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摘要：工程图学是一门将知识、实践、能力和素质融为一体的综合的型课程，在培养学生的空间的思维能力，提高学生的综合素质和创新能力方面，其它课程不可替代，现从转变学生学习理念、优化教学内容、更新教学方法和加强实践教学等方面，就如何对学生创新意识、创新思维、创新能力的培养进行了阐述。
关键词：工程图学；教学；学习理念；创新能力
作者简介：姚俊红（1968-），女，山东夏津人，德州学院机电工程系，副教授。（山东 德州 253023）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）02-0079-02
随着社会、经济和科技事业的迅速发展，社会对工科类专业人才创新意识、创新思维、创新能力的培养提出了越来越高的要求。工程图学课程是工科学生最早接触的技术基础课程，该课程的内容也是工科类学生最早接触到涉及专业内容的课程，它是一门将知识、实践、素质和能力融为一体的综合型课程，在培养学生的空间思维能力，提高学生的综合素质和创新能力方面所起的作用，是其它课程无法替代的，因此，在工程图学教学中应该大力加强对学生创新能力的培养。
一、转变学习理念，培养学生创新意识
1.使学生的思维方式由定解逻辑思维向发散思维方式转变
空间思维和发散思维是创新能力的基础，而初、高中教育体制，主要对学生进行语言逻辑、文字表达、数学运算等方面的教育，即使学生学过的平面几何和立体几何，接触到的也只是从已知求未知为定解的逻辑思维形式，而时代要求大学生具有宽广的实践知识与技能，以及多样化的创新思维方式。创新思维与多种思维活动有关，如形象思维、发散思维、抽象思维等。其中发散思维是构成创造性思维的基本形式之一，是创造的出发点。它从同一现象、同一问题出发，产生大量不同的想法，对技术创新具有十分重要的意义。作为技术基础课程的工程图学教育，以其独特的思维方式和实践过程，成为了训练、提高学生创新思维能力的最佳途径。比如，根据组合体中给定的一个视图想象物体的形状，补画另外两个视图，零件、机器的视图表达方案的选择等内容，答案不唯一，选择和设计一些这样的习题，给学生留有自由想象和发挥的空间，显然非常有利于对学生发散思维、创新思维的培养。
2.使学生的学习方式由依赖性向自主性转变
学生学习主动性的培养是创新能力培养的基础，而学习过程是一个复杂的心理过程，知识的产生和发展是知识在个体头脑中内化的结果，只有学习者自己才能真正地指挥自己的头脑，因此，在工程图学教学第一堂“绪论”课中，要通过大量形象、直观的工程及生产实例，让学生们明白工程图是工程界交流的一种技术语言，是大家从事技术工作的必备工具。让学生清楚该课程在对后续课程学习的影响及其在工程实际中的用途，使学生产生对这门课程强烈兴趣及学习它的迫切愿望，调动起他们学习的积极性。在后续内容学习中，要事先对学生提出本章节自学的要求，列出相应问题让学生在自学过程中自己寻找答案，或者让学生自己分析前后章节内容之间的联系和区别，在课堂教学中，教师用提问和讨论的方式检查学生自学情况，引出大学的自学与课堂教学的内在关系，使学生直接感悟到高中和大学的教学“差异”，意识到自主学习的主动性和必要性，提高学生自主发现问题、自主解决问题的能力。
3.引导学生由重视书本知识向重视工程实践转变
工程图学课程一般安排在大学一年级阶段进行，而大一学生所具备本课程的前期知识只有中学阶段的平面几何和立体几何，尚不具备空间思维能力、工程意识和零部件设计加工知识等基本理论知识和能力，学生在学习中往往不能抓住本课程的特点，把本课程与高等数学、大学物理等同对待，致使他们在学习中出现投影理论不能与绘图读图实践相结合、无法理解尺寸标注要求和零件图及装配图的技术要求等问题。因此，教师可以采用现场教学的方式，在实验室和实训中心，甚至带学生到校外实习基地，让学生直接感受、观察、装拆、测绘或模拟工程安装，加深对基本知识与理论的理解，得到基本工程技能的训练，强化其对工程实际的认知，建立工程概念，丰富设计知识，启迪他们的创新思维。
