应用型本科图学教育的改革实践与探讨
摘要 应用型本科教育人才培养目标是针对职业岗位和职业岗位群的要求、人才具有解决应用性技术问题的能力。一定的图学理论知识和熟练掌握计算机绘图技术的要求决定了应用型本科图学教育改革的任务与方向。图学教学改革的主要任务是构建新的课程内容体系、教学方法和教学手段。遵循认知规律和教学规律，将画法几何、机械制图和计算机绘图融为一体是新体系的特色。精选图学理论知识、保留经典的制图内容、强化计算机绘图能力是建立新体系的关键。优化性、针对性和适应性是新体系的特点。
关键词：应用型本科培养目标 教育特点 改革图学教育内容和教学方法 创建图学教育新体系
应用型本科技术教育是高等教育的一个重要类型，它是以应用性技术教育为主，以培养高级技术应用性人才为目标。应用型本科教育具有高等教育的共性，也具有其鲜明的个性。它是以能力教育为基础的教育体系。不论是专业设置还是基础课程体系都是针对职业岗位和职业岗位群的。
1.应用型本科教育的培养目标决定了工程图学教改的任务与方向
随着科学技术的快速发展，计算机技术的广泛普及应用，现代工程设计已将产品的研制、设计、工艺、生产等阶段一体化，并与生产制造紧密相联。应用型本科教育培养的人才应当具有解决应用性技术问题的能力，在现代工程设计与产品制造的过程中发挥重要的作用。如工程施工中科学与技术的应用问题，高科技设备的安装、调试、使用和维护问题，工程设计实施中的技术管理问题等，这种职业岗位和职业岗位群的能力、理论知识和熟练掌握计算机绘图技术的要求决定了工程图学改革的任务与方向。显然，应用型本科图学教育的培养目标是：职业岗位所需要的图示能力、必需的图学理论和熟练掌握计算机绘图技术。因此，工程图学教改的基本任务是课程内容体系、教学方法、教学手段等方面的改革。
2.课程内容体系的改革
课程内容体系的改革是工程图学改革的核心，也是改革成败的关键。经过几年的改革与探索，课程内容设置逐步体现了以职业岗位能力要求为目标，以形成工程制图能力为重点，以培养空间思维能力和工程应用能力为核心，构建适应当前经济和技术发展的课程内容体系。将画法几何、工程制图和计算机绘图融为一体是改革课程内容体系的指导思想。通过改革实践，笔者以为构建新的课程内容体系必须处理好以下几个问题：
2．1 画法几何与工程制图
应用型本科图学理论应根据职业岗位的需求而定，不求系统完整，但可能是跨学科的。根据这一原则，图学理论部分课程内容保留投影理论，制图基础等传统内容中的经典部分，以培养学生技术能力及应用要求为度。所以，画法几何内容只要保留图示需要的投影理论就足够了。重点研究三维到二维的思维方法，体现形体分析、构形分析和构形能力的规律。培养学生空间思维能力、投影作图能力、识图能力、设计构形能力、计算机绘图和手工绘图的综合能力；增强学生创新意识。
2．2 工程图学内容与计算机绘图的融合
经过探索与实践，课程内容体系应以工程图学为框架，以计算机绘图为主线相融合。计算机绘图内容的选择应遵守“计算机绘图为工程制图服务和有利于教学的原则”。课程内容结构的编排应采用水平垂直结构，内容的初始阶段采用水平结构，使学生具有工程图学和计算机绘图的宽广的基础知识与能力，后一阶段采用垂直结构，使学生达到应用型本科教育要求的图示能力和计算机绘图能力。这种结构符合教学规律和心理学规律，有利于学生接受图学理论和强化图示能力，有利于学生经验的迁移和举一反三，提高学习效果。
2．3 徒手绘制草图、手工仪器绘图和计算机绘图三者之间的关系
在课程内容改革中，应处理好徒手绘制草图、手工仪器绘图和计算机绘图三者之间的关系，面对当前学时大幅度减少，创新能力培养的迫切要求和计算机应用不断普及，现代企业对人才的计算机绘图能力要求普遍提高。因此，着重加强徒手绘制草图能力，增强计算机绘图能力的培养，保留适当的仪器绘图的训练。这样处理三者关系是考虑制图教学的需要，也是适应社会和科技发展及人才市场的需求。三者之间的比例则应根据专业的不同而有所侧重。
2．4 机械基础课程与工程图学体系
应用型本科院校图学教育的改革是一项系统工程，教学改革的切入点是课程内容体系。单纯的制图课程改革是很困难的，它应当纳入整个应用型本科教改的体系之中，特别是要处理好机械基础系列课程之间的衔接性。
教学改革是一个不断更新观念，不断提高的过程。要巩固教改成果，应及时编出新型教材，为培养应用型本科人材服务，教材内容要有新意和突出应用型本科教育的特色。
3.教学方法的改革
3．1 遵循认知规律
遵循从三维立体到二维图形的认知规律和心理学规律，教学上应从三维立体分析、到二维平面的投影图，然后，再从二维投影图到三维立体的认知。这种多重循环、螺旋上升的方式，使学生更加容易掌握图学理论知识，提高图示能力。
3．2 增强计算机三维立体绘图
在教学中讲授“体”时，除了应用传统的形体分析外，利用计算机三维建模概念与思维，通过对简单立体的交、并、差布尔运算，形成复杂形体，会使学生在思维上产生一个大飞跃，同时也使学生掌握分析复杂形体的一种行之有效的手段。学生由原来的“综合想象”形体，到自己能在屏幕上绘制出形象、直观的三维立体，进而在构形设计，零件图的识读分析，均可利用计算机强大的三维绘图功能和多视窗口功能，使学生更深刻地理解三维立体与二维平面投影图的对应关系。
3．3 增强构形训练，激发创新意识
