張鵬

［摘 要］工程制圖課程是工科專業(yè)的一門傳統(tǒng)公共基礎(chǔ)課，隨著計算機和電子信息等專業(yè)的快速發(fā)展，非機械類專業(yè)在工科專業(yè)中的比重逐年增長，受數(shù)字化趨勢、專業(yè)特點、工作導(dǎo)向等因素影響，這些專業(yè)的部分學(xué)生認(rèn)為工程制圖在實際中的應(yīng)用價值有限。文章針對該問題展開討論，結(jié)合電子信息專業(yè)的教學(xué)實踐，對非機類工程制圖課程學(xué)習(xí)的必要性、教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和優(yōu)化、線上線下混合教學(xué)方法進行了詳細論述。其中，在課程學(xué)習(xí)必要性上，指出非機類工程制圖課程對于包括電子信息專業(yè)在內(nèi)的所有工科學(xué)生都有著重要作用，可以提升學(xué)生在設(shè)計與原理表達、空間想象、跨學(xué)科合作、就業(yè)競爭力等方面的能力；在教學(xué)內(nèi)容調(diào)整和優(yōu)化方面，指出非機類工程制圖課程教學(xué)多結(jié)合機械專業(yè)內(nèi)容開展，與本專業(yè)的聯(lián)系不夠緊密，建議在專業(yè)特色、內(nèi)容比重等方面進行調(diào)整；在教學(xué)方法上，從學(xué)習(xí)實踐的靈活便利、學(xué)習(xí)個性化、互動與合作、多樣化教學(xué)手段、效果反饋等方面分析了線上線下混合教學(xué)的必要性，建議從線上教學(xué)資源、專業(yè)特點設(shè)計、互動交流平臺、評估和反饋機制等方面發(fā)力，給學(xué)生提供更加豐富的學(xué)習(xí)體驗。

［關(guān)鍵詞］工程制圖；非機類；課程建設(shè)；混合教學(xué)

［中圖分類號］G642.3［文獻標(biāo)識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）09-0010-04

20世紀(jì)60年代，工程制圖課程成為許多高校工科專業(yè)的公共基礎(chǔ)課，一直延續(xù)至今。隨著計算機和電子信息等非機類工科專業(yè)的快速發(fā)展，非機類專業(yè)在工科專業(yè)中的比重逐年增長。然而，部分電子信息專業(yè)等非機類工科專業(yè)的學(xué)生認(rèn)為工程制圖在實際中的應(yīng)用價值有限，以電子信息專業(yè)為例，原因主要有以下幾個方面：一是數(shù)字化趨勢。電子信息領(lǐng)域趨向于數(shù)字化設(shè)計和開發(fā)，使用計算機輔助設(shè)計軟件進行工程設(shè)計和繪圖。部分學(xué)生認(rèn)為手繪制圖技能在實際工作中并不常用，因為大多數(shù)設(shè)計和繪圖任務(wù)可以通過軟件完成。二是專業(yè)特點。電子信息專業(yè)注重的是數(shù)字電路、通信系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)等電子技術(shù)和軟件的開發(fā)。部分學(xué)生認(rèn)為將時間和精力投入相關(guān)的技術(shù)課程與實踐項目更有價值，因為這些內(nèi)容與他們未來的職業(yè)發(fā)展有更直接的聯(lián)系。三是工作導(dǎo)向。部分學(xué)生認(rèn)為在實際工作中，往往需要與其他工程師、團隊成員和客戶進行合作，并使用統(tǒng)一的工程標(biāo)準(zhǔn)和軟件工具。因此，他們認(rèn)為在工作場景中不太需要手繪制圖能力。

針對上述問題，本文探討如何運用好線上線下資源，做好非機類工程制圖課程建設(shè)工作。本文主要從三個方面展開討論：非機類工科專業(yè)學(xué)生要不要學(xué)習(xí)工程制圖？非機類工程制圖課程應(yīng)該講授哪些內(nèi)容，需要對現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容進行哪些調(diào)整？在互聯(lián)網(wǎng)已被廣泛應(yīng)用的情況下，如何利用好線上線下資源，改革非機類工程制圖課程的授課方法，提高教學(xué)質(zhì)量？

