面向大工程觀工程制圖教學(xué)改革探究探析

1、面向大工程觀工程制圖教學(xué)改革探究探析摘 要：本文對當(dāng)前高等工程教育環(huán)境做了簡要介紹，并 且重點(diǎn)介紹了工程制圖課程發(fā)展現(xiàn)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(xué)改革提出了一些操作性思路并對 其作了結(jié)論和展望。關(guān)鍵詞：人工程觀；工程制圖；教學(xué)改革一、引言自20世紀(jì)70年代以來，世界性的新技術(shù)革命對工程活 動(dòng)產(chǎn)生了巨大影響，工程活動(dòng)對知識(shí)、技術(shù)、能力綜合的需 要達(dá)到前所未有的程度。同時(shí)，工程活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)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(nèi)部的系統(tǒng)綜合和工程在 社會(huì)大系統(tǒng)中綜合的必要

2、性正被越來越多的人所認(rèn)識(shí)。工程 內(nèi)涵不再是狹窄的科學(xué)與技術(shù)涵義，而是涵蓋科學(xué)與技術(shù)以 及社會(huì)經(jīng)濟(jì)、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(huì)理念已在工 程教育界顯現(xiàn)。我國的高等工程教育，也必須進(jìn)行大幅度的 改革才能適應(yīng)大工程觀的理念和現(xiàn)代工程活動(dòng)的需要。二、工程制圖課程發(fā)展現(xiàn)狀及問題缺陷現(xiàn)代工程圖學(xué)的發(fā)展始于其與計(jì)算機(jī)的結(jié)合。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)由主要任務(wù)為科學(xué)計(jì)算向眾多方向拓 展，圖形處理功能是其中之一。最初，以計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形處 理主要應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)中圖樣的繪制，隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā) 展，由線框三維造型發(fā)展到真實(shí)感圖形顯示

3、，計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 從三維處理擴(kuò)展到四維甚至多維空間的科學(xué)領(lǐng)域。由于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展和推動(dòng)，工程圖學(xué)不再是僅限于包含幾何和投影理論以及有關(guān)工程理論與知識(shí)的基 礎(chǔ)性學(xué)科，而是發(fā)展成與計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程科學(xué)、智 能和思維科學(xué)等多學(xué)科交叉而又相對獨(dú)立的一門現(xiàn)代學(xué)科。 為適應(yīng)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(shù)人員強(qiáng)制拋掉圖板、丁字尺，全部運(yùn)用計(jì)算機(jī) 繪圖?！薄八D板”要求提出后，對工科院校制圖教學(xué)產(chǎn)生了極 大的震動(dòng)，促使學(xué)校制圖教學(xué)必須進(jìn)行徹底的變革。然而， 由于資金缺乏等原因，學(xué)校的制圖教學(xué)向?qū)W生施教的基本還 是傳統(tǒng)的工程圖學(xué)內(nèi)容，與計(jì)算機(jī)圖學(xué)的發(fā)展相比，處于相

4、對滯后的狀態(tài)。為此，工程圖學(xué)工作者作了種種教學(xué)改革的 嘗試。如何處理好傳統(tǒng)內(nèi)容與更新內(nèi)容的關(guān)系，各高校根據(jù) 自己的情況都在不斷探索、實(shí)踐。例如華中農(nóng)業(yè)大學(xué)分析了 傳統(tǒng)教學(xué)方法和現(xiàn)代多媒體教學(xué)方法在工程圖學(xué)課堂教學(xué) 中存在的問題，總結(jié)了多年工程圖學(xué)的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，利用 計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)模擬傳統(tǒng)的工程圖學(xué)課堂教學(xué)過程，提出 了一些在實(shí)踐中行之有效的教學(xué)方法和對策；北京工業(yè)大學(xué) 提出了圖學(xué)教學(xué)的新思路，強(qiáng)調(diào)圖學(xué)教學(xué)中實(shí)踐、創(chuàng)新的重 要作用，將圖學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和圖學(xué)實(shí)踐相結(jié)合，著重對學(xué)生 的綜合素質(zhì)、工程意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并將改革研究成 果在教學(xué)中通過教學(xué)對比的方式進(jìn)行檢驗(yàn)，取得了初步成 效。上個(gè)世

5、紀(jì)50年代，我國高等院校照搬蘇聯(lián)模式，將土建類各本科專業(yè)按產(chǎn)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(gè)專業(yè)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，狹窄的專業(yè)模式已難 以適應(yīng)我國市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，更難以適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì) 發(fā)展對土木工程人才的要求。因此，國家教育部于1998年 進(jìn)行了大范圍的本科專業(yè)目錄的調(diào)整。土建類專業(yè)由多個(gè)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(xué)科專業(yè)調(diào)整為土木工程 專業(yè)，有利于打破學(xué)生培養(yǎng)的行業(yè)壁壘，也有利于注重基礎(chǔ) 知識(shí)以及擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面。工程制圖課程體系雖然做了一些 改革，但