二、改革教学方法，活跃学生创新思维
创新人才的培养要求教学方式能够因材施教，从工业化生产的角度看就是需要采用“小批量”的生产方式，然而，随着我国高等教育的改革，大学生扩招使得学生人数增加了近三倍，工程图学课程与其它基础课一样面临着知识的增加、大课堂教学和学时缩短的现状，如果仍然采用同规格、标准化的“灌输式”教学，如同在生产线上复制产品那样“批量地生产学生”，显然与培养创新型人才的教育目标相悖。因此，作为教育者，必须明确一点，教育不应仅仅满足于使学生获得知识，更重要的是指导学生如何主动获取知识和应用所学的知识创造性地解决问题。
那么，在教学中首先要发挥教师的主导作用，认真分析本门学科的知识内容，充分了解学生已有的知识结构，对课程内容的精髓进行提炼，每一章节都事先提出几个关键问题供学生思考，教会学生研究问题的思路和方法，布置几个与实践相关的题目让学生进行自学。课堂上就要积极地发挥学生的主体作用，鼓励学生大胆向教师提出问题、质疑，鼓励学生向教材、教师挑战，采用启发式、讨论式教学方式，教学活动中学生的主动参与，大大激发学生的主动性和创新思维。比如，在讲授组合体视图的绘制和零件表达方案的选择时，首先由学生分组讨论学习，对于某一组合体和零件各小组可以提出自己的表达方案，再由师生共同分析各种方案的优势和不足，有时，受课堂时间所限，大家对于某个方案的理解不一致，学生会在课下反复分析、讨论，直到取得一致意见，显然，这对于学生创新能力、合作能力和竞争能力的培养非常有利。
三、优化教学内容，培养学生创新能力
教学内容直接反映了教学目的和培养目标，是培养学生综合素质和创新能力的核心环节。应该意识到，在知识和信息爆炸、知识更新速度加快的今天，学生有了学习能力就能够自己去掌握知识并解决问题。在教学过程中，笔者把基本理论、创新能力、综合素质的协调发展作为教学目标，在学时少的情况下，不过于强调知识的完整与系统，对教学内容进行了重新优化和整合。
工程图学主要包括三大部分内容：画法几何、工程制图、计算机绘图。画法几何部分主要研究在平面上用图形表示形体和解决空间几何问题的理论和方法，是工程制图的投影理论基础。但是，长期以来教师过于强调画法几何的重要性，占用了大量的教学时间，因此，在教学中，笔者重点讲清点、线、面和立体投影的基本概念，培养学生的空间思维能力和想象能力，为学生学习工程制图打下了理论基础，不强调画法几何的深度和广度，对于图解法等比较抽象、难度较大的部分留作学生自学，学生可以根据自己的掌握情况选择取舍，教师可以给予相应的指导。
工程制图的基本目的是培养学生利用二维图形表达三维形体的能力、阅读和绘制工程图样的能力。这需要学生建立起平面图形与空间形体之间的对应关系，在教学中以模型等真实形体和计算机中存储的数字形体模型为教具，通过画图、看图和构型的反复实践，让学生对制图过程有更深入的理解，同时在学生的大脑中积累较多的几何形体和空间模型，使学生进行“从空间到平面，再从平面回到空间”的反复研究和思维，利用二维工程图在一定条件下对三维形体表达的不确定性，通过对表达形体的筛选、判断，加强对发散思维的训练。
计算机绘图是现代图学发展的趋势，也是社会发展的需求，因此，在教材内容的安排上，不能仅仅简单地将这三部分内容依次进行讲授，而应将计算机绘图穿插在其他内容之间，使得学生在学习制图知识时，亦能习惯于使用CAD软件进行绘图和构思，这要加强利用CAD软件对三维形体的空间思维能力、构形能力、表达能力和创新能力的训练。比如，由学生根据设计要求和条件，通过自己的想象和分析构思三维形体，进行特征造型并表达出来，通过举办三维数字建模比赛，引导学生积极思考、勇于探索，这种三维构形适宜创造发挥，对于空间想象能力、空间分析能力的培养十分有利。