一、學(xué)習(xí)工程制圖的必要性

學(xué)習(xí)工程制圖對工科專業(yè)學(xué)生來說具有重要的作用[1]：一是設(shè)計和規(guī)劃。工程制圖是機械工程、土木工程、電氣工程以及其他工程專業(yè)的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)工程制圖能夠使學(xué)生掌握繪制平面圖、剖視圖、立體圖和工程圖等工程圖樣的技能，從而能夠進行工程設(shè)計、布局和規(guī)劃。二是交流和溝通。工程圖樣是工程師相互溝通的重要工具。學(xué)習(xí)工程制圖能夠使學(xué)生掌握使用符號和標(biāo)記來傳遞技術(shù)信息的能力，使得工程師能夠準(zhǔn)確地與同事、客戶和制造商等各方交流項目需求和設(shè)計意圖，促進合作和理解。三是解讀和理解技術(shù)文檔。工程圖樣是技術(shù)文檔的一部分，例如裝配圖、電路圖、結(jié)構(gòu)圖等。學(xué)習(xí)工程制圖能夠使學(xué)生熟悉不同類型的工程圖紙，掌握解讀和理解技術(shù)文檔的技能，從而更好地理解項目的細節(jié)和要求。四是提高工程設(shè)計質(zhì)量。工程制圖具有精確性和標(biāo)準(zhǔn)化的特點，通過符號、尺寸規(guī)范和圖紙布局等方式確保設(shè)計的一致性和可讀性。學(xué)習(xí)工程制圖能夠使學(xué)生熟悉常用的圖形符號、標(biāo)注規(guī)則和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能夠繪制符合標(biāo)準(zhǔn)的圖紙，提高工程設(shè)計的質(zhì)量和可執(zhí)行性?？傊?，對于工科專業(yè)的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)工程制圖是提升專業(yè)實踐能力的重要一環(huán)。

以電子信息專業(yè)為例，學(xué)習(xí)工程制圖的必要性體現(xiàn)在以下幾個方面[2]：一是明確設(shè)計思路與提高工作原理表達能力。工程制圖可以幫助學(xué)生將設(shè)計思路和工作原理以圖形形式清晰地表達出來。通過繪制電路圖、系統(tǒng)框圖等，學(xué)生可以更好地理解和呈現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計思路和工作原理。二是提高空間想象力。電子信息領(lǐng)域的設(shè)計和開發(fā)往往涉及復(fù)雜的物理布局與連線，如電路板與系統(tǒng)板級設(shè)計。通過學(xué)習(xí)工程制圖，學(xué)生可以提高空間想象力和對三維結(jié)構(gòu)的理解，從而更好地進行物理布局和連線，確保電路和系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。三是提高文檔編寫和交流能力。工程圖樣是一種標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)文檔形式，學(xué)生可借助工程制圖將設(shè)計和原理文檔化，編寫清晰、準(zhǔn)確的技術(shù)文檔，更好地與他人進行交流和共享。四是提高跨學(xué)科合作能力。在電子信息領(lǐng)域，工程師常常需要與其他工程師和專業(yè)人士合作，如機械工程師、制造工程師等。工程圖樣作為跨學(xué)科交流的一種重要形式，可以幫助工程師與其他領(lǐng)域的合作伙伴進行有效的溝通和交流。五是提高就業(yè)競爭力。雖然許多電子信息領(lǐng)域的工程設(shè)計和繪圖任務(wù)可以通過計算機輔助設(shè)計軟件完成，但仍然有一些特定領(lǐng)域或工作崗位對工程制圖技能有需求。具備工程制圖技能的學(xué)生在求職過程中可能會更具競爭優(yōu)勢，并且更能適應(yīng)一些特定的工作環(huán)境和需求。綜上所述，學(xué)習(xí)工程制圖可以幫助電子信息專業(yè)學(xué)生更好地表達設(shè)計思路和工作原理、提高空間想象力、提升文檔編寫能力，以及提高就業(yè)競爭力等。對于個人職業(yè)發(fā)展和專業(yè)成長來說，掌握工程制圖技能具有一定的必要性。

二、面向非機類工科專業(yè)學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容

（一）教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)狀和問題

以筆者所在高校的電子信息專業(yè)非機類工程制圖課程為例，其課時數(shù)為54學(xué)時，其中理論部分18學(xué)時，實驗部分36學(xué)時。使用的教材是清華大學(xué)出版社出版的《機械制圖（非機類）》。調(diào)整前的課程理論教學(xué)內(nèi)容如表1所示。

