工程圖學(xué)教育相關(guān)問題

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1工程圖學(xué)

在繼承中謀求創(chuàng)新，在創(chuàng)新中獲得發(fā)展，是高校課程改革的共同特點與規(guī)律。在廣大圖學(xué)教育者的孜孜探求下，現(xiàn)代工程圖學(xué)的教學(xué)體系、內(nèi)容和手段，與傳統(tǒng)的工程制圖相比較，已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。目前圖學(xué)教育研究的主流主要集中在以下幾個方面:(l)對圖學(xué)教育的內(nèi)涵和外延及課程定位的研究;(2)對課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)體系的研究;(3)對教學(xué)手段(主要是CAI課件)的研究;(4)對課程考試及教學(xué)質(zhì)量評價體系的研究;(5)對某一具體教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)法研究;(6)對教材的研究。根據(jù)布魯貝克在《高等教育哲學(xué)》中的基本論點:即在出現(xiàn)一個觀點的同時，經(jīng)常會存在與此相反的觀點，兩種觀點都同樣言之成理，論之有據(jù)，并在許多方面能夠?qū)崿F(xiàn)新的理論基點上的統(tǒng)一。這一特點體現(xiàn)了高等教育的辯證性質(zhì)，告訴我們不能盲目地把某一種教學(xué)思想當作絕對的教條，認識到問題的存在才會積極尋求解決的方法。本文試就用這種研究方法對圖學(xué)教育中的有關(guān)問題進行探討。

2課程定位的問題

課程定位包括課程性質(zhì)、教學(xué)目標(目的)和任務(wù)。不同學(xué)時、不同類型的制圖課程的基本定位均為技術(shù)(專業(yè))基礎(chǔ)課，但在實際操作中我們均將其定義為公共基礎(chǔ)課(我校這兩類課程有不同待遇)，建議在教學(xué)基本要求中定位為工科類各專業(yè)的公共基礎(chǔ)課。近年來很多學(xué)校均把創(chuàng)造性構(gòu)型設(shè)計能力的培養(yǎng)作為教學(xué)目標之一，但如何評價一種構(gòu)型設(shè)計的優(yōu)劣，這是目前圖學(xué)教學(xué)體系難以做到的事情。如果只是臆想出不同的形狀，單純?yōu)闃?gòu)型而構(gòu)型，只能是無本之木、無源之水。我們可從工業(yè)設(shè)計專業(yè)的設(shè)計類課程獲得借鑒，在概念設(shè)計階段，一般都在收集現(xiàn)有資料的基礎(chǔ)上，提出多個設(shè)計方案(經(jīng)常是上百個方案)，然后根據(jù)構(gòu)成原理(平面構(gòu)成、色彩構(gòu)成、立體構(gòu)成、空間構(gòu)成等)從美學(xué)的角度評價篩選，選出較佳方案。制圖課程一般在設(shè)計類課程之前，復(fù)雜的機械設(shè)計是無法進行的，一些設(shè)計步驟只能留待后續(xù)課程完成。有些學(xué)校提出工程制圖課“甩圖板”教學(xué)，這是不足取的。無論計算機繪圖技術(shù)如何發(fā)展，草圖訓(xùn)練均不可缺少。就像小家電無論如何發(fā)展，筷子無法取代一樣。本人愚見應(yīng)結(jié)合藝術(shù)圖學(xué)的教學(xué)，加大草圖訓(xùn)練的力度。

3課程體系結(jié)構(gòu)的問題

圖學(xué)研究的內(nèi)涵、外延及研究分支盡管還會隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而變化，但相對而言是一個爭議較少的問題。但本科教學(xué)體系中應(yīng)該包含圖學(xué)研究領(lǐng)域中的那些內(nèi)容卻頗值得商榷。這一問題是與人才培養(yǎng)目標、課程定位密切相關(guān)的。圖學(xué)教育縱向發(fā)展還是橫向發(fā)展，是自成體系還是附屬于專業(yè)系列課程，可以說是圖學(xué)教育的焦點問題。圖學(xué)教育的改革列人現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)類課程統(tǒng)籌考慮是非常必要的，改革的步伐也應(yīng)與現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的發(fā)展同步邁進。但整合到設(shè)計系列課程有否必要?國外有些學(xué)校雖然把制圖教學(xué)歸到某一系列課程中，但還是相對獨立、自成體系的。就我國國情而言，失去課程的獨立性，就意味著失去可支配的資源和教學(xué)投人，阻礙學(xué)科的發(fā)展。目前制圖課程的學(xué)時有減少的趨勢，要增加新的內(nèi)容就必然要以培養(yǎng)實用性人才為目標，減低課程的難度，對原有內(nèi)容作大膽的精簡。

