师范大学理科《工程制图》课教学改革与探讨
一、工程制图课教学的现状
计算机图形学和计算机辅助设计（CAD)技术的飞速发展，影响着世界工业的发展，也影响着传统的《工程制图》课程的教学。我校环境科学、应用化学、电子信息工程、应用电子技术等专业开设的工程制图课，沿用了工科院校相关专业的教学内容，如采用赵大兴主编的《工程制图》、金适主编的《环境工程制图》和蒋寿伟主编的《现代机械工程图学》作为主要教学参考书，而仅在学时和内容安排上有所调整。开出这门课后，在培养学生的空间相象力和形象思维能力，培养学生独立思考问题、分析和解决空间问题的能力，提高学生的读图、绘图的技能和拓宽专业应用面等方面，均取得了较好的效果。尽管学生在学这门课时都感到课程内容枯燥乏味，但几乎无人半途而废，表明本门课程是很受学生重视的。在毕业后相关的工作中，学生表现出相应的卓越能力。
作为各工科院校专业必修的《工程制图》课是这样进行教学的：投影理论——制图基础——零件图和装配图(专业制图)。因为有作为补充和提高的专业基础课和专业课，使学科内容的完整性得到了保证。而在理科院校的应用专业，《工程制图》课的内容相对独立，与其他课程之间没有较多的联系，没有前序课，也没有后续课，使得相关的知识结构有些欠缺，这是因为其培养方向、教学体系、知识结构与工科院校不同。就课程内容而言，因为学生没有感性认识，又没有其他较好的教辅设施，所以在讲授专业制图部分，“就图论图”，花了大量的时间而教学效果甚微。
为此，对《工程制图》课在教学体系、教学内容、教学方法等方面进行教学改革已成为当务之急，以提高学生的学习兴趣和效益。
二、引入计算机绘图技术
工程制图是工程技术人员必须掌握的一门技术基础课。熟练掌握手工制图的基本原理和基本技能，是非常重要的，但不能把这种认识认为是一成不变的，而应及时地有机结合新的教学内容，使之与时代和科技发展齐步并进。
由于计算机技术的飞速发展，计算机图形技术也得到了相应的发展，龙其是大型绘图软件(如Auto CAD)和计算机图形处理软件技术的发展和日益广泛的应用，已使得一门新的学科——计算机图学日臻完善。与手工绘图相比，它有速度快、精度高、质量好的优点。且目前，西方国家工业设计图纸的80%是在计算机上完成的，我国的一些大型企业，计算机成图比例也达到了60%，还有一些大企业已进入无图纸生产阶段。分析表明，计算机绘图必将逐步取代传统的手工绘图，《工程制图》的教学也必将采用多媒体教学，而取代传统仪器绘图教学。
实施工程制图的计算机化的办法有很多，大多数学校或专业的做法是在授课过程中大力加强计算机绘图新技术，特别是在学习零件图、装配图内容时，引入计算机三维建模和设计装配方面的训练，既强化了学生应用计算机能力和绘图能力的培养，又使学生了解了现代设计的基本概念和过程。如西安交通大学的《工程制图》的教学模式。
在过去的十多年间，工程制图课的教学模式也有一些改革，如采用了多媒体授课，而因为课程内容多，学时少，教师为了传授完所设置的内容，在课堂上尽量主讲，信息量大，这样使学生很难全面消化，主要表现在作业练习中错误不断，特别是在视图、标识方面常出现错误。有关工程制图课的多媒体教学模式不应仅仅是看教师的演示，而是应把学生亲自操作计算机作为重点，其教学内容应包括如何使用计算机及其已有的先进绘图软件来绘制高质量的工程图样。