課程實驗教學(xué)內(nèi)容包括三個部分：尺規(guī)作圖與徒手繪圖、用AutoCAD繪制二維平面圖、用SolidWorks繪制三維模型。

雖然課程使用的是非機類專業(yè)課程教材，但是上述教學(xué)內(nèi)容仍然側(cè)重于機械專業(yè)知識，盡管授課教師做了一些針對電子信息專業(yè)的調(diào)整，但實際的教學(xué)內(nèi)容與本專業(yè)的聯(lián)系仍然不夠緊密。教學(xué)內(nèi)容中畫法幾何的內(nèi)容較多，對點、線、面、體、組合體畫法的介紹，占了理論教學(xué)內(nèi)容的一半以上，看似重視基礎(chǔ)、循序漸進，但這些幾何問題在工程圖樣中實際應(yīng)用較少，而且由于參考元素太少，反而不容易幫助學(xué)生形成三維空間感知，部分學(xué)生反映難以想象出空間關(guān)系，尤其是在截交線、相貫線等處經(jīng)常出錯[3]。整個課程架構(gòu)以二維為基礎(chǔ)，重點在對視圖和三視圖的畫圖與識圖，需要學(xué)生具備從二維到三維的空間想象能力，因此可以引入三維工具，幫助學(xué)生理解三維物體和二維視圖之間的關(guān)系。另外，尺寸標(biāo)注與讀圖制圖脫節(jié)，教學(xué)重點都放在畫圖上，對尺寸標(biāo)注重視不夠，不利于學(xué)生理解尺寸標(biāo)注的規(guī)范。

（二）教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和優(yōu)化

基于上述分析，筆者從專業(yè)特色、內(nèi)容比重等方面進行了調(diào)整[4]，調(diào)整后的非機類工程制圖課程理論教學(xué)內(nèi)容如表2所示。

三、線上線下混合教學(xué)方法

（一）線上線下混合教學(xué)的必要性

非機類工程制圖課程是一門特別重視理論聯(lián)系實際的課程，學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)理論，更要動手實踐。與其他重理論的課程相比，線上線下混合教學(xué)方法更適合工程制圖課程，其具有以下優(yōu)勢[5]：可以借助平臺把學(xué)習(xí)資源推送給學(xué)生，學(xué)生可以根據(jù)自己的時間進行學(xué)習(xí)與實踐，隨時隨地獲取這些資源，不受時間和空間的限制；可以根據(jù)學(xué)生的個性和學(xué)習(xí)進度進行個性化的教學(xué)設(shè)計，學(xué)生可以根據(jù)自己的實際情況進行學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率；可以通過在線討論、群組合作等方式促進學(xué)生之間的互動和合作，學(xué)生可以在線上平臺進行交流和討論，分享學(xué)習(xí)心得和解決問題，增強學(xué)習(xí)的互動性和合作性；使用多種多媒體教學(xué)手段，如視頻、音頻、圖像、網(wǎng)課等，豐富教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，學(xué)生可以通過反復(fù)觀看教學(xué)視頻等方式獲得更直觀和生動的學(xué)習(xí)體驗；可以通過在線作業(yè)、在線測驗、問卷調(diào)查等方式及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，幫助學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題；可以進行自動化評估和反饋，減輕教師的評估負(fù)擔(dān)。

（二）線上線下混合教學(xué)方法

筆者根據(jù)非機類工程制圖的課程特點，采取以下方法開展教學(xué)。

第一，將理論知識制作成線上教學(xué)資源。非機類工程制圖課程中的基本概念、繪制方法和繪圖規(guī)范等知識點較為瑣碎，將其制作成大量教學(xué)小視頻、在線課件、練習(xí)題等，可以方便學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。有的教師直接把網(wǎng)上的優(yōu)秀網(wǎng)課推送給學(xué)生，但這樣的網(wǎng)課普遍時間太長，學(xué)生容易感覺枯燥，難以堅持下去，因此不建議直接使用，應(yīng)將線上教學(xué)資源與線下講授相結(jié)合，幫助學(xué)生開展學(xué)習(xí)。

