面向大工程觀工程制圖教學改革探究探析

1、面向大工程觀工程制圖教學改革探究探析摘 要：本文對當前高等工程教育環(huán)境做了簡要介紹，并 且重點介紹了工程制圖課程發(fā)展現狀，指出了制圖課程發(fā)展 的一些缺陷，并面向大工程觀提出工程制圖課程教育改革， 最終對工程制圖課程教學改革提出了一些操作性思路并對 其作了結論和展望。關鍵詞：人工程觀；工程制圖；教學改革一、引言自20世紀70年代以來，世界性的新技術革命對工程活 動產生了巨大影響，工程活動對知識、技術、能力綜合的需 要達到前所未有的程度。同時，工程活動的經濟效益及其對 生態(tài)、能源、環(huán)境等方面的影響也日益明顯。在此背景下, 人們的工程觀念發(fā)生了變化，工程內部的系統(tǒng)綜合和工程在 社會大系統(tǒng)中綜合的必要

2、性正被越來越多的人所認識。工程 內涵不再是狹窄的科學與技術涵義，而是涵蓋科學與技術以 及社會經濟、文化、道德、環(huán)境等多因素的大工程涵義，即 “大工程觀”。"大工程觀”作為一種新的工程理念乃至社會理念已在工 程教育界顯現。我國的高等工程教育，也必須進行大幅度的 改革才能適應大工程觀的理念和現代工程活動的需要。二、工程制圖課程發(fā)展現狀及問題缺陷現代工程圖學的發(fā)展始于其與計算機的結合。隨著計算機科學的發(fā)展，計算機由主要任務為科學計算向眾多方向拓 展，圖形處理功能是其中之一。最初，以計算機進行圖形處 理主要應用于工程設計中圖樣的繪制，隨著計算機硬件的發(fā) 展，由線框三維造型發(fā)展到真實感圖形顯示

3、，計算機圖形學 從三維處理擴展到四維甚至多維空間的科學領域。由于計算機科學與技術的發(fā)展和推動，工程圖學不再是僅限于包含幾何和投影理論以及有關工程理論與知識的基 礎性學科，而是發(fā)展成與計算機科學、數學、工程科學、智 能和思維科學等多學科交叉而又相對獨立的一門現代學科。 為適應形勢發(fā)展的需要，國家科委主任宋健提出“到2000年 前后工程技術人員強制拋掉圖板、丁字尺，全部運用計算機 繪圖。”“甩圖板”要求提出后，對工科院校制圖教學產生了極 大的震動，促使學校制圖教學必須進行徹底的變革。然而， 由于資金缺乏等原因，學校的制圖教學向學生施教的基本還 是傳統(tǒng)的工程圖學內容，與計算機圖學的發(fā)展相比，處于相

4、對滯后的狀態(tài)。為此，工程圖學工作者作了種種教學改革的 嘗試。如何處理好傳統(tǒng)內容與更新內容的關系，各高校根據 自己的情況都在不斷探索、實踐。例如華中農業(yè)大學分析了 傳統(tǒng)教學方法和現代多媒體教學方法在工程圖學課堂教學 中存在的問題，總結了多年工程圖學的教學實踐經驗，利用 計算機多媒體技術模擬傳統(tǒng)的工程圖學課堂教學過程，提出 了一些在實踐中行之有效的教學方法和對策；北京工業(yè)大學 提出了圖學教學的新思路，強調圖學教學中實踐、創(chuàng)新的重 要作用，將圖學知識的學習和圖學實踐相結合，著重對學生 的綜合素質、工程意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并將改革研究成 果在教學中通過教學對比的方式進行檢驗，取得了初步成 效。上個世

5、紀50年代，我國高等院校照搬蘇聯模式，將土建類各本科專業(yè)按產品劃分成建筑工程、地下建筑工程、橋梁 工程、隧道工程、道路工程、鐵道工程、交通土建工程等若 干個專業(yè)。進入20世紀90年代以后，狹窄的專業(yè)模式已難 以適應我國市場經濟發(fā)展的需求，更難以適應21世紀社會 發(fā)展對土木工程人才的要求。因此，國家教育部于1998年 進行了大范圍的本科專業(yè)目錄的調整。土建類專業(yè)由多個狹 窄的專業(yè)合并拓寬為土木工程專業(yè)，過去的“小土木”如今變 成了“大土木”。教育部將一些二級學科專業(yè)調整為土木工程 專業(yè)，有利于打破學生培養(yǎng)的行業(yè)壁壘，也有利于注重基礎 知識以及擴大學生知識面。工程制圖課程體系雖然做了一些 改革，但