4計算機制圖教學(xué)中的問題

計算機制圖的內(nèi)容是現(xiàn)代圖學(xué)教育不可或缺的部分，而引人三維計算機圖學(xué)更是圖學(xué)改革的必然趨勢。目前有條件的學(xué)校都先后開展計算機圖學(xué)教學(xué)，但大部本學(xué)校只是把其作為獨立的部分來講授，未能真正融人到圖學(xué)教學(xué)體系中，其效果只是相當于初級的軟件培訓(xùn)班。這種改革方式只能是暫時性的，沒有長久的生命力。目前軟件應(yīng)用的趨向是越來越“傻瓜”化，一些復(fù)雜的軟件，像“3DMAX”、“Flash”等，在中、小學(xué)都很普及，并且可被中、小學(xué)生熟練掌握。在大學(xué)中花費寶貴的學(xué)時講授軟件操作方法是否值得?試問又有多少教師是通過聽課的途徑掌握軟件的使用?要把計算機制圖內(nèi)容真正引人到圖學(xué)教育中，就應(yīng)該讓其發(fā)揮更為重要的作用。傳統(tǒng)圖學(xué)教育用大量課外練習(xí)的方式去培養(yǎng)學(xué)生的空間想像力，這一方法已經(jīng)不合時宜。原因之一是由于當代技術(shù)的發(fā)展使“圖解”的作用日漸式微，畫法幾何的難度不斷降低;另一方面也由于學(xué)生的學(xué)習(xí)領(lǐng)域不斷擴大，不愿意也不可能有過多時間進行大量課外練習(xí)。解決問題的途徑之一為以三維計算機繪圖(包括計算機建模)技術(shù)為主導(dǎo)，重新構(gòu)建工程圖學(xué)的教學(xué)體系，其指導(dǎo)思想為:(l)從三維模型人手，直接建立從“體”到“圖”的教學(xué)體系;(2)將畫法幾何擺到從屬地位。目前學(xué)生的狀況為:實踐經(jīng)驗少，邏輯思維能力強而空間想像力差，采用循序漸進的方式不如采用直截了當?shù)姆绞剑紫茸屍湔莆杖S建模的方法，再建立由“體”到“圖”的聯(lián)系，并通過由“讀圖”建立三維模型的過程強化讀圖能力，使其認識到圖紙的重要性，增加學(xué)習(xí)的興趣和信心，最后才引人畫法幾何的內(nèi)容對投影規(guī)律作簡要總結(jié)。這一教學(xué)體系不免有急功近利之嫌，但卻是有成功的經(jīng)驗可以借鑒的。例如，在語言類課程的教學(xué)中，過去對語法的教學(xué)擺在非常重要的位置，培養(yǎng)出來的學(xué)生語法分析的水平很高但語言能力低下，因此提倡淡化語法教學(xué)而重分析、重理解、重應(yīng)用能力。工程圖學(xué)被譽為工程界的“語言”，畫法幾何只是這一語言的“語法”。目前，在空間想像力的提高對人才綜合素質(zhì)的作用仍未被教育界所普遍接受的情況下，畫法幾何僅僅為圖學(xué)教學(xué)所服務(wù)，花費大量時間通過間接的畫法幾何方法培養(yǎng)學(xué)生的空間想像力得不償失，也很難達到預(yù)期效果。理由之二是很多國家和地區(qū)對我們認為非講授不可、嚴格的畫法幾何體系的內(nèi)容并不如何重視，但并不影響其學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)能力和工作能力。已逝的圖學(xué)專家朱福熙先生也非常推祟從立體人手的圖學(xué)教學(xué)法，只是限于當時的條件其教學(xué)思想不能很好實現(xiàn)而已。在計算機圖學(xué)教學(xué)中，軟件平臺的選用也是值得研究的問題。為保持軟件處于技術(shù)前沿，商業(yè)軟件一般半年到一年就會升級一次，盲目追求采用最新版本有否必要?可否由課指委提出基本要求，和軟件開發(fā)商合作，開發(fā)專用的教學(xué)軟件并推薦采用。

