工程制圖教學(xué)與大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃的合理結(jié)合

程曉涵

【摘 要】工程制圖是培養(yǎng)大學(xué)生空間思維和分析設(shè)計能力的關(guān)鍵的傳統(tǒng)課程，大學(xué)生科研訓(xùn)練是培養(yǎng)其科研能力和創(chuàng)新能力的新手段，兩者在實施的過程中均存在一些問題和弊端。本文對兩者的發(fā)展現(xiàn)狀進行了陳述，并提出四項行之有效的措施：結(jié)合科研訓(xùn)練重組工程制圖教學(xué)內(nèi)容、結(jié)合科研訓(xùn)練進行工程制圖實踐訓(xùn)練、雙指導(dǎo)模式和雙考核制度。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)生科研訓(xùn)練；工程制圖；結(jié)合；科研能力；創(chuàng)新能力

隨著社會科技飛速發(fā)展，我國高等教育已由原來的單純重視知識的傳授轉(zhuǎn)向更加注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、發(fā)展創(chuàng)新能力、全面推進素質(zhì)教育[1]。美國本科生教育對科研意識的培養(yǎng)、科研能力的鍛煉方面關(guān)注的很早，比如1969年麻省理工學(xué)院已經(jīng)創(chuàng)設(shè)了“本科生研究機會項目”（Undergraduate Research Opportunities Program，簡稱UROP） ，在本科生常規(guī)教育培養(yǎng)模式之外，該項目面向全體MIT本科學(xué)生，積極提供科研機會，鼓勵本科生加入教師的科研團隊，并對其科研活動給予一定的學(xué)分獎勵和資金支持[2]。UROP項目即支持了教師科研又鍛煉了本科生的科研能力，通常被認(rèn)為開啟了美國研究型大學(xué)在全校范圍內(nèi)實施本科生科研訓(xùn)練計劃的新高等教育時期。多年的實踐經(jīng)驗表明從本科時期進行科研鍛煉能夠使學(xué)生科研能力和創(chuàng)新能力得到普遍提升。近幾年，國內(nèi)也相繼在一些重點院校開展了本科生科研訓(xùn)練項目，在本科生中大力推廣和開展各項科研訓(xùn)練活動， 積極為本科生提供科研訓(xùn)練機會， 以此激發(fā)大學(xué)生對科研的興趣， 培養(yǎng)其創(chuàng)新能力和實踐能力。

工程制圖課程作為理工科院校本科生必修的一門傳統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生具備良好的繪制和閱讀工程圖樣的能力，增強空間想象和空間分析的能力。隨著教學(xué)改革的深入開展，圖形技術(shù)已經(jīng)成為本科生公共基礎(chǔ)知識的必要組成部分，工程制圖不僅成為理工類本科生的必修課，甚至一些文科專業(yè)（比如管理科學(xué)）也相繼開設(shè)了本門課程。工程制圖課程在培養(yǎng)創(chuàng)新思維和能力方面具有其他課程不可替代的地位。

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)新型的培養(yǎng)手段（大學(xué)生科研訓(xùn)練）的開展和傳統(tǒng)的課程教學(xué)（工程制圖）的推進都存在一系列的問題和弊端，筆者發(fā)現(xiàn)如將工程制圖和科研訓(xùn)練項目合理的結(jié)合起來，尤其在機械類專業(yè)內(nèi)實施，能夠規(guī)避它們的缺點，使得兩種培養(yǎng)模式同時得到改善和推進，預(yù)計能成為互利共贏、行之有效的方法。

1 大學(xué)生科研訓(xùn)練的開展現(xiàn)狀

相較于美國， 由于實施時間較短、體制結(jié)構(gòu)尚不完善等諸多因素， 我國的大學(xué)生科研訓(xùn)練項目收效尚不明顯，還存在著許多亟需解決的問題。

1.1 參與方式

科研訓(xùn)練如采用自愿報名參加的方式開展，就會出現(xiàn)只有少數(shù)對科研活動感興趣的同學(xué)積極性比較高，知識視野、科研能力和創(chuàng)新思維等方面得到鍛煉和提升，而對于那些未參與科研訓(xùn)練的大多數(shù)同學(xué)而言科研能力方面絲毫未得到改進，兩類同學(xué)之間的能力差距進一步拉大，因此自愿參與的開展方式?jīng)]有達到高等教育關(guān)于全面提高大學(xué)生創(chuàng)新能力和科研能力的目標(biāo)。

1.2 指導(dǎo)方式

由于中國系人口大國，因此中國高等院校存在一個突出特點就是學(xué)生數(shù)量龐大，相比之下教師人數(shù)太少，由此引出一個實際問題：每位指導(dǎo)科研訓(xùn)練的教師會面臨著十幾個甚至更多的學(xué)生。高校教師除了擔(dān)任著繁重的教學(xué)任務(wù)之外還承擔(dān)著不同程度的科研重任，要兼顧那么多學(xué)生的科研訓(xùn)練任務(wù)時間和精力著實無法滿足，心有余而力不足。美國研究性大學(xué)在此方面就占有絕對的優(yōu)勢，教師資源豐富，一個教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)三四個人，這樣能夠確保所有學(xué)生均能得到悉心指導(dǎo)，那么學(xué)生受益顯著。為解決這些問題，有些教師將科研訓(xùn)練的指導(dǎo)任務(wù)交給自己指導(dǎo)的研究生，但研究生本身處于求學(xué)階段、有些科研問題也處于探索階段、知識面遠不如教師，再加上研究生對大學(xué)生科研訓(xùn)練并不負(fù)有直接的責(zé)任和義務(wù)，難免在指導(dǎo)本科生的過程中出現(xiàn)懈怠情緒。讓研究生指導(dǎo)科研訓(xùn)練雖解決了燃眉之急，但不能解決根本問題。