6、是對于當前土木工程專業(yè)的寬口徑設置來說還是遠 遠不足的，比如土木工程制圖課程內容設置，不同的教材的 側重點不同，有的是偏重建筑工程，有的是重點介紹道路工 程，有的是以鐵道工程制圖居多，這樣的教材體系設置還是 沒有從根本上改變行業(yè)性、口徑狹窄的狀態(tài)。再者，對于工 程制圖課程的教學，我國的高校一般都是由制圖教研室的老 師承擔的，由于教研室的改革滯后于專業(yè)設置的改革，那么 承擔制圖課程的教師限于自身的專一知識結構，在講授工程 制圖課程時其側重點也是不同的：對于自身專業(yè)是工程圖學 方向的教師講授課程是往往偏重圖學理論而忽視專業(yè)制圖； 對于自身專業(yè)是建筑工程或者道路工程的教師講授課程是 偏重某一專業(yè)制圖

7、而忽視了相關專業(yè)制圖。而且，對于承擔 工程制圖課程教學的老師，由于課程教學任務重，學生作業(yè) 多的原因，在從事教學工程中很少參與教學科研和工程實 踐，這樣勢必會影響專業(yè)制圖部分的教學，使教學內容與工 程實際嚴重脫節(jié)。三、大工程觀視野中的工程制圖課程教育改革 以大工程觀來看，21世紀的工程人才必須具備工程知識能力、工程設計能力、工程實施能力、價值判斷能力、社會 協調能力和終身學習能力，工程人才要具備上述六種能力， 必須按大工程觀的理念進行終身學習，而高等工程教育則應 該為這種終身學習奠定堅實的基礎。在大工程觀視野中，工程人才必需具備6種能力，而工 程制圖課程是學生進入高校后首先接觸到的一門具有較強

8、工程意識和實踐性要求較高的技術基礎課，也是工科學生必 修的一門重要基礎課工程制圖課程，工程制圖課程應該符合大工程觀”的要求，課程結構應該符合培養(yǎng)學生的6種能力 的發(fā)展要求。其一，工程知識能力。對于工程制圖課程來說, 培養(yǎng)學生的工程知識能力，應該在課程講解之前或者在緒論 前言中，介紹課程的基本相關知識，比如建筑制圖課程，應 該簡要介紹建筑工程、結構工程以及市政工程中工程制圖的 作用、工程制圖在土木工程中所處的基礎地位、土木工程制 圖在建筑藝術、工程管理、工程造價、環(huán)境工程、建筑文化 等方面重要性，這樣可以使學生對課程有一個感性的認識， 為后續(xù)的課程打下一定的基礎。其二，工程設計能力。對于 工科學

9、生來說，工程設計能力是必不可少的能力，而工程圖 樣是工程設計的重要技術語言。針對工程設計能力，工程制 圖課程應該著重介紹工程圖樣的繪制及識讀方法，結合工程 設計必要的知識講解工程圖樣在工程從無到有的過程中所 起到的重要作用。其三，工程實施能力。這種能力具體到建 設工程，就是建設工程的施工階段，而施工階段的行為一般 都是以工程圖樣為基礎的，工程制圖課程的重要內容也是工 程圖樣的設計和識讀，針對建設工程施工階段，培養(yǎng)學生識 讀工程圖樣的能力是工程制圖課程的主要任務之一。在這一 工程中，可以結合建設工程構造、建設工程施工、建設工程 技術等施工知識詳細介紹工程圖樣中各個組成部分的內容, 以培養(yǎng)學生綜合