5藝術(shù)圖學(xué)教育的問題

藝術(shù)圖學(xué)這一概念目前還沒有被作為專有名詞，更沒有準確的定義。在工科院校中開展工程圖學(xué)教育的同時，我們也應(yīng)該重視藝術(shù)圖學(xué)的教育。這是當代人才培養(yǎng)目標和技術(shù)競爭對圖學(xué)教育的要求。過往工程設(shè)計只是重視功能設(shè)計，產(chǎn)品只強調(diào)滿足工藝制作要求和功能使用要求，中國設(shè)計被冠以“傻、大、粗”的黑名，這與我們的制圖教育體系有莫大的關(guān)系，也與制圖教師缺乏市場競爭意識有關(guān)。國外很多學(xué)校都很重視產(chǎn)品設(shè)計的美學(xué)表述和展示，并開設(shè)專門的課程，近年來國內(nèi)也有較多學(xué)校開設(shè)產(chǎn)品造型設(shè)計方面的選修課。但筆者認為應(yīng)將其納人到各專業(yè)的基礎(chǔ)教學(xué)中，這塊陣地應(yīng)該由圖學(xué)教師去占領(lǐng)，應(yīng)該讓所有的工科學(xué)生都具有產(chǎn)品的形式美學(xué)方面的專門知識，真正成為一種“大眾”教育而不僅僅是工業(yè)設(shè)計專業(yè)的“精英”教育。目前很多制圖教師都缺乏這方面的知識和教學(xué)經(jīng)驗，建議由工科制圖課程教學(xué)指導(dǎo)委員會組織開辦這方面的教師培訓(xùn)班，加人藝術(shù)圖學(xué)教育的內(nèi)容不但可以極大豐富圖學(xué)課程教學(xué)的內(nèi)容，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也是目前人才培養(yǎng)的迫切需要。

6多媒體教學(xué)的問題

多媒體教學(xué)作為一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段，在我國工程圖學(xué)的課堂教學(xué)中得到廣泛的應(yīng)用，各種類型的CAI課件和網(wǎng)絡(luò)課件，其作用也得到廣大教師的認可。2儀舊年5月在西安召開的教育部工科制圖課程教學(xué)指導(dǎo)委員會，在會議紀要中指出:“要給CAI以準確定位，認清它在教學(xué)過程中起的是輔助作用。當前，仍應(yīng)大力提倡與鼓勵各種類型CAI課件的研制，提高質(zhì)量。”也對CAI課件給予了一定程度的肯定。CAI課件在增加課程內(nèi)容的生動性、可再現(xiàn)性、減少教師的勞動強度、縮短教學(xué)輔助時間等方面的作用是勿庸置疑的。很多教學(xué)論文都對這一現(xiàn)代教學(xué)手段加以肯定。但經(jīng)過多年的教學(xué)實踐，應(yīng)對其作用作出恰如其分的評價。在教學(xué)實踐中，我們發(fā)現(xiàn)，在講授某些章節(jié)時，在課堂上采用CAI課件的教學(xué)效果反而比不上傳統(tǒng)的教學(xué)法。這一客觀事實迫使我們反思CAI課件的作用，老一輩的圖學(xué)教師總結(jié)制圖課程的特點為:“看書、聽課容易理解，做習(xí)題困難”。CAI課件使課程內(nèi)容更直觀、更易于“理解”，但減少了思維過程的訓(xùn)練。出現(xiàn)“倒掛”的現(xiàn)象是個別例子還是具有共性的情況，是教師的主觀因素(例如課程進度掌握不好)還是目前CAI課件的缺陷，是值得從認知心理學(xué)角度去探討的問題。