四、加强实践教学，提升学生创新素质
工程图学是一门实践性很强的技术基础课，只有通过实践，让学生尽快将图学知识转化为图学能力，学生的创新素质才能得到提升。在实践教学中，一要注意精讲多练，加强学生徒手草图技能、尺规绘图技能、计算机绘图技能的训练，使学生在读图、画图实践中提高空间思维和想象能力；二要重视“机器测绘”环节，在这一过程中，学生通过测绘方法的确定、尺寸数据的获取及处理、公差与配合、工量具的正确使用、装配图的表达方案的最优选择等内容，为创新能力的培养和后续课程的学习打下了基础；三要加强学生自主设计环节，就是在给出一定约束条件的前提下，让学生自己进行平面图形、组合体、零件和装配体的设计以及计算机辅助造型等一系列设计，采取自由创作和发现、收集、分析、比较案例的实践方式，培养学生创新设计能力，从而促进其创新素质的提升。
五、结束语
创新是一个民族进步的灵魂，也是一个国家发展的内在动力，拥有创新意识、创新思维、创新能力将是知识经济时代对人才培养的基本目标。工程图学课程反复进行着三维形体和二维图形相互转化的思维和技能训练，思维活动中既有形象思维又有抽象思维，要求教师把对学生创新能力的培养贯穿在教育理念、教学内容、教学方法和实践教学等各个环节中。
参考文献：
[1]胡青泥,高菲,王雪飞,等.以学生全面发展为本的工程图学教育改革[J].工程图学学报,2006,4:134-137.
[2]唐爱华,黄淑娟.工程图学教学培养创新意识及实践能力的探讨[J].高教论坛,2003,10：48-50.
[3]姜桂荣,赵炳利.工程图学中的创新思维方法研究[J].教学研究,2005,9:436-438.
[4]蔡萍,高月华,张晓琦.培养空间想象能力的教法探索[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2005,2:70-73.
[5]杨甫勤,孙开元,田广才,等.基于创新能力培养的工程图学自主创作实践[J],教学研究,2005,5:232-234.
[6]李郝林.大众化教育背景下的创新人才培养[C].机械类课程报告论坛文集.北京：高等教育出版社,2006.173-175.
（责任编辑：沈清）
关键词：工程图学；教学；学习理念；创新能力
作者简介：姚俊红（1968-），女，山东夏津人，德州学院机电工程系，副教授。（山东 德州 253023）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）02-0079-02
随着社会、经济和科技事业的迅速发展，社会对工科类专业人才创新意识、创新思维、创新能力的培养提出了越来越高的要求。工程图学课程是工科学生最早接触的技术基础课程，该课程的内容也是工科类学生最早接触到涉及专业内容的课程，它是一门将知识、实践、素质和能力融为一体的综合型课程，在培养学生的空间思维能力，提高学生的综合素质和创新能力方面所起的作用，是其它课程无法替代的，因此，在工程图学教学中应该大力加强对学生创新能力的培养。
一、转变学习理念，培养学生创新意识
1.使学生的思维方式由定解逻辑思维向发散思维方式转变
空间思维和发散思维是创新能力的基础，而初、高中教育体制，主要对学生进行语言逻辑、文字表达、数学运算等方面的教育，即使学生学过的平面几何和立体几何，接触到的也只是从已知求未知为定解的逻辑思维形式，而时代要求大学生具有宽广的实践知识与技能，以及多样化的创新思维方式。创新思维与多种思维活动有关，如形象思维、发散思维、抽象思维等。其中发散思维是构成创造性思维的基本形式之一，是创造的出发点。它从同一现象、同一问题出发，产生大量不同的想法，对技术创新具有十分重要的意义。作为技术基础课程的工程图学教育，以其独特的思维方式和实践过程，成为了训练、提高学生创新思维能力的最佳途径。比如，根据组合体中给定的一个视图想象物体的形状，补画另外两个视图，零件、机器的视图表达方案的选择等内容，答案不唯一，选择和设计一些这样的习题，给学生留有自由想象和发挥的空间，显然非常有利于对学生发散思维、创新思维的培养。