10、繪制和閱讀工程圖樣的能力。其四，價值判 斷能力。對于價值判斷能力，工程制圖雖然是一門工科技術 課程，但是其和經濟、環(huán)境、社會文化和審美文化也是密切 相關的。對建設工程而言，建設工程經濟是必須首要考慮的 內容，工程圖樣在建設工程整個價值工程發(fā)揮著關鍵性的作用，工程造價要以工程設計圖樣為基礎；建設工程對環(huán)境和社會 的影響也可以在工程圖樣中進行一定的表現；建設工程本身 就是一項藝術，其建設藝術美可以通過工程設計圖樣進行充 分表達。總而言之，工程制圖課程應該發(fā)揮其基礎性作用，以工程圖樣為技術語言，構造價值判斷能力培養(yǎng)的平臺。其 五，社會協調能力，終身學習能力。這兩種能力不僅是大工 程觀視野中的工程人才

11、應具備的能力，也是我國工程教育培 養(yǎng)學生的目標，是符合當前“學習型”社會發(fā)展目標的。工程 制圖課程作為高校教育體制下的一門課程，其教育目標和發(fā) 展方向必定符合教育和社會的發(fā)展方向。工程制圖課程教學改革的操作性思路工程制圖課程教學改革既要面向大工程觀，又要和專業(yè) 設置改革相吻合，具體來說可以分為以下幾個方面：()課程內容設置在傳統(tǒng)制圖教學中，畫法幾何中的圖解內容比重較高， 學生在理論學習中花費了較多的時間和精力，結果使學生不 僅感到制圖是“頭疼幾何”產生畏難情緒，而且還認為制圖課 程與土木工程專業(yè)關系不大，從而失去了學習興趣，因此， 必要將傳統(tǒng)教學中過多地強調空間思維訓練，轉變?yōu)榭臻g思 維和構形

12、表達應用并重，將一部分與專業(yè)制圖聯系不緊密的 圖解內容壓縮，在保留工程制圖中常用工程圖樣講授內容的 基礎上，增加土木工程領域中使用廣泛或已形成系列化、部 門標準化的典型工程圖樣，這樣可以使學生一方面對自己的 專業(yè)有深刻的理解和認識，另一方面對本專業(yè)的標準圖的特 征、功能和結構有全面的了解，拓寬了知識面，既有利于掌 握正確制圖方法，又有利于后續(xù)專業(yè)課程的學習和工程設 計。（二）根據專業(yè)設置要求，調整專業(yè)制圖部分內容，優(yōu)化制圖教研室功能由于當前土木工程專業(yè)涵蓋了建筑工程、地下建筑工程、橋梁工程、隧道工程、道路工程、交通土建工程等方面的知 識，而且今后土木工程技術人才也應該具有知識面廣、適應 性強的

13、特點，有必要對工程制圖課程中專業(yè)制圖進行調整， 增加不同專業(yè)制圖的內容、介紹不同專業(yè)制圖的特點和差 異。對于不同專業(yè)制圖中使用的規(guī)范和標準圖應該詳細介 紹。但是也應該注意專業(yè)方向，比如建筑工程方向應該重點 介紹建筑工程圖樣和標準，對于地下建筑、橋梁工程、道路 工程制圖標準和圖樣作為熟悉內容，重點介紹它們與建筑工 程圖樣的差異。根據專業(yè)制圖教學內容，對工程制圖教研室進行優(yōu)化： 取消專職的制圖教師，由具有專業(yè)知識的教師來教授制圖 課。這樣，制圖課教學更能貼近專業(yè)的發(fā)展，專業(yè)課對像制 圖這一類的基礎課的要求也更明確，需要教那些內容，需要 花多少時間考慮得也會更合理。對于兼職制圖教師，應該是 每一位專業(yè)教師都可以教制圖課。（三）面向大工程觀，拓展制圖教學的外延，與其它課程交 叉互融在cad/cam技術、現代設計技術與設計管理技術高度發(fā)展的背景下，土木工程專業(yè)的制圖教學內容也應通過優(yōu)化 重組，與cad、工程設計、工程施工、工程構造、工程經濟、 工程管理等學科的相關內容融合交叉，圍繞工程設計開發(fā)過 程這一主線，建立以二維、三維cad為重點、并與手工繪 圖相結合的現代制圖課程新模式。在該模式下。學生不再孤 立地抄畫圖樣或表達缺乏設計信息流的立體，而是在多學科 的參與和組織下，使學生真正體驗基于設計、施工、管理、 經濟的初步工程設計