邓乔元　李世洋　文峰

摘  要：工程制图是工科专业学生的一门专业基础课，也是一门理论和实践结合相当紧密的课程。在新工科背景下，工程制图传统的教学模式已经不能满足国家培养新工科人才的需求。该文指出了课时量调减的情况下工程制图课堂教学所面临的困难以及出现的问题。利用近些年高速发展的互联网，提出一种适应于少学时下保工程制图教学质量的线上线下相结合的教学新方法，有望成为解决工程制图教学所遇困难的突破口，为学生未来在工作上解决工程问题打下基础。

关键词：工程制图；教学模式；新工科；教学内容；考核方式

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）07-0118-05

Abstract： Engineering Drawing is a basic course for students majoring in engineering， which combines the theory and the practice closely. Under the background of the new engineering education， the traditional mode of teaching cannot longer meet the needs of the country and society. The difficulties of teaching in class because of class cutting is discussed in this paper. The author proposes to take advantage of the Internet technology， to create one new mode of teaching which combine the online and the offline source. This new mode is expected to solve the problems raised in the teaching of Engineering Drawing.

Keywords： Engineering Drawing; mode of teaching; new engineering education; content of courses; mode of evaluation

为了应对世界之大变局，保证我国科学创新能够长期健康发展，服务“中国制造2025”等一系列国家战略，教育部高等教育司于2017年2月发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》，将全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式——新工科建设[1]。新工科的提出，目的是加快我国传统工科专业的转型与升级，使高校未来培养的学生具有更好的创新意识，更强的创新能力。

工程制图是我国工科专业学生必修的一门基础课程。本课程要求学生学完后，能具备较好的空间想象力，能够利用一定的绘图工具，按照工程制图国家标准（或行业标准）绘制工件平面二维图[2]。同时，学生学完该课程后应该具备一定的创新精神，能够发现部分工程问题并提出相应的解决方案。因此，保证工程制图课程的教学质量，可以为国家新工科战略的实施提供有力支撑。但是这门课程所学内容较多，并且大多数的知识点是由较抽象的图形构成，而传统的工程制图教学模式通常是老师通过板书讲解结合课件演示的方式对学生进行知识点输出，课堂缺乏活力与互动，进而影响教学效果，也就导致了学生在学习工程制图过程中存在一定的困难。此外，近年因专业培养方案的调整，工程制图的教学课时被大幅削减，进一步增加了老师在课堂讲透知识点，学生完全弄通作图技能的困难。

本文主要探讨工程制图的教学如何在少学时的情况下，通过改革教学模式，充分调动学生的学习积极性、保质保量完成教学任务、达到教学效果，为我国新工科教育建设的推进助力。

一  工程制图传统教学

（一）  工程制图的课程地位

制图是一门历史悠久的学科，而工程制图这门课将图形作为研究学习的对象，是一门理论和实际严密结合的专业基础课程。对于刚进入大學校园的学生，虽然大家对机械的认识水平大多还停留在生活中能接触的较常见的物件，但是中学阶段的立体几何学习，为大家的三维空间想象力打下一定的基础，在此基础上学习较复杂机件的三维构图通常不会感觉过于困难，所以工程制图常被安排在大一或大二阶段进行学习[2]。

（二）  工程制图教学面临的困难

1  重理论、保进度，课堂讨论不激烈

新工科建设提出，要为国家培养一大批多样化的创新型卓越工程科技人才，也就表明了目前高校培养学生，以及以后企业在用人方面的侧重点，都会从注重具备相关理论知识往注重实践能力方面进行转移。但是，通过观察目前高校课堂教学现状不难发现，部分教师在从事相关课堂教学活动中仍然更加注重理论知识点的输出，而忽略了实践操作部分，进而导致学生很难将所学知识点合理运用到实际生产中去。造成工程制图教学课堂存在重理论、抓进度、轻实践的直接原因是近年来专业教学改革使本科教学增加了其他课程，进而压缩了工程制图的学时量[3]。笔者所在学院，工程制图由48学时已经压缩为32学时（学时分配见表1），而工程制图这门课包含画法几何及专业制图两大部分，涵盖点、线、面、立体的相关画法等诸多知识点，学生在课堂及课后都需要大量的时间练习巩固已学的知识点。压缩课时量就要求老师们必须在更短的时间讲完原本大纲既定的知识点，这就直接导致了任课老师必须在课堂抓进度，减少和同学的讨论互动、实际练习的时间，最终其教学模式演变成枯燥的填鸭式教学模式。大学的课堂应该是开放式的，如果一门课长期采取的是填鸭式教学模式，就会影响教学效果，难以保证该课程实现既定教学目标，更严重的是可能会导致学生在课堂上思维僵化，弱化了其三维构图能力。笔者近期对曾经修过本门课的学生进行了一次关于“工程制图教学效果”的调研，结果显示，接近40.91%的学生认为目前的教学模式会导致部分知识点不能完全听懂。

