单宝峰　马宁　张彦富

摘 要 工程图学是工科院校必须掌握的一门技术基础课程，教育对象大多是一年级学生，从教学过程和效果来看主要存在多种能力培养的问题，如何针对能力培养，进行工程图学教育，以满足现代社会对具有创新创业能力的高素质工程技术人才的要求是要探索的问题。本文就实验班工程图学的教法与效果进行探索与实践。

关键词 工科教育 工程图学 创新能力

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.02.050

工程图学是工科教育所必须慎重对待的一门课程，其教学内容为投影方法、正投影的基本理论、空间几何元素和立体在平面上的图示原理和方法等。其主要任务是培养学生的空间几何问题的图解能力，空间想象和空间分析能力，绘制和阅读工程图样等能力。它不仅为工程制图提供必要的基础，也为学生后续课的学习提供必要的基础。目前，从教学过程和教学效果看主要存在的问题：（1）空间分析、空间想象能力较差。学生感到听课容易，做题难；（2）缺乏构型设计的内容及训练，构型设计的能力较差，学生不会表达自己构思的形体；（3）综合分析和应用理论的能力差，学生在绘图和阅读图样的过程中对所遇到的问题不会用画法几何的理论分析解决；（4）学生的自主学习、实践动手能力较差。传统的教学方法还是在应试教育的模式下习惯于“满堂灌”等，严重束缚了学生的观察、思考、想象和创新能力，不利于学生自学和实践动手能力的培养。本文从对学生的能力培养的几个方面进行了探索与实践。

（1）加强点、线、面及其相对位置投影理论教学，为学生图示、图解空间几何问题打下坚实理论基础。画法几何是研究空间几何问题图示法与图解法的学科。其研究对象有：一是研究空间几何元素（点、线、面）及其相对位置在平面上的表示法；二是研究运用投影法在平面上用几何作图的方法来解决空间几何问题。图示法是以投影理论为基础的，而图示法和图解法即画法几何为图样表达提供了科学的理论基础。因此，教师要高度重视投影理论的教学。教师在深入研究教学大纲基础上，吃透其内在联系，向学生有计划、有目的、系统地将基本概念、投影理论准确、透彻、简练地传授给学生，抓住重点、由浅入深、循序渐进，引导学生突破难点。教学实践中，要求学生熟练掌握、深信不疑并能灵活运用投影理论。学生只有熟练掌握这些投影理论，才能为学好这门课程打下坚实理论基础。

（2）加强空间分析教学，培养学生空间分析和空间想象能力。空间分析是工程图学的难点，也贯穿这门课的始终。学生反映听课容易，做题难，其根本原因就是空间分析和空间想象能力较差。具体的来讲就是学生忽视分析空间几何关系、空间几何原形与平面图形间的对应关系，只是试图用书本上的某些结论去解题；或者只注意空间几何关系，而抛开已经归纳出来的投影规律，用模型比拟空间情况来直接获得答案。教学中要加强空间分析教学，正确引导学生进行空间想象。也就是在讲授基本理论时候要从空间分析入手，在讲授理论应用时，要注意引导学生分析作图条件，建立解题的空间模型，确定空间解题步骤，以及引导学生想象解题结果的空间情况，使得学生在空间—平面—空间反复思维的过程中使自己的空间想象能力得到提高。我们在教学中，注重的是空间分析和解题思路的讲解，一般情况下不给学生图示解题。切忌只注重解题过程的图示讲解，而忽视空间分析和解题思路的讲解，不利于空间分析和空间想象能力的培养。这种实践过程在开始的时候学生会感到有一定的困难，不过很快就会逐步适应的，并且学生的空间分析和空间想象能力的培养、提高的速度会大大加快。