7制圖國家標準教學(xué)的問題

制圖國家標準的教學(xué)是目前貫穿在整個圖學(xué)教育中的重要一環(huán)。“國標”在工程設(shè)計、制造中的重要性是毋庸置疑的，但對“國標”的教學(xué)研究還不多見。以筆者愚見，目前“國標”在教學(xué)中所占的比例太大，對比國外的教材，我們也許可以得到一些啟發(fā)，每一個國家在工程應(yīng)用上都把其國家標準或行業(yè)標準擺在重要位置，但他們在圖學(xué)教學(xué)中遠不如我們重視。此外，“國標”的條文也在不斷的修訂中，今天的繆誤可能變成明天的真理，在教學(xué)和教材編寫中有無所適從的感覺。一個明顯的例子是同類幾何元素的標注法.過去教師花很大精力去糾正形如“3x必50”中的“x”號等類的錯誤，現(xiàn)在已變成合法的符號。一些條條框框類的內(nèi)容以附錄的形式出現(xiàn)，強調(diào)“貫徹執(zhí)行”已足夠。同時，“國標”中的一些簡化表示法對制圖教學(xué)內(nèi)容也會產(chǎn)生一定的影響，如相貫線的簡化表示法等。能否考慮在圖學(xué)教學(xué)中簡化相貫線的教學(xué)，在介紹完相貫線的基本概念、展示一些具體形式后直接介紹相貫線的簡化表示法。相貫線的內(nèi)容是圖學(xué)教學(xué)中的重點和難點，準確作出相貫線并沒有太大意義，一些相關(guān)內(nèi)容如面上取點也可以隨之簡化。從感情上說，可能有部分教師不忍將這部分內(nèi)容舍去，也懼怕降低圖學(xué)教學(xué)的難度，事實上這部分內(nèi)容如同人體上的“盲腸”，割舍掉也不應(yīng)該惋惜。

8課程質(zhì)，評價的問題

對課程質(zhì)t的評價分為學(xué)科(課程)評價及教學(xué)效果評價兩方面。學(xué)科評價與師資結(jié)構(gòu)和水平、教學(xué)態(tài)度、教學(xué)實驗條件、教學(xué)手段、教學(xué)質(zhì)量和效率、教學(xué)、科研成果等因素有關(guān)，有些學(xué)校(如我校)還把是否選用優(yōu)秀教材作為評價的一項指標。對教學(xué)效果的評價也分為對教師課堂教學(xué)的評價和學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價兩部分。而對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價是目前最值得討論的部分。傳統(tǒng)上把課堂考核、作業(yè)質(zhì)量作為對學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價的重要手段，課程考核方法作為實現(xiàn)教學(xué)目標的指揮棒，起著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)代教育提倡“個性化”教育，但在圖學(xué)教育中只能是天方夜談，幾百個學(xué)生的作業(yè)已使教師不堪重負。在教學(xué)實踐中有些教師采用學(xué)生相互批改作業(yè)，教師對做作業(yè)和批改作業(yè)的學(xué)生雙向打分的做法，是一種有益的嘗試。對課程知識的遺忘率的評價也是需要考慮的問題，雖然我們強調(diào)制圖的知識和技能應(yīng)在后續(xù)課程中不斷鞏固、深化和提高，但后續(xù)課程和畢業(yè)設(shè)計中出現(xiàn)的圖面問題總是使制圖教師備受指責(zé)。有些學(xué)校把課程目標定位為:“創(chuàng)新思維與設(shè)計繪圖能力的培養(yǎng)與提高”，如何評價檢驗“創(chuàng)新思維”能力是值得很好研究的問題。

9制圖實踐的問題

工程實踐經(jīng)驗對制圖課程的學(xué)習(xí)有極大的幫助，只要具備較強的工程意識，制圖課程的學(xué)習(xí)是輕而易舉的事情。對比目前制圖教學(xué)，教師還是象過往中學(xué)教學(xué)一樣，費力的去解釋每一個細節(jié)，滿堂灌水而學(xué)生徽于思考。過去我們強調(diào):要灌學(xué)生一杯水，教師本身就要有一桶水。這種教學(xué)觀念應(yīng)該改為:教師本身有一桶水，應(yīng)該指給學(xué)生一條河。只要學(xué)生認識到“水”的重要，相信他們有很強的汲取能力。與其抱怨課程質(zhì)量日漸下降、學(xué)生不愿認真學(xué)習(xí).不如采取釜底抽薪的辦法，培養(yǎng)其工程意識，讓其自覺學(xué)習(xí)。目前，制圖實踐的主要手段還是“紙上談兵”，零部件測繪也是放在課程的后半段，學(xué)生的工程意識很難培養(yǎng)起來。工程意識的培養(yǎng)應(yīng)該灌輸在大學(xué)的整個培養(yǎng)過程中，國外有些學(xué)校在人學(xué)的第一年就讓學(xué)生裝配、拆卸汽車、飛機，并開設(shè)專門的“機械分解”課程，工程圖學(xué)教學(xué)融人到實踐過程中，不位時學(xué)生自然而然會想辦法解決。在目前的教學(xué)環(huán)境下，我們可在講授投影原理前，將教學(xué)模型、相應(yīng)圖紙交給學(xué)生.讓其在計算機上建立三維模型。由學(xué)生自己去體會、理解圖紙的作用。在教學(xué)中應(yīng)該使用簡單易學(xué)的三維軟件如Sol記work。等，這是很重要的因家，目前大多數(shù)學(xué)校所采用的繪圖軟件AutoCAD使用難度太大，占用學(xué)時較多，導(dǎo)致學(xué)生將注意力集中在軟件的操作使用上，不適合用作教學(xué)平臺(采用Solidwork。作平臺只需學(xué)習(xí)2一4個課時就能建立大部分的零件模型)。加工工藝知識是本課程中很重要的預(yù)備知識，也是工程意識培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，目前已有商品化的教學(xué)軟件，建議在教學(xué)中采用。