2  考核方式单一，考查面受限制

工程制图作为必修课，通常采用期末闭卷考试的方式进行学习考核，考核形式较为单一。卷面考试，通常只能在国家标准、组合体表达方式、作图步骤技巧等几个方面进行考核，大部分考题还停留在理论层次。但是，工程制图是一门理论紧密结合实践的课程，如果僅仅采用一纸试卷来进行考核，评价学生学习效果如何，是不合理的。实践教学发现，有的学生期末试卷得分较低，但是其对软件作图很感兴趣，自学了很多操作技巧，所以其CAD作图能力很强。然而，CAD作图在总成绩中占比低，而期末考试成绩在总成绩中占比很高，最终导致这类学生工程制图总分较低。本门课程考核方式过于单一，期末卷面成绩占比较大是造成这种结果的根本原因。

综上所述，工程制图的传统教学模式已经适应不了新工科背景下的人才培养需求。为了助力国家培养多样化的创新型卓越工程科技人才，工程制图的教学模式必须与时俱进，进行改革。近年来，新冠感染疫情给社会的经济发展带来了一些阻力，但是却催生了很多新的教学模式、教学方法、教学平台，这为工程制图的教学模式改革提供了新思路。目前，文献报道针对工程制图教学改革的思路，主要集中在授课方式以及考核方式两个方面。蒋杰[4]提出，随着技术的进步，现在应该充分利用“互联网+云技术”辅助工程制图教学以增加教学效率，优化教学效果；叶东东等[5]认为传统工程制图考核模式过于单一，不能客观评价学生学习效果，因此，应该增加平时成绩占比，减小期末考试占比。结合已有文献报道，笔者认为工程制图教学改革可以从教学平台、授课方式、考核内容、课程思政等几个方面入手。

二  工程制图未来教学改革的思路

（一）  利用新平台、新资源建立授课新方式

近年来，互联网技术发展迅速，线上教学平台也得到快速发展，诞生了诸如中国大学慕课、网易云课堂、雨课堂、微信公众号等各种网络教学平台[6]。海南大学目前也推出了一系列网络教学平台和资源，比如学校网络教学平台。该平台会收录校内任课老师所任教的课程，任课老师可以将学习资源上传到网络教学平台上，让同学们课前可以预习，课中可以答题，课后可以复习，学生在校期间，均能随时上网查阅网络课程的相关学习材料。在以后的工程制图教学中，笔者认为应该充分利用网络资源，特别是国家级的公开课、金课等，让学生在课前通过线上资源进行相关预习，带着问题来课堂，鼓励他们在课前和课堂上提问，最终可以过渡到老师提问，并让感兴趣的同学们来讲，实现“课堂翻转”，充分调动学生的主观能动性。如果部分学生由于内向不敢在课堂上表达观点，也可以通过网络平台给教师留言，实现师生间的沟通。由此可见，网络教学平台可以让学生利用平时的碎片化时间进行课程学习，可以提高任课老师课堂上课效率，进而解决学时压缩导致的课堂教学时间不足的问题。笔者近期所做调研结果显示，有超过70%的学生认为应该在教学过程中应用信息化平台进行教学。所以，网络教学平台必然是改革工程制图教学模式的重要工具。

