《工程制图》创新教学模式(科学总结)

1、工程制图创新教学模式（科学总结）左宗义 冯开平 唐西隆 谭夏梅 李 冰 前言随着经济全球化和教育国际化的进展，教育的重心也由以往的注重传授知识转变为注重学生综合素质的培养，尤其是创新、创造的能力的培养。工程制图课程作为一门重要的技术基础课，其发展也步入了一个新时代。近十年来计算机三维设计、虚拟真实和计算机网络集成技术的发展，大大改变了传统的设计和绘图概念的观念。只有准确定位工程制图课程的性质、目标及要求，不断更新教学观念，探索道路，引入新内容，创建新方法，才能逐步适应社会的发展和时代的进步。为此，在多年的教学改革中，我们创建了一种以创新教育为目标、以三维设计为主线、以教学资源为支撑、以信息技术

2、与课程教学全方位整合为载体的开放式工程制图创新教学模式。该模式对于传统的模式有较大的创新和突破，主要体现在以下两个方面：1） 教学观念突出精品意识，全面体现“知识与技能、过程与方法、传统与创新”三位一体的教学功能，利用现代数字技术对教学目标、课程内容、教学组织架构等全面改革；从教材编写，课件制作，课堂讲授、讨论、课后作业、实践、以及考核方法等方面落实以学生为主体、教师为主导的“两元论”新型创新教学模式。在教学手段上，充分利用自主开发和创建的立体化教学资源作为创新教学的外部支撑环境，完成了教材、多媒体教学软件、教学网站配套建设；并以虚拟真实为特征不断优化教学软件，使学生能主动式获取知识，从而更符

3、合认知规律，满足学生个性化的自主性和探究性的学习。在教学方法上，以三维造型设计作一条主线贯穿于课程教学的始终，全面推行以创新实践为主、课堂教学为辅的教学模式，大大提高了学生的空间思维和创新设计的能力，培养了学生的工程素质。2）作为成果应用的外延，开创了工程制图国际化教育与合作的新局面。通过与国际图学界的广泛交流合作、引进和消化国外原版教材、开展双语教学，聘请资深国外图学教授授课，使我系教师素质得到提高。依托教学科研更新和充实教学内容，不仅使创新教学的应用得以延伸，同时也深化了创新教学，为学科的跨越式发展奠定了基础，并为教师的教学和科研开辟了广阔的空间。1基本内容1.1 计算机绘图与传统教学兼容

4、并重，三维造型设计为主线融会贯通为了充分体现教学内容的基础性、先进性和科学性的基础上，我们将计算机绘图贯穿于教学的始终与传统教学内容有机融合，以创新三维设计为主线，实现实体造型设计与投影绘图相结合，个人学习与分组合作相结合，课堂讲授与实践、讨论、报告相结合，从而增强培养学生对图形的理解、认识和表达的工程素质。在学期初就引入三维造型并贯穿于始终，学生自行组织成为团队，进行构思、设计、造型、出图、书写报告、班级演讲等完成全过程的训练。强调自行组织和负责，强调设计的自主性、创新性和实用性，在不考虑材料、工艺等条件下，让学生自由发挥，以培养学生形体设计和表达能力以及组织能力和团队精神。为了提高学生的创

5、新创造能力，在实践教学方面，除了教学实践环节中的手工仪器绘图、零部件测绘、草图训练和计算机绘图、形体构思训练之外，还开展了丰富的第二课堂活动，如不定期地组织学生到设计部门和软件公司参观，协助学院举办AutoCAD技能大赛和指导学生参加全省以至全国的挑战杯赛和其他设计比赛，要求学生撰写和发表科学论文等，并鼓励和吸收学生参与教师的教学科研活动，这些活动强化了教学效果，扩大了学生的眼界，激发了学生的创造性和学习兴趣。每一年级都有学生参加教学科研和开发活动，有些学生（如机械设计2001级学生郑丽佳、褥铜）从一年级到四年级一直老师的指导下参与工程制图多媒体软件及网站的开发工作，自身能力得到很大的提高，在

