1工程图学

在继承中谋求创新，在创新中获得发展，是高校课程改革的共同特点与规律。在广大图学教育者的孜孜探求下，现代工程图学的教学体系、内容和手段，与传统的工程制图相比较，已经发生了很大的变化。目前图学教育研究的主流主要集中在以下几个方面:(l)对图学教育的内涵和外延及课程定位的研究;(2)对课程教学内容及教学体系的研究;(3)对教学手段(主要是CAI课件)的研究;(4)对课程考试及教学质量评价体系的研究;(5)对某一具体教学内容的教学法研究;(6)对教材的研究。根据布鲁贝克在《高等教育哲学》中的基本论点:即在出现一个观点的同时，经常会存在与此相反的观点，两种观点都同样言之成理，论之有据，并在许多方面能够实现新的理论基点上的统一。这一特点体现了高等教育的辩证性质，告诉我们不能盲目地把某一种教学思想当作绝对的教条，认识到问题的存在才会积极寻求解决的方法。本文试就用这种研究方法对图学教育中的有关问题进行探讨。

2课程定位的问题

课程定位包括课程性质、教学目标(目的)和任务。不同学时、不同类型的制图课程的基本定位均为技术(专业)基础课，但在实际操作中我们均将其定义为公共基础课(我校这两类课程有不同待遇)，建议在教学基本要求中定位为工科类各专业的公共基础课。近年来很多学校均把创造性构型设计能力的培养作为教学目标之一，但如何评价一种构型设计的优劣，这是目前图学教学体系难以做到的事情。如果只是臆想出不同的形状，单纯为构型而构型，只能是无本之木、无源之水。我们可从工业设计专业的设计类课程获得借鉴，在概念设计阶段，一般都在收集现有资料的基础上，提出多个设计方案(经常是上百个方案)，然后根据构成原理(平面构成、色彩构成、立体构成、空间构成等)从美学的角度评价筛选，选出较佳方案。制图课程一般在设计类课程之前，复杂的机械设计是无法进行的，一些设计步骤只能留待后续课程完成。有些学校提出工程制图课“甩图板”教学，这是不足取的。无论计算机绘图技术如何发展，草图训练均不可缺少。就像小家电无论如何发展，筷子无法取代一样。本人愚见应结合艺术图学的教学，加大草图训练的力度。

3课程体系结构的问题

图学研究的内涵、外延及研究分支尽管还会随着现代科学技术的发展而变化，但相对而言是一个争议较少的问题。但本科教学体系中应该包含图学研究领域中的那些内容却颇值得商榷。这一问题是与人才培养目标、课程定位密切相关的。图学教育纵向发展还是横向发展，是自成体系还是附属于专业系列课程，可以说是图学教育的焦点问题。图学教育的改革列人现代设计技术类课程统筹考虑是非常必要的，改革的步伐也应与现代设计技术的发展同步迈进。但整合到设计系列课程有否必要?国外有些学校虽然把制图教学归到某一系列课程中，但还是相对独立、自成体系的。就我国国情而言，失去课程的独立性，就意味着失去可支配的资源和教学投人，阻碍学科的发展。目前制图课程的学时有减少的趋势，要增加新的内容就必然要以培养实用性人才为目标，减低课程的难度，对原有内容作大胆的精简。

