[面向大工程观的工程制图教学改革研究初探] 教学改革初探
时间：2019-02-20 03:29:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘 要：本文对当前高等工程教育环境做了简要介绍，并且重点介绍了工程制图课程发展现状，指出了制图课程发展的一些缺陷，并面向大工程观提出工程制图课程教育改革，最终对工程制图课程教学改革提出了一些操作性思路并对其作了结论和展望。
关键词：人工程观；工程制图；教学改革
一、引言
自20世纪70年代以来，世界性的新技术革命对工程活动产生了巨大影响，工程活动对知识、技术、能力综合的需要达到前所未有的程度。同时，工程活动的经济效益及其对生态、能源、环境等方面的影响也日益明显。在此背景下，人们的工程观念发生了变化，工程内部的系统综合和工程在社会大系统中综合的必要性正被越来越多的人所认识。工程内涵不再是狭窄的科学与技术涵义，而是涵盖科学与技术以及社会经济、文化、道德、环境等多因素的大工程涵义，即“大工程观”。
“大工程观”作为一种新的工程理念乃至社会理念已在工程教育界显现。我国的高等工程教育，也必须进行大幅度的改革才能适应大工程观的理念和现代工程活动的需要。
二、工程制图课程发展现状及问题缺陷
现代工程图学的发展始于其与计算机的结合。随着计算机科学的发展，计算机由主要任务为科学计算向众多方向拓展，图形处理功能是其中之一。最初，以计算机进行图形处理主要应用于工程设计中图样的绘制，随着计算机硬件的发展，由线框三维造型发展到真实感图形显示，计算机图形学从三维处理扩展到四维甚至多维空间的科学领域。
由于计算机科学与技术的发展和推动，工程图学不再是仅限于包含几何和投影理论以及有关工程理论与知识的基础性学科，而是发展成与计算机科学、数学、工程科学、智能和思维科学等多学科交叉而又相对独立的一门现代学科。为适应形势发展的需要，国家科委主任宋健提出“到2000年前后工程技术人员强制抛掉图板、丁字尺，全部运用计算机绘图。”“甩图板”要求提出后，对工科院校制图教学产生了极大的震动，促使学校制图教学必须进行彻底的变革。然而，由于资金缺乏等原因，学校的制图教学向学生施教的基本还是传统的工程图学内容，与计算机图学的发展相比，处于相对滞后的状态。为此，工程图学工作者作了种种教学改革的尝试。如何处理好传统内容与更新内容的关系，各高校根据自己的情况都在不断探索、实践。例如华中农业大学分析了传统教学方法和现代多媒体教学方法在工程图学课堂教学中存在的问题，总结了多年工程图学的教学实践经验，利用计算机多媒体技术模拟传统的工程图学课堂教学过程，提出了一些在实践中行之有效的教学方法和对策；北京工业大学提出了图学教学的新思路，强调图学教学中实践、创新的重要作用，将图学知识的学习和图学实践相结合，着重对学生的综合素质、工程意识和创新能力的培养，并将改革研究成果在教学中通过教学对比的方式进行检验，取得了初步成效。
上个世纪50年代，我国高等院校照搬苏联模式，将土建类各本科专业按产品划分成建筑工程、地下建筑工程、桥梁工程、隧道工程、道路工程、铁道工程、交通土建工程等若干个专业。进入20世纪90年代以后，狭窄的专业模式已难以适应我国市场经济发展的需求，更难以适应21世纪社会发展对土木工程人才的要求。因此，国家教育部于1998年进行了大范围的本科专业目录的调整。土建类专业由多个狭窄的专业合并拓宽为土木工程专业，过去的“小土木”如今变成了“大土木”。教育部将一些二级学科专业调整为土木工程专业，有利于打破学生培养的行业壁垒，也有利于注重基础知识以及扩大学生知识面。工程制图课程体系虽然做了一些改革，但是对于当前土木工程专业的宽口径设置来说还是远远不足的，比如土木工程制图课程内容设置，不同的教材的侧重点不同，有的是偏重建筑工程，有的是重点介绍道路工程，有的是以铁道工程制图居多，这样的教材体系设置还是没有从根本上改变行业性、口径狭窄的状态。再者，对于工程制图课程的教学，我国的高校一般都是由制图教研室的老师承担的，由于教研室的改革滞后于专业设置的改革，那么承担制图课程的教师限于自身的专一知识结构，在讲授工程制图课程时其侧重点也是不同的：对于自身专业是工程图学方向的教师讲授课程是往往偏重图学理论而忽视专业制图；对于自身专业是建筑工程或者道路工程的教师讲授课程是偏重某一专业制图而忽视了相关专业制图。而且，对于承担工程制图课程教学的老师，由于课程教学任务重，学生作业多的原因，在从事教学工程中很少参与教学科研和工程实践，这样势必会影响专业制图部分的教学，使教学内容与工程实际严重脱节。
三、大工程观视野中的工程制图课程教育改革
以大工程观来看，21世纪的工程人才必须具备工程知识能力、工程设计能力、工程实施能力、价值判断能力、社会协调能力和终身学习能力，工程人才要具备上述六种能力，必须按大工程观的理念进行终身学习，而高等工程教育则应该为这种终身学习奠定坚实的基础。