6、2004年广东省首届大学生机械创新设计大赛中，郑丽佳、褥铜同学荣获一等奖。1.2 立体化的教学资源营造创新教学的最佳环境创新教学得以顺利实施，前提在于建设了全套与之配合的教学资源；从出版教材、开发课件到教学网站的建设，构成立体化、系列化的教学资源系统。自2000年以来，正式出版了与课程改革相适应的3套教材、习题集和配套光盘，编印了三套用于双语教学的选自英文原版教材的讲义。出版的教材在国内拥有广泛的用户，三年来，主编的教材和开发的多媒体教学光盘由华南理工大学出版社发行，教材9.4万本，学生版光盘2.35万套。其中画法几何与机械制图教材多媒体教学光盘获得中国工程图学学会优秀奖。完成开发了4套工程制

7、图系列多媒体课堂教学软件，软件遵循现代教育理论和方法，体现系统工程思想和现代教育规律，对教学内容的重点难点、信息素材的整合、教学艺术的呈现等有较好的把握，多次获得部级、校级优秀CAI软件奖，其中教师版工程制图教学软件在全国图学界享有盛誉，在全国高校广泛采用（用户学校104所，包括中国科技大学、浙江大学、西安交大等），软件的先进性和创新性得到工程图学界的专家们的较高评价。自主开发了虚拟真实的基于VRML工程制图主动式教学网站为创新教学提供了支持环境。软件和网站的创新点主要在于应用了虚拟真实技术，有益于学生自主学习，主动获取知识。学生版CAI软件使学生随时可以进行个别化的自主学习，自行选择学习内容

8、和控制学习进度。1.3 双语教学，补充创新教学的内涵 在当前教育趋于国际化的大环境下，高校开展双语教学成为创新教学改革中的崭新课题。我系执行双语教学已三年，引进和编写了三本英文讲义，开发了英文软件，双语教学取得显著成效。从2002年起，在部分专业（如机自、计算机、信息工程、国贸、自动化等）开展了工程制图双语教学，教材与习题集均有中英文版本，课堂教学软件也有中英文版本，考试也采用英文题目。而且，学生的设计报告及论文多采用了英文，多数小组也用英文作演讲。半数学生能在课程结束的时候听懂全部英语，其余也能听懂教学内容。双语教学完全是与以三维造型设计为主线的创新教学齐头并进的，因此，双语教学成为创新教学

9、的有益补充。1.4 国际化道路，创新教学的外延为了顺应教育国际化的趋势，我系积极开展国际学术交流合作，与国外多所大学建立了教学、科研方面的长期合作关系。2000年至今，获得在科技部立项的中国与波兰合作的基于教学改革的科研项目两项：计算机绘图在工程图学中的应用研究和虚拟真实技术在工程图学中的应用研究，开创了工程图学界与国外大学合作研究的先例。2003年春波兰克拉克夫工业大学教授Renata Gorska博士来我系讲授工程制图和三维可视化技术。华沙工业大学、克拉克夫工业大学、格但斯克工业大学的7位教师来过我校进行工程图学方面的学术交流与合作。我们自主开发的教学软件被翻译成波兰文，应用于格但斯克工业

10、大学的工程制图课堂教学。我们与美国密执根大学和普度大学互相交换了工程制图教材，并赠送了我系开发的教学软件。近年来，我系左宗义、冯开平教授三次前往欧洲多所大学讲学，作了多场学术报告。我系许多人教师次参加了国际图学教育研讨会。这些交流与合作，使我们的教师增长了见识，开阔了眼界，素质得到很大的提高，不仅有力地促进了创新教学，同时也扩大了我校在国内和国际图学界的影响。2 实践效果 21 教学效果评价 工程制图课程的创新教学模式，遵循了现代教育思想，以创新为目标，从教学思想的深入探讨、教学内容体系的优化组合、现代教育技术的综合利用、课堂教学的改革实践以及引导学生课后创新活动等方面，进行了不断的探索、积累

11、和发展，取得了显著的效果。通过对学生的调查与测评统计（表1，表2），可看出学生对这种创新教学模式非常欢迎，从学生的创新性设计和综合测评的结果，可以感到学生的创新能力得到较大地提高。与此同时，通过开展一系列创新教学活动，教师的知识结构得到更新，教学水平和科研能力大大提高。近年来，已有多人次参加国内外各种学术会议，并在国内外的学术刊物和学术会议上发表多篇论文，整体师资水平有了显著的提高。表1 开展创新教学效果学生调查统计 项 目好较好一般差分组教学是否好100%计算机绘图讲解是否合适86%8%6%课堂教学方式是否受欢迎90%10%是否掌握了课程的主要内容80%15%5%是否增加学习兴趣100%双语