2.使学生的学习方式由依赖性向自主性转变
学生学习主动性的培养是创新能力培养的基础，而学习过程是一个复杂的心理过程，知识的产生和发展是知识在个体头脑中内化的结果，只有学习者自己才能真正地指挥自己的头脑，因此，在工程图学教学第一堂“绪论”课中，要通过大量形象、直观的工程及生产实例，让学生们明白工程图是工程界交流的一种技术语言，是大家从事技术工作的必备工具。让学生清楚该课程在对后续课程学习的影响及其在工程实际中的用途，使学生产生对这门课程强烈兴趣及学习它的迫切愿望，调动起他们学习的积极性。在后续内容学习中，要事先对学生提出本章节自学的要求，列出相应问题让学生在自学过程中自己寻找答案，或者让学生自己分析前后章节内容之间的联系和区别，在课堂教学中，教师用提问和讨论的方式检查学生自学情况，引出大学的自学与课堂教学的内在关系，使学生直接感悟到高中和大学的教学“差异”，意识到自主学习的主动性和必要性，提高学生自主发现问题、自主解决问题的能力。
3.引导学生由重视书本知识向重视工程实践转变
工程图学课程一般安排在大学一年级阶段进行，而大一学生所具备本课程的前期知识只有中学阶段的平面几何和立体几何，尚不具备空间思维能力、工程意识和零部件设计加工知识等基本理论知识和能力，学生在学习中往往不能抓住本课程的特点，把本课程与高等数学、大学物理等同对待，致使他们在学习中出现投影理论不能与绘图读图实践相结合、无法理解尺寸标注要求和零件图及装配图的技术要求等问题。因此，教师可以采用现场教学的方式，在实验室和实训中心，甚至带学生到校外实习基地，让学生直接感受、观察、装拆、测绘或模拟工程安装，加深对基本知识与理论的理解，得到基本工程技能的训练，强化其对工程实际的认知，建立工程概念，丰富设计知识，启迪他们的创新思维。
二、改革教学方法，活跃学生创新思维
创新人才的培养要求教学方式能够因材施教，从工业化生产的角度看就是需要采用“小批量”的生产方式，然而，随着我国高等教育的改革，大学生扩招使得学生人数增加了近三倍，工程图学课程与其它基础课一样面临着知识的增加、大课堂教学和学时缩短的现状，如果仍然采用同规格、标准化的“灌输式”教学，如同在生产线上复制产品那样“批量地生产学生”，显然与培养创新型人才的教育目标相悖。因此，作为教育者，必须明确一点，教育不应仅仅满足于使学生获得知识，更重要的是指导学生如何主动获取知识和应用所学的知识创造性地解决问题。
那么，在教学中首先要发挥教师的主导作用，认真分析本门学科的知识内容，充分了解学生已有的知识结构，对课程内容的精髓进行提炼，每一章节都事先提出几个关键问题供学生思考，教会学生研究问题的思路和方法，布置几个与实践相关的题目让学生进行自学。课堂上就要积极地发挥学生的主体作用，鼓励学生大胆向教师提出问题、质疑，鼓励学生向教材、教师挑战，采用启发式、讨论式教学方式，教学活动中学生的主动参与，大大激发学生的主动性和创新思维。比如，在讲授组合体视图的绘制和零件表达方案的选择时，首先由学生分组讨论学习，对于某一组合体和零件各小组可以提出自己的表达方案，再由师生共同分析各种方案的优势和不足，有时，受课堂时间所限，大家对于某个方案的理解不一致，学生会在课下反复分析、讨论，直到取得一致意见，显然，这对于学生创新能力、合作能力和竞争能力的培养非常有利。
三、优化教学内容，培养学生创新能力
教学内容直接反映了教学目的和培养目标，是培养学生综合素质和创新能力的核心环节。应该意识到，在知识和信息爆炸、知识更新速度加快的今天，学生有了学习能力就能够自己去掌握知识并解决问题。在教学过程中，笔者把基本理论、创新能力、综合素质的协调发展作为教学目标，在学时少的情况下，不过于强调知识的完整与系统，对教学内容进行了重新优化和整合。