10雙語教學(xué)的問題

在高校中開展雙語教學(xué)，是教育部針對目前國內(nèi)外政治經(jīng)濟、技術(shù)交流的要求所提出的一項重要決策。目前，國內(nèi)很多高校都在進行中英雙語教學(xué)的試點，并采用了各種不同的教學(xué)模式，例如:加拿大式浸沒法(Canadian一s妙leimmersion)、學(xué)科式(shelteredsubjectmatterteaching)、結(jié)構(gòu)式浸沒式(structuredimmerZsion)與過渡性雙語教學(xué)模式等。在工程圖學(xué)的雙語教學(xué)中，除了和別的學(xué)科所共有的問題如教師的積極性和外語水平、學(xué)生接受能力等外，最難以決策的是教學(xué)內(nèi)容和體系的問題。眾所周知，開展雙語教學(xué)最好采用國外原版教材，但同是英語為母語的不同國家在名詞術(shù)語、投影體系、內(nèi)容體系均有差異，大多數(shù)教師的意見可能傾向選用美國教材，但其是否適合我國高校的教學(xué)體系，第一角投影和第三角投影體系如何取舍等問題都是值得探討的問題。選用原版國外教材還有一個各門課程之間的銜接問題，因此最好能參考國外的整體教學(xué)體系，再制定學(xué)生的總體教學(xué)計劃，這里涉及的因素很多，是一個系統(tǒng)性的問題。在雙語教學(xué)中，一般提倡用外語進行思考，在外語環(huán)境下如何進行空間想像力的培養(yǎng)，采用外語教學(xué)后的教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)以及教學(xué)效果的對比，開展制圖雙語教學(xué)的目的等等，也都是值得研討的問題。

11借鑒國外經(jīng)驗的問題

21世紀我國的發(fā)展目標之一是成為工業(yè)制造業(yè)的強國，我們的圖學(xué)教育也必須結(jié)合我國的國情，借鑒工業(yè)強國的成功經(jīng)驗。但不同國家的圖學(xué)教育有不同國家的特點，同為工業(yè)強國的美國和日本，其學(xué)時數(shù)就有非常大的差異，日本的工程圖學(xué)教育所占的學(xué)時數(shù)數(shù)倍于美國。而德國、意大利等國的圖學(xué)教育也從其國情出發(fā)，為其具有傳統(tǒng)、濃厚藝術(shù)特色的制造業(yè)服務(wù)。我國的圖學(xué)教育目前發(fā)展的勢頭良好，廣大制圖教師也有很大的積極性。一些國家的工程教育有圖學(xué)教育和設(shè)計教育整合的發(fā)展趨勢，我們對這種方式應(yīng)保持審慎的態(tài)度。在我國目前教育體際下，如果失去了學(xué)科的獨立性，在很多方面都有負面的影響。

12結(jié)語

工程圖學(xué)作為量大面廣的基礎(chǔ)課程，課程改革的結(jié)果對工科院校的影響是不言而喻的。目前課程改革的模式百花齊放，著眼點都是有利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)、有利于學(xué)科的發(fā)展、有利于教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率的提高，不同的教學(xué)模式意味著不同的發(fā)展空間，本人不勝淺陋，提出一家之言，有些已在教學(xué)中進行嘗試，有些還是不成熟的想法，有待在實踐中不斷完善。