第二，將AutoCAD等繪圖軟件的操作步驟制作成教學(xué)視頻[6]。結(jié)合繪圖實例，錄制操作視頻發(fā)給學(xué)生，學(xué)生可以邊看邊操作，有問題時也可以對照視頻自己解決。在這些線上小視頻的幫助下，教師可以把講解重心放在各種難點問題上，學(xué)生可以在實驗課上操作學(xué)習(xí)，也可以在實驗課外繼續(xù)學(xué)習(xí)。

第三，結(jié)合非機類專業(yè)的特點，設(shè)計特色實踐操作環(huán)節(jié)。以電子信息專業(yè)為例，教師除讓學(xué)生繪制三視圖、剖視圖、軸測圖這些常規(guī)工程圖樣外，還要安排特定的實驗專題，讓學(xué)生動手繪制電路圖、設(shè)計PCB等，而這些內(nèi)容往往與一些專業(yè)知識相關(guān)聯(lián)，需要教師提供線上資源，讓學(xué)生了解這部分知識。同時，還可以邀請行業(yè)專家進行現(xiàn)場指導(dǎo)，線上線下結(jié)合開展教學(xué)。

第四，建立線上互動交流平臺。線上的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩點：一是前面提到的各類理論和實踐教學(xué)資源，二是教師和學(xué)生之間、學(xué)生和學(xué)生之間的互動交流?？梢越⒃诰€師生群、習(xí)題討論區(qū)等，學(xué)生可以在平臺上互相分享經(jīng)驗和解決問題，教師也可以在平臺上進行答疑和指導(dǎo)。還可以建立一些激勵機制，鼓勵學(xué)生積極參與交流。

總的來說，非機類工程制圖課程線上線下混合教學(xué)結(jié)合了線上教學(xué)和線下教學(xué)的優(yōu)勢，既保留了傳統(tǒng)教學(xué)的互動性和實踐性，又融入了線上教學(xué)的靈活性和個性化，為學(xué)生提供了更豐富的學(xué)習(xí)體驗[7]。

四、結(jié)語

工程制圖對于非機類工科專業(yè)學(xué)生來說真的沒用嗎？部分學(xué)生真的不喜歡這門課嗎？對于第一個問題，以電子信息專業(yè)為例，縱觀其人才培養(yǎng)方案，會發(fā)現(xiàn)非機類工程制圖課程是系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力的，而電路設(shè)計、芯片設(shè)計、通信系統(tǒng)設(shè)計、三維感知、虛擬現(xiàn)實等研究工作都需要良好的空間想象力。對于第二個問題，有的高校按照機械專業(yè)的模式給電子信息專業(yè)學(xué)生上課，甚至直接請機械專業(yè)的教師來上課，這難以讓學(xué)生對工程制圖產(chǎn)生興趣。通過對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進行調(diào)整與改革，學(xué)生對非機類工程制圖課程的學(xué)習(xí)興趣顯著提高，課堂氣氛更為活躍，作業(yè)的完成質(zhì)量進一步提高，學(xué)生的課程反饋良好。筆者對非機類工程制圖課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進行了初步討論，其中還存在需要斟酌的地方，將在今后的教學(xué)中繼續(xù)探索與實踐。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 熊娟，陳勇，潘貴軍，等.工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下工程制圖課程教學(xué)改革的探究：以湖北大學(xué)電子信息類專業(yè)為例[J].教育教學(xué)論壇，2020（12）：163-164.

[2] 王鳳彪.基于高校非機械類教學(xué)與實踐研究[J].信息系統(tǒng)工程，2019（9）：175.

[3] 唐樂為，熊德紅，張愛軍，等.中意兩國“工程制圖”課程教材比較與分析[J].教育教學(xué)論壇，2022（23）：17-20.

[4] 單泉，馬廉潔，陳硯，等.適應(yīng)智能制造的非機類工程制圖課程教改探討[J].教育教學(xué)論壇，2020（43）：198-199.

[5] 連彩元.新工科背景下非機類“工程制圖及CAD”課程教學(xué)實踐[J].福建師大福清分校學(xué)報，2021，39（2）：219-224.

[6] 談莉斌，汪永明，張海娟.新工科背景下工程圖學(xué)混合式教學(xué)創(chuàng)新實踐[J].洛陽理工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2022，32（4）：93-96.

[7] 丁喬，孫軼紅，魯宇明.基于“工程制圖”云教材的云班課建設(shè)與應(yīng)用[J].圖學(xué)學(xué)報，2019，40（5）：976-982.

［責(zé)任編輯：蘇祎穎］