（二）  理论实践齐头并进，改革教学内容

目前，工程制图的教学内容仍然以点、线、面为教学基础，在此基础上进行简单平面体、回转体等相关内容讲解，最终过渡到配合、螺纹等内容。这种传统的由简到繁的教学模式仍然过于注重理论知识点的讲解，和实际工程应用仍有较大差异。因此，笔者认为在未来工程制图的教学课堂上应该增加工程实际应用举例，以实例反思理论。举例而言，在讲解绘制螺纹这一节的时候，外螺纹的绘制是大径粗实线、小径细实线，而内螺纹却是大径细实线、小径粗实线。两者的绘制方法完全相反，学生为了能正确应对考试，只能死记硬背其绘制规律。但是，如果在教学中，我们让学生实际观察螺纹是如何制备的，他们就会明白为什么其绘制方式是相反的，螺纹的标准画法及大致的生产流程如图1所示。

通过观察图1可以发现，外螺纹在制备之前，是先通过车削加工得到外表面，之后再攻丝制备外螺纹；而内螺纹在制备之前，是先钻孔，之后再攻丝制备内螺纹。根据先后制作的顺序不同，规定了相关粗、细实线的画法。在“极限与配合”一章中，会讲到在实际生产中，通常机件的加工实际应该优先选择基孔制。其原因是在实际加工的时候，钻孔的工艺（频繁更换钻头）比轴类零件加工（通常只需要1～2把车刀）更复杂，成本也更高，因此，为了降低整体生产成本，在实际加工时通常优先选择基孔制。我们这样将实际制造工艺和画法相结合给学生讲解知识点，使其能理解记忆，我相信他们这样对知识点掌握的正确度和牢固度要远超过死记硬背的那些知识点。所以，笔者认为以后工程制图的教学过程中，一定要利用“实例促教”。在课堂上要多引用生活中常见机械零件的模型，或者生活用品的模型，使书本知识点和实际生活有机结合；此外，在讲解知识点时要充分结合机件的加工工艺，进而指导学生理解图纸、画法表达的含义，这样学生就会对工程制图有更深层次的理解。

（三）  发掘学生主观能动性，改革考核方式

作为理论必修课，工程制图的期末考试成绩占总成绩60%，但是卷面考试只能从知识点、画法技巧等几个方面的掌握程度对学生进行考查。因此，很多平时不认真的同学通过临时多看习题或者死记硬背书本、课件上的知识点，总能顺利通过考试，甚至取得不错的成绩。这就严重打击了平时态度认真的学生的积极性。笔者认为，以后工程制图的考核方式应该“重平时，轻考试”，在教学中应该加大平时表现的成绩占比。大学不同于中学，大学的课堂主角应该是学生而非老师。新工科建设提出，我国以后培养的人才应该是具有实践能力强、创造性强的高素质人才。而新工科要求的这些能力只能通过平时多发言、多提问、多参与慢慢提高。因此，应该将平时提问（特别是思考之后提出的问题）、主动发言、参与课堂知识点讲解等纳入平时表现中进行综合考查。工程制图的平时作业也采取网络平台题库抽取模式，这样的随机检测可以有效避免学生相互抄袭，鼓励大家认真学习相关知识点。其次，可以增加一些项目考核，比如，可以将班级同学进行分组，然后由任课老师给出一系列常见的机械模型，每个组选择一个模型利用CAD进行绘图，打印图纸。最终让各组制作课件在课堂进行汇报，并由任课老师及同学提问、评价项目完成程度。调研结果显示，大部分同学希望在以后的教学过程中增加平时成绩、大图及CAD作业的占比，其结果如图2所示。

图2为已经上过工程制图的学生对于“工程制图应该加大哪些方面的成绩占比”的调研结果，通过观察不难发现，超过50%的学生认为应该加大平时考核（目前占10%）和大图作业（目前占10%）的成绩占比，有40.91%的学生认为应该增加CAD作业成績（目前占10%）占比，只有20.31%的学生认为应该增加期末考试（目前占60%）占比。根据调研结果，笔者认为可以对工程制图各项成绩比例进行调整，同时对各个项目的考查方式也进行相应设计，见表2。