4计算机制图教学中的问题

计算机制图的内容是现代图学教育不可或缺的部分，而引人三维计算机图学更是图学改革的必然趋势。目前有条件的学校都先后开展计算机图学教学，但大部本学校只是把其作为独立的部分来讲授，未能真正融人到图学教学体系中，其效果只是相当于初级的软件培训班。这种改革方式只能是暂时性的，没有长久的生命力。目前软件应用的趋向是越来越“傻瓜”化，一些复杂的软件，像“3DMAX”、“Flash”等，在中、小学都很普及，并且可被中、小学生熟练掌握。在大学中花费宝贵的学时讲授软件操作方法是否值得?试问又有多少教师是通过听课的途径掌握软件的使用?要把计算机制图内容真正引人到图学教育中，就应该让其发挥更为重要的作用。传统图学教育用大量课外练习的方式去培养学生的空间想像力，这一方法已经不合时宜。原因之一是由于当代技术的发展使“图解”的作用日渐式微，画法几何的难度不断降低;另一方面也由于学生的学习领域不断扩大，不愿意也不可能有过多时间进行大量课外练习。解决问题的途径之一为以三维计算机绘图(包括计算机建模)技术为主导，重新构建工程图学的教学体系，其指导思想为:(l)从三维模型人手，直接建立从“体”到“图”的教学体系;(2)将画法几何摆到从属地位。目前学生的状况为:实践经验少，逻辑思维能力强而空间想像力差，采用循序渐进的方式不如采用直截了当的方式，首先让其掌握三维建模的方法，再建立由“体”到“图”的联系，并通过由“读图”建立三维模型的过程强化读图能力，使其认识到图纸的重要性，增加学习的兴趣和信心，最后才引人画法几何的内容对投影规律作简要总结。这一教学体系不免有急功近利之嫌，但却是有成功的经验可以借鉴的。例如，在语言类课程的教学中，过去对语法的教学摆在非常重要的位置，培养出来的学生语法分析的水平很高但语言能力低下，因此提倡淡化语法教学而重分析、重理解、重应用能力。工程图学被誉为工程界的“语言”，画法几何只是这一语言的“语法”。目前，在空间想像力的提高对人才综合素质的作用仍未被教育界所普遍接受的情况下，画法几何仅仅为图学教学所服务，花费大量时间通过间接的画法几何方法培养学生的空间想像力得不偿失，也很难达到预期效果。理由之二是很多国家和地区对我们认为非讲授不可、严格的画法几何体系的内容并不如何重视，但并不影响其学生后续课程的学习能力和工作能力。已逝的图学专家朱福熙先生也非常推祟从立体人手的图学教学法，只是限于当时的条件其教学思想不能很好实现而已。在计算机图学教学中，软件平台的选用也是值得研究的问题。为保持软件处于技术前沿，商业软件一般半年到一年就会升级一次，盲目追求采用最新版本有否必要?可否由课指委提出基本要求，和软件开发商合作，开发专用的教学软件并推荐采用。

5艺术图学教育的问题

艺术图学这一概念目前还没有被作为专有名词，更没有准确的定义。在工科院校中开展工程图学教育的同时，我们也应该重视艺术图学的教育。这是当代人才培养目标和技术竞争对图学教育的要求。过往工程设计只是重视功能设计，产品只强调满足工艺制作要求和功能使用要求，中国设计被冠以“傻、大、粗”的黑名，这与我们的制图教育体系有莫大的关系，也与制图教师缺乏市场竞争意识有关。国外很多学校都很重视产品设计的美学表述和展示，并开设专门的课程，近年来国内也有较多学校开设产品造型设计方面的选修课。但笔者认为应将其纳人到各专业的基础教学中，这块阵地应该由图学教师去占领，应该让所有的工科学生都具有产品的形式美学方面的专门知识，真正成为一种“大众”教育而不仅仅是工业设计专业的“精英”教育。目前很多制图教师都缺乏这方面的知识和教学经验，建议由工科制图课程教学指导委员会组织开办这方面的教师培训班，加人艺术图学教育的内容不但可以极大丰富图学课程教学的内容，增加学生的学习兴趣，也是目前人才培养的迫切需要。