要进行如此倍受学生欢迎的教学改革，问题不在于师资力量。问题却在于：1）计算机硬件 由于大专院校教学经费偏紧，计算机设备较差，而又要求较高的计算机配置才能运行一些常用绘图软件和背景平台软件。这些情况现在都有了较大的好转。最近，我校既为了迎接教育部专家组的评估，又为了加强应用学科的教学和计算机教育，改造了计算机房，在硬件上有所保证。2）以环境、化工绘图为主的《工程制图》多媒体教学课件的缺乏。现有的大多数教学课件都是以机械零件图为主的，而理科院校的学生普遍缺乏对机械零件的感性认识，这就造成讲解理论时费时，而让学生亲自绘图时更费时，这与理科院校本门课程的学时数少相矛盾。
三、与计算机绘图技术结合的教学方案
一方面，有着广泛的应用前景和优势的计算机绘图软件，提供了更便利有效的绘图工具，最终传统的绘图方式会被取代。另一方面，在培养学生技能方面，传统的制图教学仍然有很高的教育价值，不论计算机绘图还是手工绘图，没有变的是三维立体转换二维图形的投影理论与分析和解决空间几何问题的方法，都要使学生学会读图和绘图，都要使学生的空间想象力得到提高。
考虑到我们是师范院校理科应用专业，为了使学生的应用学科课程得到加强，为了使基本技能的水平和层次得到提高，为了较快较好地培养理科应用人才，笔者结合教学实践，总结出一个新的《工程制图》教学方案：
例如，在学习了轴测剖视图的画法后，就让学生学习用计算机应用软件绘制某支架的轴测剖视图；在讲解了剖面图中全剖、半剖、阶梯剖的规定和画法后，就让学生学习用计算机绘制某机件的全剖、半剖和阶梯剖图样等等；在介绍了棱柱的尺寸注法后，就让学生使用计算机给一个棱柱标注尺寸。这样，学生就得到亲自动手的机会，记忆会更加深刻。
另一方面，除了训练基本手工制图外，还要大量地进行计算机绘图实习，既提高了他们运用基本知识的能力，也提高了计算机绘图能力，在达到教学要求的前提下，不严格要求每次作业的线型和字体，使图面质量淡化，使学生手工作图的负担减轻，提升学习积极性和主动性，使他们的参与意识和进取精神得到鼓励，这对学生现在的学习和将来的工作都是大有益处的。
目前，一种新的教学方式——工程制图与计算机辅助教学相结合，正在日益广泛地被采用。培养学生对三维物体及相关位置的空间逻辑思维和形象思维能力，运用所学的基本理论、基本知识和基本技能阅读和绘制工程图样，是本门课程最重要的部分。采用计算机来辅助教学能收到较好的效果，传统的课堂讲授用模型和挂图都是静态的，而用计算机来模拟动态的分析和绘图过程要直观，易懂，记忆深刻。而且还能使空间想象和思维的过程深深地烙在学生的脑海里。例如，由二维投影图向三维模型图转换时，往往使学生倍感困难，用计算机来实现实物模型—二维平面图—三维立体图之间的互换，利用CAD绘图软件中的三维造型工具进行空间构思，从而培养了学生的空间思维、形象思维、创造性思维能力。与其他教学方式相比，具有以下独特优点：一些模糊甚至错误的认识可以用计算机模拟，进行正误对比、纠错。
在课时安排方面,由原来的34个学时的课堂讲授，改为现在的课堂讲用24个学时(其中含在计算机上演示教学内容)，加上用10个学时进行3--4次的AutoCAD的上机绘图练习。用一门课的教学时数，完成了投影制图理论和计算机制图的教学内容，使投影制图和计算机制图的教学得到了加强，使学生亲自操作绘图软件的能力得到提高。
通过这样的改革，无论从教学内容和教学方法上，都更贴近科学技术的新发展。
参考文献：
[1] 张永宏，王丽华.基于CAD/CAM的工程制图教学改革与探索[J].气象教育与科技,2006,29(4):26~29.
[2] 樊茂.谈Auto CAD 图形实例教学[J].益阳职业技术学院学报,2006,3(1):79~80.