（四）  穿插课程思政，加强立德树人教育

以习近平同志为核心的党中央高度重视当代大学生思想政治教育。习近平总书记指出，要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程。工程制图作为工科专业学生的一门专业基础课，任课老师在教学期间应该根据本门课的特点，发掘思政元素，担起课程思政教育的职责。举例而言，就工程制图绪论开篇而言，任课老师可以简要回顾我国从古至今的制图学发展史，从而树立学生的文化自信，激发学生的爱国情怀；在讲解制图标准一节时，可以简要叙述国家标准的制定过程，强调国家标准的严谨性和科学性；在讲解螺纹绘制的内容时，可以突出标准件、精密件的技术含量，培养学生一丝不苟、追求卓越的大国工匠精神[7]；在组合体读图分析时，我们也是将整体划分为各个局部来读图理解，这就恰巧与哲学中提到的“整体”和“部分”的关系相呼应；在制图过程中，往往都是将面简化成线，线简化成点，进而把复杂的作图问题简化，这也是在实际教学中可以教给学生的处理问题的办法。总之，任课老师在今后的教学过程中一定要广泛收集思政元素，并将思政教育和知识教育有机结合，力争达到润物细无声，使学生在获得科学知识的同时，提升自己的道德修养。如图3所示，学生认为工程制图教学过程中添加思政元素可以对他们自身的促进作用。

通过观察图3可以发现，参与调研的大部分同学认为在工程制图教学中添加思政元素可以对他们自身起到积极的作用，特别是在“提高自身修养”方面，比如实事求是、一丝不苟的工匠精神等。只有少部分学生（5.24%）认为思政元素对自身提高作用效果不明显，这也督促了任课老师，在以后的课堂教育中要进一步改良思政教育方式，力争能让所有同学都能从思政教育中受益。

三  结束语

工程制图是工科专业学生的一门理论和实际联系十分紧密的专业基础课。在新工科背景下，工程制图的传统教学模式已经不能适应国家培养人才的需要。笔者认为，在互联网发展迅速的时代，如果利用好线上教育平台，丰富网络教育资源，可以使学生提高学习效率，丰富知识面；通过改革评价方式，可以充分调动学生的主观能动性，培养其创造性，使其能够将课堂所学实际应用到解决工程问题上，为他们适应社会工作打下坚实的基础；在教学过程中合理加入思政元素，可以培养学生精益求精、科学严谨的工作态度。

参考文献：

[1] 陈璐.新工科背景下基于OBE理念的工程制图教学改革研究[J].中国教育技术装备，2020（9）：83-84，89.

[2] 张毅，张杰，石昌帅.新工科背景下“工程制图”课程教学改革探究[J].黑龙江教育：理论与实践，2021（12）：81-82.

[3] 夏丽霞.工程制图教学改革的初探[J].淮阴师范学院学报：自然科学版，2022，21（1）：86-87.

[4] 蒋杰.新工科理念下的工程制图课程教学改革实践与研究[J].黑龙江教育（理论与实践），2020（8）：78-80.

[5] 叶东东，刘玉飞，江本赤.关于“工程制图”课程与实践教学模式发展新方向转变的探讨[J].科技风，2022（17）：112-114.

[6] 梁海龙，杨平平，于景华，等.工程制图类课程线上线下混合式教学模式的研究与实践[J].南方农机，2022，53（5）：140-143.

[7] 金洁，李铭，贾静静.“工程制图”课程的思政教育探索与实践[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2021，26（4）：104-107.

基金项目：海南大学课程思政教学研究专项“‘1+1+4模式工程制图中思政建设实践探索”（Hdsz20-1）；海南省高等学校教育教学改革研究重点项目“探索面向工科研究生课堂教学互动融合课程思政的教学新思路”（Hnjg2023ZD-8）；海南大学研究生课程思政典型案例“学术为什么要规范？”（HDKCSZ2023Y0006）；海南大学2022年度教育教学改革研究项目（学位与研究生教育专项）“海南自贸港建设背景下材料专业‘本硕博课程贯通中《物理化学》核心课程群的构建”（HDJG-Y202216）；海南省高等学校教育教学改革研究项目（课程思政专项）“《半导体器件物理与技术》课程思政教学设计与实践”（HnjgS2022-5）

第一作者简介：邓乔元（1991-），男，汉族，四川德阳人，博士，副研究员。研究方向为材料表面工程。

*通信作者：文峰（1976-），男，汉族，陕西汉中人，博士，教授。研究方向为材料表面工程与教学督导。