工程图学主要包括三大部分内容：画法几何、工程制图、计算机绘图。画法几何部分主要研究在平面上用图形表示形体和解决空间几何问题的理论和方法，是工程制图的投影理论基础。但是，长期以来教师过于强调画法几何的重要性，占用了大量的教学时间，因此，在教学中，笔者重点讲清点、线、面和立体投影的基本概念，培养学生的空间思维能力和想象能力，为学生学习工程制图打下了理论基础，不强调画法几何的深度和广度，对于图解法等比较抽象、难度较大的部分留作学生自学，学生可以根据自己的掌握情况选择取舍，教师可以给予相应的指导。
工程制图的基本目的是培养学生利用二维图形表达三维形体的能力、阅读和绘制工程图样的能力。这需要学生建立起平面图形与空间形体之间的对应关系，在教学中以模型等真实形体和计算机中存储的数字形体模型为教具，通过画图、看图和构型的反复实践，让学生对制图过程有更深入的理解，同时在学生的大脑中积累较多的几何形体和空间模型，使学生进行“从空间到平面，再从平面回到空间”的反复研究和思维，利用二维工程图在一定条件下对三维形体表达的不确定性，通过对表达形体的筛选、判断，加强对发散思维的训练。
计算机绘图是现代图学发展的趋势，也是社会发展的需求，因此，在教材内容的安排上，不能仅仅简单地将这三部分内容依次进行讲授，而应将计算机绘图穿插在其他内容之间，使得学生在学习制图知识时，亦能习惯于使用CAD软件进行绘图和构思，这要加强利用CAD软件对三维形体的空间思维能力、构形能力、表达能力和创新能力的训练。比如，由学生根据设计要求和条件，通过自己的想象和分析构思三维形体，进行特征造型并表达出来，通过举办三维数字建模比赛，引导学生积极思考、勇于探索，这种三维构形适宜创造发挥，对于空间想象能力、空间分析能力的培养十分有利。
四、加强实践教学，提升学生创新素质
工程图学是一门实践性很强的技术基础课，只有通过实践，让学生尽快将图学知识转化为图学能力，学生的创新素质才能得到提升。在实践教学中，一要注意精讲多练，加强学生徒手草图技能、尺规绘图技能、计算机绘图技能的训练，使学生在读图、画图实践中提高空间思维和想象能力；二要重视“机器测绘”环节，在这一过程中，学生通过测绘方法的确定、尺寸数据的获取及处理、公差与配合、工量具的正确使用、装配图的表达方案的最优选择等内容，为创新能力的培养和后续课程的学习打下了基础；三要加强学生自主设计环节，就是在给出一定约束条件的前提下，让学生自己进行平面图形、组合体、零件和装配体的设计以及计算机辅助造型等一系列设计，采取自由创作和发现、收集、分析、比较案例的实践方式，培养学生创新设计能力，从而促进其创新素质的提升。
五、结束语
创新是一个民族进步的灵魂，也是一个国家发展的内在动力，拥有创新意识、创新思维、创新能力将是知识经济时代对人才培养的基本目标。工程图学课程反复进行着三维形体和二维图形相互转化的思维和技能训练，思维活动中既有形象思维又有抽象思维，要求教师把对学生创新能力的培养贯穿在教育理念、教学内容、教学方法和实践教学等各个环节中。
参考文献：
[1]胡青泥,高菲,王雪飞,等.以学生全面发展为本的工程图学教育改革[J].工程图学学报,2006,4:134-137.
[2]唐爱华,黄淑娟.工程图学教学培养创新意识及实践能力的探讨[J].高教论坛,2003,10：48-50.
[3]姜桂荣,赵炳利.工程图学中的创新思维方法研究[J].教学研究,2005,9:436-438.
[4]蔡萍,高月华,张晓琦.培养空间想象能力的教法探索[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2005,2:70-73.
[5]杨甫勤,孙开元,田广才,等.基于创新能力培养的工程图学自主创作实践[J],教学研究,2005,5:232-234.
[6]李郝林.大众化教育背景下的创新人才培养[C].机械类课程报告论坛文集.北京：高等教育出版社,2006.173-175.
（责任编辑：沈清）