6多媒体教学的问题

多媒体教学作为一种现代化的教学手段，在我国工程图学的课堂教学中得到广泛的应用，各种类型的CAI课件和网络课件，其作用也得到广大教师的认可。2仪旧年5月在西安召开的教育部工科制图课程教学指导委员会，在会议纪要中指出:“要给CAI以准确定位，认清它在教学过程中起的是辅助作用。当前，仍应大力提倡与鼓励各种类型CAI课件的研制，提高质量。”也对CAI课件给予了一定程度的肯定。CAI课件在增加课程内容的生动性、可再现性、减少教师的劳动强度、缩短教学辅助时间等方面的作用是勿庸置疑的。很多教学论文都对这一现代教学手段加以肯定。但经过多年的教学实践，应对其作用作出恰如其分的评价。在教学实践中，我们发现，在讲授某些章节时，在课堂上采用CAI课件的教学效果反而比不上传统的教学法。这一客观事实迫使我们反思CAI课件的作用，老一辈的图学教师总结制图课程的特点为:“看书、听课容易理解，做习题困难”。CAI课件使课程内容更直观、更易于“理解”，但减少了思维过程的训练。出现“倒挂”的现象是个别例子还是具有共性的情况，是教师的主观因素(例如课程进度掌握不好)还是目前CAI课件的缺陷，是值得从认知心理学角度去探讨的问题。

7制图国家标准教学的问题

制图国家标准的教学是目前贯穿在整个图学教育中的重要一环。“国标”在工程设计、制造中的重要性是毋庸置疑的，但对“国标”的教学研究还不多见。以笔者愚见，目前“国标”在教学中所占的比例太大，对比国外的教材，我们也许可以得到一些启发，每一个国家在工程应用上都把其国家标准或行业标准摆在重要位置，但他们在图学教学中远不如我们重视。此外，“国标”的条文也在不断的修订中，今天的缪误可能变成明天的真理，在教学和教材编写中有无所适从的感觉。一个明显的例子是同类几何元素的标注法.过去教师花很大精力去纠正形如“3x必50”中的“x”号等类的错误，现在已变成合法的符号。一些条条框框类的内容以附录的形式出现，强调“贯彻执行”已足够。同时，“国标”中的一些简化表示法对制图教学内容也会产生一定的影响，如相贯线的简化表示法等。能否考虑在图学教学中简化相贯线的教学，在介绍完相贯线的基本概念、展示一些具体形式后直接介绍相贯线的简化表示法。相贯线的内容是图学教学中的重点和难点，准确作出相贯线并没有太大意义，一些相关内容如面上取点也可以随之简化。从感情上说，可能有部分教师不忍将这部分内容舍去，也惧怕降低图学教学的难度，事实上这部分内容如同人体上的“盲肠”，割舍掉也不应该惋惜。

8课程质，评价的问题

对课程质t的评价分为学科(课程)评价及教学效果评价两方面。学科评价与师资结构和水平、教学态度、教学实验条件、教学手段、教学质量和效率、教学、科研成果等因素有关，有些学校(如我校)还把是否选用优秀教材作为评价的一项指标。对教学效果的评价也分为对教师课堂教学的评价和学生学习效果评价两部分。而对学生学习效果的评价是目前最值得讨论的部分。传统上把课堂考核、作业质量作为对学生学习效果评价的重要手段，课程考核方法作为实现教学目标的指挥棒，起着至关重要的作用。现代教育提倡“个性化”教育，但在图学教育中只能是天方夜谈，几百个学生的作业已使教师不堪重负。在教学实践中有些教师采用学生相互批改作业，教师对做作业和批改作业的学生双向打分的做法，是一种有益的尝试。对课程知识的遗忘率的评价也是需要考虑的问题，虽然我们强调制图的知识和技能应在后续课程中不断巩固、深化和提高，但后续课程和毕业设计中出现的图面问题总是使制图教师备受指责。有些学校把课程目标定位为:“创新思维与设计绘图能力的培养与提高”，如何评价检验“创新思维”能力是值得很好研究的问题。

