水利水電工程專業(yè)工程制圖課程改革

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[摘要]本文針對(duì)水利水電工程專業(yè)工程制圖課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出課程結(jié)構(gòu)與課程體系的優(yōu)化、教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)、教學(xué)手段的改進(jìn)和學(xué)科競(jìng)賽的激勵(lì)與培養(yǎng)四個(gè)方面的教學(xué)改革措施，以提高工程制圖的教學(xué)效果和學(xué)生的工程制圖能力。

[關(guān)鍵詞]工程制圖；課程改革；學(xué)科競(jìng)賽

根據(jù)學(xué)院本科人才培養(yǎng)方案，水利水電工程專業(yè)培養(yǎng)具有水利水電工程的勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、科研和管理等方面的知識(shí)，能在水利、水電等部門從事規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、科研和管理等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。工程制圖是水利水電工程專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)必修課，是工程設(shè)計(jì)的啟蒙課，是與后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及工作后所從事的專業(yè)技術(shù)工作密不可分的一門課程。工程圖是工程設(shè)計(jì)人員表達(dá)設(shè)計(jì)思想的主要體現(xiàn)，是工程技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交流的重要工具，是工程管理人員進(jìn)行管理、施工人員進(jìn)行施工的依據(jù)[1]。因此該門課程既有系統(tǒng)的理論，又有著較強(qiáng)的實(shí)踐性，既要培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力、創(chuàng)造力，又要培養(yǎng)學(xué)生的繪圖技能和工程設(shè)計(jì)意識(shí)。

1工程制圖教學(xué)存在的問(wèn)題

教學(xué)內(nèi)容:工程制圖分兩學(xué)期，工程制圖（一）為畫(huà)法幾何部分，傳統(tǒng)的“畫(huà)法幾何”課程中十分重視幾何求解能力，主要講授點(diǎn)、線、面、體的投影；點(diǎn)與直線、直線與直線、直線與平面、平面與平面的相對(duì)位置關(guān)系以及平面與立體相交的截交線、立體與立體表面相交的相貫線的作圖方法。內(nèi)容多，學(xué)時(shí)緊，部分內(nèi)容與工程應(yīng)用關(guān)聯(lián)小，部分內(nèi)容在其他課程中有重復(fù)。[2]工程制圖（二）主要講授組合體視圖、工程形體的表達(dá)方法、建筑結(jié)構(gòu)圖和水利工程圖。但是由于學(xué)時(shí)少，重點(diǎn)在組合體識(shí)圖和工程形體的表法方法這兩個(gè)基本部分，水利工程圖的學(xué)時(shí)安排較少，學(xué)生也僅限于水工圖的初步閱讀，深度不夠，學(xué)生在后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)時(shí)遺忘情況突出。教學(xué)方法:現(xiàn)有的工程制圖教學(xué)方法單一，主要借助板書(shū)、PPT和AutoCAD講授，其中有部分三維圖形的輔助，但是效果不佳。[3]加之獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的基礎(chǔ)較為薄弱，空間想象能力欠缺，對(duì)于投影的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)難度加大。