在教学和习题训练中，增加适量的构形要求，学生由原来被动接受到主动参与，发挥了学生个体的积极性，调动学生的学习热情。在训练中，也适当增加诸如“积木造型”由二维投影图形到三维立体构造的训练，也是提高学生空间思维能力的重要手段。
4.教学手段的改革
4．1利用多媒体功能与传统的教学手段相结合的教学模式进行教学
由于多功能教室有实物投影、计算机控制台、放像等功能，教师可以对教学中的重点、难点和一些抽象的难以理解的内容，借助教学演示软件或自制的演示软件、实物投影和CAI课件。采用动画、声音、图形图像、录音、三维立体图形等多媒体技术，使教学变得生动活泼，极大地提高了学生学习的兴趣。在有限的时间内获取较多的信息量，提高了教学效率。
同时，应用传统的草图及尺规画图的教学手段，在进行作业讲解，难点剖析可发挥更为直接与重要的作用。这种教学手段能使学生消化图学理论，能提高图学应用的能力，提高制图、识图的能力。
两种教学手段的结合，根据教学内容交替使用会有更好的教学效果。
4．2 实践训练的改革
新的教学手段将由传统的仪器绘图为主，改变为徒手绘图、仪器绘图和计算机绘图相互结合的方式进行。特别是增强了学生计算机绘图的训练，使学生避免了繁琐的手工作图带来的单调乏味的情绪。学生会感受到不仅仅学会了制图，而且感受到掌握了一门现代技能的成就感。极大的调动了学生的学习积极性。从我国图学会与日本图学会交流中，获得的信息来看，日本学生用尺规绘出的工程图非常工整，从图线、字体、工程标注、布图等方面看，不仅符合制图标准，而且清晰。可以看出日本对制图的基础训练是很重视的。这也是值得我们借鉴。
4．3 现代教学手段的应用
有了现代教学技术手段，教师们备课从原来单一手写教案，上课时用粉笔加教具的模式中解脱出来，他们可以采用电子教案、软件演示、实物投影方式……等。使教师讲课有了极大选择的余地。
利用校园局域网络，教师可以与学生进行在线交流，使工程制图的教学从课堂延伸到课外。教师可以更加注重学生个人能力的培养。
5.教学改革实例
5．1 教学改革班为1个班，人数为40人；教学内容、教学方法及教学手段是根据珠三角地区人才要求及能力构成，针对工程应用岗位群，如现场施工工程师，生产线工程师，设备管理工程师，生产调度管理，基层技术施工及管理人才等岗位；设计新的图学教学体系组织教学。图学理论上只精选了与应用性制图紧密相关的内容，对于与岗位群知识与能力构成不相符的，较深奥或较难的内容，只作为选修，以学生自学为主，老师指导。而强化了图学的构形训练；增加了作业讨论，计算机绘图的能力训练和草图的练习，这种训练时间比普通班高出10%左右。这样使得学生学习制图不再“空对空”，而是大提高了制图与识图的实际动手能力。
普通班3个班，人数为123人。沿用普通本科教学体系组织教学，即从教学内容的难度及深度与一般本科相同，教学方法以讲授为主，辅以必要的练习。由于内定多而且深奥，相对练习又较少，学生的基础较差等原因，使得教师教得“费力”，学生学得“困难”，教学效果不理想。
5．2 教学效果比较。以期末考试成绩为例，普通班的平均成绩为71.06分，试验班平均成绩为75.45分，比普通班高出4.4个百分点。不及格率普通班为16.3%，试验班为10%；比普通班低出6..3个百分点。
6.教学改革的特点
6．1 课程结构的优化性、针对性和适应性
将画法几何、工程制图和计算机绘图有机地融为一体。不论是内容的精选还是结构的编排都是紧密结合、相互渗透和补充。并注重与机械基础系列课程的衔接性。保留了必须的投影理论、加强了制图基础、构形表达等传统内容中的经典部分。融入和加强具有现代特色的内容。减少手工绘图的学时，加强绘制草图和计算机绘图能力的综合训练。
课程内容及结构是针对技术应用型人才的岗位群能力选择和设置的，具有较强的针对性。由于强化手工绘图和计算机绘图的综合能力，它适应了在经济建设中，计算机技术广泛应用的需求和人才岗位变异的需要，也适应了我国现代化建设的发展趋势。
6．2 调动了教师和学生两方面的积极性
由于改变了教学方法和采用现代教学手段，教师可以在普通教室、多功能教室和校园网上授课。可以电子课件、自制演示软件授课。也可根据教学需要，采用传统的教学模式组织教学。这种多样性的授课方式使教师能根据教学内容精心设计教学内容和教学方式。充分地调动了他们的积极性和创造性。
课程内容构形表达、造型设计和学生同时掌握了手工绘图和计算机绘图二种能力，激发了学生的求知欲。表现出从来没有过的学习积极性。他们可以利用计算机强大的二维和三维绘图功能，自己学习绘制各种图样及设计造型。教改使得教学过程由原来的以教师为中心转变为以学生为中心。学生由原来的“要我学”变成“我要学”。
6．3 需要进一步探讨的问题
应用型本科图学教育如何对学生进行职业道德、价值取向的教育，如何提高学生综合素质等，还需要进一步探讨。
应用型本科图学教育的测试，如何测试学生的学习情况，特别是测试计算机绘图能力。如何对教师的教学水平、教学效果做出正确的评估。
基金项目： 2017年广东省教育厅教学改革项目：机械设计制造及自动化专业集群创新教育综合改革研究（编号2017SJG02）。
作者简介：周书兴（1972-11），男，四川达州人，本科，高级工程师、讲师，研究方向：机械工程及自动控制。E-mail:718620135@qq.com