6、是對于當(dāng)前土木工程專業(yè)的寬口徑設(shè)置來說還是遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不足的，比如土木工程制圖課程內(nèi)容設(shè)置，不同的教材的 側(cè)重點(diǎn)不同，有的是偏重建筑工程，有的是重點(diǎn)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(shè)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(xué)，我國的高校一般都是由制圖教研室的老 師承擔(dān)的，由于教研室的改革滯后于專業(yè)設(shè)置的改革，那么 承擔(dān)制圖課程的教師限于自身的專一知識(shí)結(jié)構(gòu)，在講授工程 制圖課程時(shí)其側(cè)重點(diǎn)也是不同的：對于自身專業(yè)是工程圖學(xué) 方向的教師講授課程是往往偏重圖學(xué)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(guān)專業(yè)制圖。而且，對于承擔(dān) 工程制圖課程教學(xué)的老師，由于課程教學(xué)任務(wù)重，學(xué)生作業(yè) 多的原因，在從事教學(xué)工程中很少參與教學(xué)科研和工程實(shí) 踐，這樣勢必會(huì)影響專業(yè)制圖部分的教學(xué)，使教學(xué)內(nèi)容與工 程實(shí)際嚴(yán)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(jì)的工程人才必須具備工程知識(shí)能力、工程設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)施能力、價(jià)值判斷能力、社會(huì) 協(xié)調(diào)能力和終身學(xué)習(xí)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(jìn)行終身學(xué)習(xí)，而高等工程教育則應(yīng) 該為這種終身學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。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(xué)生進(jìn)入高校后首先接觸到的一門具有較強(qiáng)

8、工程意識(shí)和實(shí)踐性要求較高的技術(shù)基礎(chǔ)課，也是工科學(xué)生必 修的一門重要基礎(chǔ)課工程制圖課程，工程制圖課程應(yīng)該符合大工程觀”的要求，課程結(jié)構(gòu)應(yīng)該符合培養(yǎng)學(xué)生的6種能力 的發(fā)展要求。其一，工程知識(shí)能力。對于工程制圖課程來說, 培養(yǎng)學(xué)生的工程知識(shí)能力，應(yīng)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(guān)知識(shí)，比如建筑制圖課程，應(yīng) 該簡要介紹建筑工程、結(jié)構(gòu)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(chǔ)地位、土木工程制 圖在建筑藝術(shù)、工程管理、工程造價(jià)、環(huán)境工程、建筑文化 等方面重要性，這樣可以使學(xué)生對課程有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)， 為后續(xù)的課程打下一定的基礎(chǔ)。其二，工程設(shè)計(jì)能力。對于 工科學(xué)

9、生來說，工程設(shè)計(jì)能力是必不可少的能力，而工程圖 樣是工程設(shè)計(jì)的重要技術(shù)語言。針對工程設(shè)計(jì)能力，工程制 圖課程應(yīng)該著重介紹工程圖樣的繪制及識(shí)讀方法，結(jié)合工程 設(shè)計(jì)必要的知識(shí)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(shí)施能力。這種能力具體到建 設(shè)工程，就是建設(shè)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(chǔ)的，工程制圖課程的重要內(nèi)容也是工 程圖樣的設(shè)計(jì)和識(shí)讀，針對建設(shè)工程施工階段，培養(yǎng)學(xué)生識(shí) 讀工程圖樣的能力是工程制圖課程的主要任務(wù)之一。在這一 工程中，可以結(jié)合建設(shè)工程構(gòu)造、建設(shè)工程施工、建設(shè)工程 技術(shù)等施工知識(shí)詳細(xì)介紹工程圖樣中各個(gè)組成部分的內(nèi)容, 以培養(yǎng)學(xué)生綜合

10、繪制和閱讀工程圖樣的能力。其四，價(jià)值判 斷能力。對于價(jià)值判斷能力，工程制圖雖然是一門工科技術(shù) 課程，但是其和經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)文化和審美文化也是密切 相關(guān)的。對建設(shè)工程而言，建設(shè)工程經(jīng)濟(jì)是必須首要考慮的 內(nèi)容，工程圖樣在建設(shè)工程整個(gè)價(jià)值工程發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，工程造價(jià)要以工程設(shè)計(jì)圖樣為基礎(chǔ)；建設(shè)工程對環(huán)境和社會(huì) 的影響也可以在工程圖樣中進(jìn)行一定的表現(xiàn)；建設(shè)工程本身 就是一項(xiàng)藝術(shù)，其建設(shè)藝術(shù)美可以通過工程設(shè)計(jì)圖樣進(jìn)行充 分表達(dá)?？偠灾こ讨茍D課程應(yīng)該發(fā)揮其基礎(chǔ)性作用，以工程圖樣為技術(shù)語言，構(gòu)造價(jià)值判斷能力培養(yǎng)的平臺(tái)。其 五，社會(huì)協(xié)調(diào)能力，終身學(xué)習(xí)能力。這兩種能力不僅是大工 程觀視野中的工程人才