（3）设置典型的一题多种解法例题，提高学生对知识的综合应用能力。设置典型的一题多种解法例题，可以让学生找出多种解题思路，再去比较、分析、优选解题方法，培养提高综合分析和应用理论的能力。如：求一已知点到一定直线间的距离。同学们很熟悉这道题，因为在不同的授课阶段都作为例题出现。此题共有8种解题方法，应用了不同的投影理论，涉及到的知识面很广，有直角三角形法，辅助垂直面法，换面法、旋转法。在“投影变换应用”的习题课上，又将此题抛出，要求学生对此题进行空间分析，并给出解题思路来。学生们的积极性很高，踊跃发言，把8种解题方法的空间分析和解题思路都总结出来，效果很好。许多同学表示，听完同学对这道题的分析与讲解，感到柳暗花明了，增强了学好这门课程的自信心。像这种典型的一题多种解法例题，能激发学生想象，有助于培养多向思维，提高对知识的综合应用能力。

（4）开展创新活动，培养学生的创新能力。创新活动是开展创新教育的最佳方式。在教学中要时刻不忘以创新为教学目的，结合具体的教学内容，积极开展创新活动，以达到培养学生创新能力的目标。在学完“组合体”后留给学生一创新实践大作业，每个学生“自主设计一个中等复杂程度的组合体（不许重复），在A3图纸上绘制出三视图和轴测图，并制作出模型。”其目的是培养学生的空间想象能力（设计组合体）；培养空间构型能力（设计组合体）；培养绘图、读图能力（绘制三视图和轴测图）；培养实践动手能力（模型制作）；培养自学能力（自学轴测图内容）；培养审美意识（布图、线型、字体等图面质量）；培养认真负责的工作态度、严谨细致的工作作风（设计、绘图、作品制作等）。实践表明，这一创新实践活动是培养创新能力的极佳活动，它激发了学生学习的积极性、主动性和创造性，培养了创新意识、创新思维和创新精神，使他们的创新能力有机会得以发挥，从而达到了培养学生创新能力。表1是对全班78名学生进行的创新实践活动实施效果调查。

（5）搭建实训平台，培养学生的创新创业能力。我国把创新创业教育作为建设“创新型”国家的重要一环，以培养创新创业型人才为目标。创新创业教育，它强调“教、学、做”三者合一以及人的全面发展和终身发展，对培养德才兼备的大學生具有不可估量的作用。工程图学是一门将知识、实践和能力融为一体的综合性课程，在培养学生创新创业能力方面所起的作用是其他课程无法替代的。因此在工程图学教学中应该加强对学生的创新创业能力的培养。为了培养学生的创新创业能力，学校与海克斯康计量有限公司共建了“沈航——海克斯康测量技术实验室”，供教师进行科研和教学使用。我们利用这一实训平台，进行一次实训，要求学生在实验室的“4.5.4 SF”等型号三坐标测量仪上完成“对壳体类零件进行测量，利用一种绘图软件（不限定软件）进行零件的三维造型，绘制出零件图，并对零件进行几何精度评价。”这次实训的目的，就是要培养学生的实践动手能力；培养计算机绘图能力；提高工程图表达能力；培养组织、管理、协调能力等，使学生大开眼界，增长见识，基本上掌握了先进测量设备的使用和测量技术，为学生未来的创新创业奠定了一定的基础。其教学效果是毋容置疑的，这种实训深受广大学生的喜爱。

结束语：工程图学的教育对象是大学一年级学生，我们的授课对象是创新实验班学生，尽管他们的空间概念薄弱，但已具有一定的逻辑思维、形象思维和直觉思维的能力，因此，在工程图学教育教学中除了完成培养学生多种能力的基本目标以外，应该把培养学生创新创业能力作为最高目标。三年来，我们对创新实验班三届学生工程图学教育教学不断地进行探索与实践，积累了一定经验，取得一定成果。我们还将继续进行改革、探索、实践，为培养创新型人才作出不懈努力。

项目简介：本文为沈阳航空航天大学校级教改项目“实验班工程图学教学改革的探索与实践”（编号：02140108）的阶段性研究成果

参考文献

[1] 董国耀等.面向21世纪的图学教育.机械工业出版社.2000.7.

[2] 大连理工大学工程画教研室编.画法几何学.高等教育出版社.2003.8.

[3] 丛伟.画法几何学.机械工业出版社.2012.3.