水利工程制图课程教学改革探讨

摘要：水利工程制图课程是水利类本专科学生必须掌握的专业基础课，也是一门抽象难学的课程。结合多年教学经验及课程教学中存在的问题，本文分析了从教学内容改革、提升教学素材质量、利用互联网开发微课、翻转课堂等方面的教学方法改革，有效提升教学效果，探索如何让新疆高校学生通过制图学习提升专业能力、创新能力、实践能力、学习能力和社会适应能力。

关键词：新疆高校；水利工程制图；教学改革

《水利工程制图》课程是高校培养学生空间想象能力，阅读和绘制水利工程图的一门专业基础课。是《水工建筑物》、《水工钢筋混凝土结构》及《水利工程施工》等专业课程的基础。其目标是通过课程学习，学生具备扎实的投影理论基础、熟练掌握各种工程图纸的识读和设计，从而培养分析和解决实际工程问题的能力，毕业后能够从事中小型水利工程辅助设计、水利工程现场施工工作以及水利工程施工和运行管理工作[1]。与其他课程相比《水利工程制图》课程其特点是空间思维强、抽象难懂、理论与实践结合紧密，需要大量实训练习才能掌握绘图和读图方法[2]。目前，新疆高校水利工程制图课程在教学目标、教学内容、教学方法和制图实践教学环节以及计算机绘图能力等方面，还未形成符合服务于地方区域应用型的《水利工程制图》课程体系和适应学生特点的教学方法等[3]。因此，水利工程制图课程的系统研究将具有一定的紧迫性和时代性。

一画法几何与水利工程制图课程现状

（一）教学内容结构不合理。《水利工程制图》教学大纲包含的内容有工程制图和CAD制图两个部分，其中工程制图部分又包含了制图的基本知识、组合体的三视图、工程形体的表达方法、钢筋混凝土结构图和钢结构图、房屋建筑工程图、水利工程图等内容。随着现代科技的发展，三维构图软件的逐步普及，CAD制图中的教学内容安排不合理问题凸显。纵观新疆高校相关工程制图的教学大纲，三维构图的教学内容设置偏少或者没有。因此，在工程制图教学过程中应适当增加三维CAD制图教学内容，使其与工程制图实践相融合教学[4]。（二）教学学时少，学生学习困难。现代社会处于高速发展过程中，为适应新的社会需求，高校在原有的课程设置中不断增加适应社会需求的课程，而作为经典课程的“水利工程制图”教学学时势必受到一定程度压缩，修订人才培养方案后，水利工程制图56学时，其中工程制图32学时，CAD制图24学时，课程教学学时压缩较多。其中水利工程制图仅占10学时，讲解深度不够；CAD制图部分，绘图命令学习时间长，实际案例操作训练少，绘图技巧讲解较少。教学过程中仅仅只能完成既定的教学任务，习题讲解及拓展学时不够，课堂上容易听懂，课后作业解题困难，找不到突破点。且水利工程制图课程开设在大学第二学期，所上专业课程尚未开设，对实际工程了解不深入，加之新疆高校学生因地域原因学习基础和学习能力相对较差，因此，对工程形体的表达方法理解不透彻，学习过程中产生畏难情绪，学习效果不理想，不能学以致用，到专业课教学时还要花很大精力解决制图问题。（三）教学方式单一，教学效果不理想。制图课程理论与实践结合紧密，作为一门学科基础课安排在第一年学习，大多数学生空间概念较欠缺。教学方法沿用传统的老师讲、学生练的模式，以教师讲解为主，没有充分发挥学生的自主学习能力和兴趣。因教学学时少，在教学的过程中，教师只能采用多媒体教学与辅助传统教学的方法。多媒体教学可以因其图形、动画、颜色等特点在教学展示的过程中，生动形象，有利于学生接受。但同时因为多媒体教学速度快，信息量大，极易对基础差、空间想象力不强、自控能力差的学生造成消化吸收难、走神错失内容多的现象，从而影响教学效果。传统教学在黑板上逐步画图分析讲解，学生接受效果较好，但因其现场作图花费时间长，无法满足教学计划。（四）考核标准单一，综合评价指标不完善。考核方式由平时成绩和考试成绩组成，平时成绩以课堂考勤和学生作业为主。但课程考核仍以考试为主，期末成绩占70%，所占比重较大。但因考试时间限制，仍然以三视图为主，考试内容很难全面涉及。

二教学内容改革

“工程制图”部分重点介绍正投影组合体三视图体系的形成原理和工程形体的表达方法，点、线、面及体的投影知识，对换面法、轴测投影等内容作简单介绍，加大夯实学生专业基础内容的讲解。“CAD绘图”部分减少基本命令课时或者调整为学生自学。现在的学生接触计算机较早，对计算机应用接受较快，减少命令学习时间，加大技巧训练和综合练习时间，适当增加三维制图的授课内容，提升学生的实践能力。“教材研究”：现阶段的教材普遍采用《画法几何及工程制图》、CAD制图，且以机械制图相关的教材和案例居多，具体到水利工程制图的优秀教材较少。应根据人才培养定位、专业特色、学生特点开发更加适合水利工程专业的教材。