12、教学是否受欢迎70%10%15%5% 班数：9 学生人数： 358表2 工程制图双语教学的实施效果评价项 目非常满意比较满意不满意教材及辅助资料90%10%0%外籍教师授课方式90%10%0%本国教师授课方式80%20%0%授课形式85%13%2%教学氛围85%10%5%综合知识获得85%12%3%课时设置89%10%1%外语水平提高75%15%10%专业视野开拓95%5%0%自信心独立性提高90%5%5%语言交流能力提高80%15%5%原理掌握和应用90%5%5%独立完成设计85%10%5% 1）国内专家同行的评价前教育部教材编委会成员邝树芬教授评价说，“你们近年取得的成就巨大，学科和课程有

13、了很大的发展”。本校督导员王小凤教授在听了我系左宗义教授的课后，对工程制图采用多媒体计算机辅助教学十分赞赏，说：“就连我这样的外行都能理解教学的内容。采用多媒体计算机辅助教学，能大大加速学习的进程。”广州大学黄水生教授评价说，“广东工业大学图学与数字媒体工程系用现代化的教学思想和技术手段，改变了传统的教学模式，通过采用计算机多媒体软件和网上虚拟真实教学软件辅助教学，创建了一套面向未来的现代教学模式，实现了以学生为本的教学理念，教学质量得到全面提升，大大地提高了学生的空间想象力和设计创新能力。” 2）学生评价 双语工程制图班的计算机专业2002级学生邵林翰、梁海在课程总结中写道：“使用多媒体给课

14、堂增添了活力，使多媒体的优势得到极大的体现。不仅提高了我们对于这一学科的兴趣和对这一学科的更深刻理解，还提高了我们的综合素质。现在我们实现了类似全英语教学的教学方式。我们慢慢地适应了这种学习方式并对它产生浓厚的兴趣。”信息专业2002级张惠华写道：“左老师的教学真是精彩绝伦。其中双语教学更是十分精彩。我学到的知识是比其它班的同学要多很多，因为我在课堂上可以锻炼自己的英语听力，不只是工程制图这一门课程的知识。而且，老师使计算机制图融入工程制图的方法更是使我们和世界的高科技接轨。” 21 教学效果的影响创新教学模式在我校已经全面铺开并取得良好的效果。2003年，工程制图获广东省精品课程称号。由于我

15、系在国内外，尤其是在对外交流与合作中在国际图学界的影响力，于2004年8月成功主办了第十一届几何与图学国际会议，会议取得圆满成功。来自14个国家的130名代表参加了会议。同时，更多的国外大学纷纷要求与我们合作。2004年2月，德国不来梅大学Friedrich教授来我校开展学术交流、授课、报告等活动，与我校合作进行E-learning方面的研究。目前，Friedrich教授已被聘为我校客座教授，每年将来我校讲学12个月。2004年8月，国际几何与图学会主席Gunter Weiss教授和副主席Stachel教授来我校进行学术交流。频繁的国际交流与合作说明了我系的教学与科研正在与国际接轨，也充分说明

16、我们的成果-创新教学模式已经产生的巨大影响。 3 理论水平 工程制图课程的创新教学研究是一项复杂的系统工程，需要与时俱进，紧紧围绕着培养创新、创造型人才的教学目标不断更新与发展。工程制图课程的创新教学模式从根本上打破了传统的僵化的教学模式，通过一系列创新教学方式，塑造了一个全新的教与学双向互动的教学环境。从教育学、心理学、行为科学的角度来说，这种灵活互动、以创新实践为主的新型教育模式更符合人的认知规律，更有利于素质教育和创新教育的实施。在这种创新教学实践中，教师和学生实现了真正意义上的教学相长。4 推广价值 工程制图创新教学模式在工程制图教学体系、内容、方法、手段等方面有较大创新，探索了创新教育在人才成长中的作用点，理论上有较高水平。体现了现代教育理论在主动式教学中的作用，研究成果在一定程度上验证并丰富了教育学、创造学、