11、應(yīng)具備的能力，也是我國工程教育培 養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)，是符合當(dāng)前“學(xué)習(xí)型”社會(huì)發(fā)展目標(biāo)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(biāo)和發(fā) 展方向必定符合教育和社會(huì)的發(fā)展方向。工程制圖課程教學(xué)改革的操作性思路工程制圖課程教學(xué)改革既要面向大工程觀，又要和專業(yè) 設(shè)置改革相吻合，具體來說可以分為以下幾個(gè)方面：()課程內(nèi)容設(shè)置在傳統(tǒng)制圖教學(xué)中，畫法幾何中的圖解內(nèi)容比重較高， 學(xué)生在理論學(xué)習(xí)中花費(fèi)了較多的時(shí)間和精力，結(jié)果使學(xué)生不 僅感到制圖是“頭疼幾何”產(chǎn)生畏難情緒，而且還認(rèn)為制圖課 程與土木工程專業(yè)關(guān)系不大，從而失去了學(xué)習(xí)興趣，因此， 必要將傳統(tǒng)教學(xué)中過多地強(qiáng)調(diào)空間思維訓(xùn)練，轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g思 維和構(gòu)形

12、表達(dá)應(yīng)用并重，將一部分與專業(yè)制圖聯(lián)系不緊密的 圖解內(nèi)容壓縮，在保留工程制圖中常用工程圖樣講授內(nèi)容的 基礎(chǔ)上，增加土木工程領(lǐng)域中使用廣泛或已形成系列化、部 門標(biāo)準(zhǔn)化的典型工程圖樣，這樣可以使學(xué)生一方面對自己的 專業(yè)有深刻的理解和認(rèn)識(shí)，另一方面對本專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)圖的特 征、功能和結(jié)構(gòu)有全面的了解，拓寬了知識(shí)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(xué)習(xí)和工程設(shè) 計(jì)。（二）根據(jù)專業(yè)設(shè)置要求，調(diào)整專業(yè)制圖部分內(nèi)容，優(yōu)化制圖教研室功能由于當(dāng)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(shí)，而且今后土木工程技術(shù)人才也應(yīng)該具有知識(shí)面廣、適應(yīng) 性強(qiáng)的

13、特點(diǎn)，有必要對工程制圖課程中專業(yè)制圖進(jìn)行調(diào)整， 增加不同專業(yè)制圖的內(nèi)容、介紹不同專業(yè)制圖的特點(diǎn)和差 異。對于不同專業(yè)制圖中使用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)圖應(yīng)該詳細(xì)介 紹。但是也應(yīng)該注意專業(yè)方向，比如建筑工程方向應(yīng)該重點(diǎn) 介紹建筑工程圖樣和標(biāo)準(zhǔn)，對于地下建筑、橋梁工程、道路 工程制圖標(biāo)準(zhǔn)和圖樣作為熟悉內(nèi)容，重點(diǎn)介紹它們與建筑工 程圖樣的差異。根據(jù)專業(yè)制圖教學(xué)內(nèi)容，對工程制圖教研室進(jìn)行優(yōu)化： 取消專職的制圖教師，由具有專業(yè)知識(shí)的教師來教授制圖 課。這樣，制圖課教學(xué)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(chǔ)課的要求也更明確，需要教那些內(nèi)容，需要 花多少時(shí)間考慮得也會(huì)更合理。對于兼職制圖教師，應(yīng)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(xué)的外延，與其它課程交 叉互融在cad/cam技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)與設(shè)計(jì)管理技術(shù)高度發(fā)展的背景下，土木工程專業(yè)的制圖教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)通過優(yōu)化 重組，與cad、工程設(shè)計(jì)、工程施工、工程構(gòu)造、工程經(jīng)濟(jì)、 工程管理等學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容融合交叉，圍繞工程設(shè)計(jì)開發(fā)過 程這一主線，建立以二維、三維cad為重點(diǎn)、并與手工繪 圖相結(jié)合的現(xiàn)代制圖課程新模式。在該模式下。學(xué)生不再孤 立地抄畫圖樣或表達(dá)缺乏設(shè)計(jì)信息流的立體，而是在多學(xué)科 的參與和組織下，使學(xué)生真正體驗(yàn)基于設(shè)計(jì)、施工、管理、 經(jīng)濟(jì)的初步工程設(shè)計(jì)