三教学方法改革

(一）引进配套的教学模型。在教学过程中，采用配套的实体教学模具进行讲解，特别是对于大一的学生来说，对水利、建筑、结构等方面构筑物的认识较少，通过对教学模具的观察，有利于学生对多面投影的构图理解，让学生对三视图、剖视图等有更加直观的认识和理解，降低课程教学的抽象性，帮助学生提升空间想象能力，提升学生对课堂讲授内容的接受效果。在讲授水工中常见的曲面和水利工程图部分时，带学生实地参观多浪河水库、胜利水库、协和拉工程、塔河拦河闸等水利工程，理论联系实际培养学生的工程概念和空间构思能力。（二）用好相关教学软件。采用Flash动画制作软件、ProENGINEER三维绘图软件、SolidWorks三维绘图软件、CAD制图软件、BIM软件、PPT、视频剪辑软件等制作形象生动的教学课件，通过直观、形象、生动的方式来展示复杂的制图过程。激发学生的空间想象能力、构图能力、观察能力。通过三维绘图软件能很好的制作三维效果图，同时还可以选择不同的方向进行观察，同时采用旋转、剖切等方式让学生更加清楚的观察模型，提升学习效果。（三）创新课堂教学模式。尝试“翻转课堂”的新模式，探索适合《水利工程制图》课程教学的新模式。传统教学是“以教师为中心的教学”，以教师讲授为主，随着科学技术的不断发展、教学课时的不断压缩，加上学生自我主体意识的不断觉醒，越来越多的课堂开始尝试“以学生为中心的教学”模式，将学习的决定权还给学生[5]。课堂上教师不再以讲授知识为主，而是将课堂宝贵的时间解答学生的疑问、共同探究各类解决方案。而知识的学习需要学生利用课余时间通过学习教材、阅读文献、观看视频、分组讨论等方式提前学习。教师根据学生的需求采用集中讲授或个别辅导的方式进行，展现更多的个性化教育，既能提升学生的参与度又能节约宝贵的课堂时间，还能提高教学效果。这种新的教学模式，将对教师角色定位、课程模式改革、教学管理模式变革等产生积极的推动作用。（四）创新使用“互联网+课程教学”自学模式。依托互联网+，学习欧美发达国家在MOOC方面的经验，开发适合《水利工程制图》的网络公开课、微课程。“微课”因其教学时间短、教学内容少、主题突出、内容鲜明、针对性强，采用媒体格式传播等特点，问世以来受到了各界的高度认可和广泛传播。特别是现在广泛的手机一族、碎片化阅读等现象，“微课”的出现，极大的弥补了传统教育中无法重复学习的弊端。通过微课，可以让学生在很短的时间内通过检索的手段，精准的找到自己想要了解的知识点或习题，使学生通过自我学习和自我检查的方式了解自己对所学知识的掌握程度，还可以进行有效的重复复习和进一步的学习研究。（五）改革考核方式。高校应积极推进《工程制图》考核方式改革，积极探索教考分离的多样化模式。通过手工绘图、计算机绘图、制图作业、考试成绩等进行综合考核，确保考核的科学性。在紧紧围绕教学大纲要求的基础上，对课程的知识点进行全面总结，根据考试形式形成不同的考题类型，在专家评定的基础上，形成完善的工程制图考试试题库，通过计算机分类随机抽取的方式形成考试试题，保障考试试题难度的均衡性、合理性和科学性。同时还可以尝试制定优秀学生免试、免修制度，为优秀学生提升更多的学习机会和自由学习空间。通过教学内容改革、教学方式改革和考核方式改革，在制图课程教学中，积极与专业课教师或设计施工单位“联盟”，结合工程实际，展开“项目驱动”，让学生带着课题学习和探索[6]。极大的提升了学生学习水利工程制图的积极性和主动性，有效解决了《水利工程制图》教学中存在的突出矛盾，对提升水利工程制图教学效果具有积极的促进作用，同时能够提升学生的专业能力、创新能力、实践能力、学习能力和社会适应能力。

参考文献

[1]陈静.水利工程专业工程制图课程教学改革探讨[J].科教文汇(上旬刊),2012(07):52-53.

[2]熊巍,刘林,陈锦昌.现代工程制图课堂教学改革的探索与实践[J].图学学报,2014(02):296-300.

[3]郑鹏飞等.碎片化工程制图课程资源的建设与研究[J].东华大学学报(自然科学版),2015(04):560-564.

[4]吕志.画法几何及工程制图与三维CAD技术相互融合教学研究[J].商丘师范学院学报,2014(09):121-123.

[5]朱文博,崔怡,瞿元赏.基于翻转课堂的工程制图教学研究[J].科教文汇(中旬刊),2016(09):55-57.

[6]肖扬,祝效华.以工程制图课程的改革提升学生的工程素质[J].教学研究,2016(04):75-79.

作者:朱珠 陈超 单位:塔里木大学