9制图实践的问题

工程实践经验对制图课程的学习有极大的帮助，只要具备较强的工程意识，制图课程的学习是轻而易举的事情。对比目前制图教学，教师还是象过往中学教学一样，费力的去解释每一个细节，满堂灌水而学生徽于思考。过去我们强调:要灌学生一杯水，教师本身就要有一桶水。这种教学观念应该改为:教师本身有一桶水，应该指给学生一条河。只要学生认识到“水”的重要，相信他们有很强的汲取能力。与其抱怨课程质量日渐下降、学生不愿认真学习.不如采取釜底抽薪的办法，培养其工程意识，让其自觉学习。目前，制图实践的主要手段还是“纸上谈兵”，零部件测绘也是放在课程的后半段，学生的工程意识很难培养起来。工程意识的培养应该灌输在大学的整个培养过程中，国外有些学校在人学的第一年就让学生装配、拆卸汽车、飞机，并开设专门的“机械分解”课程，工程图学教学融人到实践过程中，不位时学生自然而然会想办法解决。在目前的教学环境下，我们可在讲授投影原理前，将教学模型、相应图纸交给学生.让其在计算机上建立三维模型。由学生自己去体会、理解图纸的作用。在教学中应该使用简单易学的三维软件如Sol记work。等，这是很重要的因家，目前大多数学校所采用的绘图软件AutoCAD使用难度太大，占用学时较多，导致学生将注意力集中在软件的操作使用上，不适合用作教学平台(采用Solidwork。作平台只需学习2一4个课时就能建立大部分的零件模型)。加工工艺知识是本课程中很重要的预备知识，也是工程意识培养的重要环节，目前已有商品化的教学软件，建议在教学中采用。

10双语教学的问题

在高校中开展双语教学，是教育部针对目前国内外政治经济、技术交流的要求所提出的一项重要决策。目前，国内很多高校都在进行中英双语教学的试点，并采用了各种不同的教学模式，例如:加拿大式浸没法(Canadian一s妙leimmersion)、学科式(shelteredsubjectmatterteaching)、结构式浸没式(structuredimmerZsion)与过渡性双语教学模式等。在工程图学的双语教学中，除了和别的学科所共有的问题如教师的积极性和外语水平、学生接受能力等外，最难以决策的是教学内容和体系的问题。众所周知，开展双语教学最好采用国外原版教材，但同是英语为母语的不同国家在名词术语、投影体系、内容体系均有差异，大多数教师的意见可能倾向选用美国教材，但其是否适合我国高校的教学体系，第一角投影和第三角投影体系如何取舍等问题都是值得探讨的问题。选用原版国外教材还有一个各门课程之间的衔接问题，因此最好能参考国外的整体教学体系，再制定学生的总体教学计划，这里涉及的因素很多，是一个系统性的问题。在双语教学中，一般提倡用外语进行思考，在外语环境下如何进行空间想像力的培养，采用外语教学后的教学经验总结以及教学效果的对比，开展制图双语教学的目的等等，也都是值得研讨的问题。

11借鉴国外经验的问题

21世纪我国的发展目标之一是成为工业制造业的强国，我们的图学教育也必须结合我国的国情，借鉴工业强国的成功经验。但不同国家的图学教育有不同国家的特点，同为工业强国的美国和日本，其学时数就有非常大的差异，日本的工程图学教育所占的学时数数倍于美国。而德国、意大利等国的图学教育也从其国情出发，为其具有传统、浓厚艺术特色的制造业服务。我国的图学教育目前发展的势头良好，广大制图教师也有很大的积极性。一些国家的工程教育有图学教育和设计教育整合的发展趋势，我们对这种方式应保持审慎的态度。在我国目前教育体际下，如果失去了学科的独立性，在很多方面都有负面的影响。

12结语

工程图学作为量大面广的基础课程，课程改革的结果对工科院校的影响是不言而喻的。目前课程改革的模式百花齐放，着眼点都是有利于应用型人才的培养、有利于学科的发展、有利于教学质量和教学效率的提高，不同的教学模式意味着不同的发展空间，本人不胜浅陋，提出一家之言，有些已在教学中进行尝试，有些还是不成熟的想法，有待在实践中不断完善。