2工程制圖教學(xué)改革

課程結(jié)構(gòu)與課程體系的優(yōu)化:調(diào)整工程制圖課程體系，形成工程制圖+CAD實(shí)訓(xùn)+工程識(shí)圖的貫穿大學(xué)四年的工程制圖課程體系，從投影基礎(chǔ)知識(shí)到專業(yè)制圖知識(shí)，從尺規(guī)繪圖到計(jì)算機(jī)繪圖，從二維繪圖到三維繪圖，從單一建筑物圖樣到綜合建筑物圖樣，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和適應(yīng)工程應(yīng)用的制圖能力。《工程制圖（二）》增加8學(xué)時(shí)水利工程圖識(shí)圖與繪圖的實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，加強(qiáng)水利工程圖的識(shí)讀能力并提高尺規(guī)繪圖的基本功。《CAD及三維制圖軟件應(yīng)用》分解為《CAD基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)》和《CAD專業(yè)實(shí)訓(xùn)》，總學(xué)時(shí)由48學(xué)時(shí)增至56學(xué)時(shí)，其中三維繪圖訓(xùn)練有效提高學(xué)生的工程想象能力，輔助工程制圖的學(xué)習(xí)。在第7學(xué)期增設(shè)《水利工程識(shí)圖》，該課程在專業(yè)課程結(jié)束后進(jìn)行，可以進(jìn)一步的鞏固專業(yè)課程，強(qiáng)化專業(yè)圖樣的識(shí)圖能力。并且針對(duì)鋼閘門課程設(shè)計(jì)、水工鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì)、壩工課程設(shè)計(jì)、水電站課程設(shè)計(jì)中增設(shè)設(shè)計(jì)圖紙繪制講解，規(guī)范制圖成果。在畢業(yè)設(shè)計(jì)前安排工程制圖專題講座，講解制圖規(guī)范，促進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范化。教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn):傳統(tǒng)的“畫(huà)法幾何”課程中十分重視幾何求解能力，但部分與工程應(yīng)用和與其他專業(yè)課程重復(fù)的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。弱化部分與工程應(yīng)用聯(lián)系較少的教學(xué)內(nèi)容，例如變換投影法，兩一般位置平面相交求交線。減少與其他課程重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容，例如標(biāo)高投影，可在工程測(cè)量中學(xué)習(xí)。同時(shí)，把教學(xué)內(nèi)容改革的重點(diǎn)放在加強(qiáng)學(xué)生空間想象、空間思維能力的培養(yǎng)上，強(qiáng)調(diào)基本知識(shí)、基本內(nèi)容、基本技能，使得學(xué)生讀圖、繪圖和圖解能力在本課程中得以專門訓(xùn)練。淡化理論部分，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，始終貫穿“從空間到平面,從平面到空間”的思維轉(zhuǎn)換訓(xùn)練,并且重點(diǎn)突出立體的投影，促使學(xué)生對(duì)課程的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能熟練掌握、靈活應(yīng)用，為本課程在后續(xù)課程學(xué)習(xí)中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。在工程制圖的讀圖練習(xí)過(guò)程中，選擇水利水電工程相關(guān)的立體進(jìn)行讀圖和繪圖訓(xùn)練，加強(qiáng)專業(yè)圖的閱讀能力。教學(xué)手段的改進(jìn):在傳統(tǒng)教學(xué)手段的基礎(chǔ)上制作視頻輔助教學(xué)。例如：將教材上的圖樣制作成三維模型，并錄制三維動(dòng)畫(huà)視頻，從多個(gè)角度觀察立體，比單一的圖片更加形象。制作繪圖短視頻，講解在繪制工程圖時(shí)如何削鉛筆、使用繪圖儀器等，并錄制一張A3圖紙繪制的全過(guò)程，學(xué)生通過(guò)視頻觀看更加清晰的掌握繪圖方法并提高繪圖規(guī)范性。學(xué)科競(jìng)賽的激勵(lì)與培養(yǎng):學(xué)院每年組織院內(nèi)制圖比賽選拔學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽，并組織制圖培訓(xùn)，針對(duì)水利工程圖進(jìn)行尺規(guī)繪圖和計(jì)算機(jī)繪圖訓(xùn)練。以2017年為例，水利水電工程專業(yè)共有156人參加院內(nèi)比賽，經(jīng)過(guò)三輪比賽，最終選拔10位同學(xué)參加全國(guó)比賽，并獲得團(tuán)體一等獎(jiǎng)。在選拔的過(guò)程中間，進(jìn)行了尺規(guī)及計(jì)算機(jī)二維和三維繪圖培訓(xùn)，訓(xùn)練繪制水閘、重力壩、拱壩、土石壩、跌水等水工建筑物設(shè)計(jì)圖紙，大大提高了學(xué)生的讀圖和繪圖能力。

3結(jié)語(yǔ)

為適應(yīng)“應(yīng)用型本科教育”的要求，提升學(xué)生的空間想象能力、工程制圖能力和工程素養(yǎng)進(jìn)行以上教學(xué)改革，學(xué)生的制圖能力得到大幅度提高，2017級(jí)工程制圖課程平均分較2016級(jí)上升6分，同時(shí)其他專業(yè)課教師反映學(xué)生的繪圖作業(yè)正確規(guī)范美觀，相比之下有很大進(jìn)步。

【參考文獻(xiàn)】

[1]任德記.土木工程圖學(xué)[M].鄭州：黃河水利出版社，2009.

[2]卞祝，葛清蘊(yùn)等.土木工程制圖課程教學(xué)改革[J].中國(guó)冶金教育，2018（4）：35-40.

[3]趙耀虹，翟海光.制圖課教學(xué)應(yīng)注重能力的培養(yǎng)[J].軍工高教研究，2004（1）：19-20.

作者：姚朗 單位：三峽大學(xué)科技學(xué)院