(jì)算機(jī)繪圖兩項(xiàng)技能。在教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)工程情境應(yīng)用與繪圖技藝，借助三維軟件促進(jìn)學(xué)生對(duì)“工程圖學(xué)”課程的學(xué)習(xí)。

4 “工程圖學(xué)”教改創(chuàng)新發(fā)展

4.1 運(yùn)用工程化思路

考慮不同專業(yè)的教學(xué)要求，編寫適應(yīng)新教學(xué)改革模式下“工程圖學(xué)”教學(xué)發(fā)展要求的教材，調(diào)整學(xué)時(shí)和教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合不同院校發(fā)展實(shí)際，圍繞不同教學(xué)措施和教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)改革探討。充分利用多層次教學(xué)因材施教，充分發(fā)掘TBL（團(tuán)隊(duì)教學(xué)模式）和PBL（問題導(dǎo)向模式）等不同教學(xué)方法，并將其應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中，構(gòu)建高效課堂。同時(shí)，多媒體教學(xué)視頻包含的圖形、圖像內(nèi)容多，教材人性化改革可以使學(xué)生更容易理解知識(shí)，在教學(xué)時(shí)結(jié)合其他專業(yè)課程講解可以更貼近工程實(shí)際，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)工程圖學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)。此外，教師需要掌握計(jì)算機(jī)軟件，積極進(jìn)行教學(xué)變革創(chuàng)新，緊跟教學(xué)改革發(fā)展前沿趨勢(shì)，以適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)改革的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。

4.2 優(yōu)化教學(xué)情境

經(jīng)過剖析“工程圖學(xué)”教學(xué)現(xiàn)狀與教學(xué)大綱的培育要求可知，教學(xué)上側(cè)重傳統(tǒng)講授，學(xué)生培養(yǎng)要求與現(xiàn)代日益發(fā)展的智能制造數(shù)字化技術(shù)要求不太適應(yīng)，學(xué)生工程應(yīng)用能力與社會(huì)發(fā)展要求有較大差距。因此，應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)教學(xué)情境，以裝備圖樣為主線，根據(jù)工程化思想擴(kuò)展、發(fā)散思維，運(yùn)用數(shù)字化等新技術(shù)，為國(guó)家培養(yǎng)更多的高素質(zhì)人才。

4.3 培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

利用信息化技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)的培訓(xùn)，在教學(xué)中發(fā)揮三維軟件優(yōu)勢(shì)，通過三維實(shí)體展示物體實(shí)物，并在教學(xué)中結(jié)合三維實(shí)體和平面圖形，以促進(jìn)數(shù)字化技術(shù)與“工程圖學(xué)”教學(xué)內(nèi)容的深度交融，造就圖學(xué)創(chuàng)新思想，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。