在大工程观视野中，工程人才必需具备6种能力，而工程制图课程是学生进入高校后首先接触到的一门具有较强工程意识和实践性要求较高的技术基础课，也是工科学生必修的一门重要基础课工程制图课程，工程制图课程应该符合“大工程观”的要求，课程结构应该符合培养学生的6种能力的发展要求。其一，工程知识能力。对于工程制图课程来说，培养学生的工程知识能力，应该在课程讲解之前或者在绪论前言中，介绍课程的基本相关知识，比如建筑制图课程，应该简要介绍建筑工程、结构工程以及市政工程中工程制图的作用、工程制图在土木工程中所处的基础地位、土木工程制图在建筑艺术、工程管理、工程造价、环境工程、建筑文化等方面重要性，这样可以使学生对课程有一个感性的认识，为后续的课程打下一定的基础。其二，工程设计能力。对于工科学生来说，工程设计能力是必不可少的能力，而工程图样是工程设计的重要技术语言。针对工程设计能力，工程制图课程应该着重介绍工程图样的绘制及识读方法，结合工程设计必要的知识讲解工程图样在工程从无到有的过程中所起到的重要作用。其三，工程实施能力。这种能力具体到建设工程，就是建设工程的施工阶段，而施工阶段的行为一般都是以工程图样为基础的，工程制图课程的重要内容也是工程图样的设计和识读，针对建设工程施工阶段，培养学生识读工程图样的能力是工程制图课程的主要任务之一。在这一工程中，可以结合建设工程构造、建设工程施工、建设工程技术等施工知识详细介绍工程图样中各个组成部分的内容，以培养学生综合绘制和阅读工程图样的能力。其四，价值判断能力。对于价值判断能力，工程制图虽然是一门工科技术课程，但是其和经济、环境、社会文化和审美文化也是密切相关的。对建设工程而言，建设工程经济是必须首要考虑的内容，工程 图样在建设工程整个价值工程发挥着关键性的作用，工程造价要以工程设计图样为基础；建设工程对环境和社会的影响也可以在工程图样中进行一定的表现；建设工程本身就是一项艺术，其建设艺术美可以通过工程设计图样进行充分表达。总而言之，工程制图课程应该发挥其基础性作用，以工程图样为技术语言，构造价值判断能力培养的平台。其五，社会协调能力，终身学习能力。这两种能力不仅是大工程观视野中的工程人才应具备的能力，也是我国工程教育培养学生的目标，是符合当前“学习型”社会发展目标的。工程制图课程作为高校教育体制下的一门课程，其教育目标和发展方向必定符合教育和社会的发展方向。
四、工程制图课程教学改革的操作性思路
工程制图课程教学改革既要面向大工程观，又要和专业设置改革相吻合，具体来说可以分为以下几个方面：
(一)课程内容设置
在传统制图教学中，画法几何中的图解内容比重较高，学生在理论学习中花费了较多的时间和精力，结果使学生不仅感到制图是“头疼几何”产生畏难情绪，而且还认为制图课程与土木工程专业关系不大，从而失去了学习兴趣，因此，必要将传统教学中过多地强调空间思维训练，转变为空间思维和构形表达应用并重，将一部分与专业制图联系不紧密的图解内容压缩，在保留工程制图中常用工程图样讲授内容的基础上，增加土木工程领域中使用广泛或已形成系列化、部门标准化的典型工程图样，这样可以使学生一方面对自己的专业有深刻的理解和认识，另一方面对本专业的标准图的特征、功能和结构有全面的了解，拓宽了知识面，既有利于掌握正确制图方法，又有利于后续专业课程的学习和工程设计。
(二)根据专业设置要求，调整专业制图部分内容，优化制图教研室功能
由于当前土木工程专业涵盖了建筑工程、地下建筑工程、桥梁工程、隧道工程、道路工程、交通土建工程等方面的知识，而且今后土木工程技术人才也应该具有知识面广、适应性强的特点，有必要对工程制图课程中专业制图进行调整，增加不同专业制图的内容、介绍不同专业制图的特点和差异。对于不同专业制图中使用的规范和标准图应该详细介绍。但是也应该注意专业方向，比如建筑工程方向应该重点介绍建筑工程图样和标准，对于地下建筑、桥梁工程、道路工程制图标准和图样作为熟悉内容，重点介绍它们与建筑工程图样的差异。
根据专业制图教学内容，对工程制图教研室进行优化：取消专职的制图教师，由具有专业知识的教师来教授制图课。这样，制图课教学更能贴近专业的发展，专业课对像制图这一类的基础课的要求也更明确，需要教那些内容，需要花多少时间考虑得也会更合理。对于兼职制图教师，应该是每一位专业教师都可以教制图课。
(三)面向大工程观，拓展制图教学的外延，与其它课程交叉互融
在CAD/CAM技术、现代设计技术与设计管理技术高度发展的背景下，土木工程专业的制图教学内容也应通过优化重组，与CAD、工程设计、工程施工、工程构造、工程经济、工程管理等学科的相关内容融合交叉，围绕工程设计开发过程这一主线，建立以二维、三维CAD为重点、并与手工绘图相结合的现代制图课程新模式。在该模式下。学生不再孤立地抄画图样或表达缺乏设计信息流的立体，而是在多学科的参与和组织下，使学生真正体验基于设计、施工、管理、经济的初步工程设计制图理念，极大挖掘和调动学生的创新思维和创造能力。
五、结论与展望
工程制图课程教学改革国内许多高校都已经开始进行而且取得了一定的成果，而且在很多发达国家也有许多借鉴的经验，但是改革的措施和内容不同，作者上述改革课程体系，优化教学内容和教学体制，虽说是对工程制图教育提出的一种改革尝试，但是具体的实施措施还需要进一步的研究和探讨，如果能以此为基础，深入研究，将改革思路付诸教学实践当中，也会为工程图学教育的改革提供一定借鉴和参考价值。