1.3 考核方式

目前很多大學(xué)本科生科研訓(xùn)練項目的最終考核方法采用的是提交一份研究報告的形式，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下查閱大量的文獻和資料， 了解國內(nèi)外的研究背景和研究現(xiàn)狀，廣泛的涉獵確實有助于拓寬學(xué)生的專業(yè)視野和認(rèn)知結(jié)構(gòu)，也激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情。但由于缺乏專業(yè)知識，對一些科研問題的了解只限于浮于表面的感性認(rèn)識，無法發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問題、深入鉆研尋求解決方案。因此，短時間的了解和提交一份簡單的科研報告并不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，需要針對某一具體科研問題真正動腦、動手去實踐，即便最終方案經(jīng)實踐證明不可行，整個實踐摸索的過程也會讓學(xué)生體驗身臨科研境界的樂趣、成就感甚至挫敗感，以激勵他們在科研的道路上學(xué)會不畏挫折、勇往直前的持之以恒的精神。

2 工程制圖的教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 教材實例老套

工程制圖是一門傳統(tǒng)而重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，高等院校選用的教材通常也只限于幾本經(jīng)典教材，多年來基本上未有改動，里面的案例也是有限的，那么在這個網(wǎng)絡(luò)極度發(fā)達的信息時代，大學(xué)生逐漸養(yǎng)成了對網(wǎng)絡(luò)的依賴，當(dāng)在完成教師布置的課外作業(yè)時，習(xí)慣性的在網(wǎng)上搜索答案，而這些經(jīng)典教材的試題輕輕松松就可搜到，從而喪失了唯一幫助他們消化吸收課堂知識的機會。

2.2 缺乏實踐環(huán)節(jié)導(dǎo)致基礎(chǔ)知識不扎實、易遺忘

筆者親身指導(dǎo)本科生畢業(yè)設(shè)計的經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)，大四對工程制圖的知識已經(jīng)淡忘所剩無幾，尤其是在相關(guān)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計時，出現(xiàn)了很多原則性錯誤，而這些錯誤都是源自基本知識模糊和理解不透徹。

工程制圖是一門對于教學(xué)的交互性、實踐性、自主性要求比較高的課程。本科院校一般在大學(xué)一年級的第一學(xué)期開設(shè)本門課程，由于學(xué)生正處在從中學(xué)時代被動的學(xué)習(xí)模式到大學(xué)時期相對比較自由、需主動學(xué)習(xí)的模式轉(zhuǎn)換的過渡初期，學(xué)習(xí)模式發(fā)生轉(zhuǎn)變引起聽課不適應(yīng)和學(xué)習(xí)步調(diào)不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。另外，大一第一學(xué)期課程基本為高數(shù)、英語等基礎(chǔ)課程，專業(yè)課程基本沒有或少量涉及到，因此缺乏對自己專業(yè)的深入了解，工程制圖這門實踐教學(xué)內(nèi)容較強的課程對于強毫無工程實踐方面經(jīng)驗的學(xué)生來講理解起來難度很大，尤其對教材中的很多關(guān)鍵內(nèi)容如：尺寸標(biāo)注的合理性、尺寸公差的意義、零件工藝結(jié)構(gòu)等都無法徹底消化吸收，這與高等教育培養(yǎng)有創(chuàng)新能力人才的宗旨是相悖的。

3 工程制圖教學(xué)與科研訓(xùn)練的合理結(jié)合

3.1 結(jié)合科研訓(xùn)練重組工程制圖教學(xué)內(nèi)容

工程制圖教學(xué)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生空間形象思維和設(shè)計表達能力，為工程設(shè)計服務(wù)。教師應(yīng)該改變原有的教學(xué)思想和思維觀念，既要有超前意識又要與實際需求相結(jié)合。教師在講授工程制圖課程之前，應(yīng)首先介紹本?？蒲杏?xùn)練的一些備選課題情況，鼓勵同學(xué)在課下針對自己感興趣的課題進行了解和學(xué)習(xí)，尤其是一些關(guān)鍵結(jié)構(gòu)為他們?nèi)蘸筮M行科研訓(xùn)練做準(zhǔn)備。隨著課堂教學(xué)的推進，在進行某一基礎(chǔ)知識點的教學(xué)時，有意識的針對科研訓(xùn)練課題所涉及知識點進行引導(dǎo)和啟發(fā)，例如在講解組合體、工藝結(jié)構(gòu)、鍵槽、配合的時候，都可以引用聯(lián)軸器，因為機械裝置基本為電機驅(qū)動，那么實現(xiàn)運動和動力的傳動的關(guān)鍵零部件就是電機軸與從動裝置之間的聯(lián)軸器，教師有針對性的為他們?nèi)蘸蟮目蒲杏?xùn)練做啟發(fā)有助于他們對課本知識的理解和應(yīng)用。另外因所學(xué)知識與后面的科研任務(wù)緊密相關(guān)，學(xué)生在聽課時會更加認(rèn)真，積極解惑。如果任課教師能夠創(chuàng)新的結(jié)合科研訓(xùn)練布置課后作業(yè)，那么不僅能實現(xiàn)鞏固課堂知識的目的，更能夠激發(fā)他們主動思考的樂趣。

3.2 結(jié)合科研訓(xùn)練進行工程制圖實踐訓(xùn)練

在工程制圖實踐環(huán)節(jié)比如CAD實驗課的時候，即可布置一些與科研訓(xùn)練有關(guān)的開放性的作業(yè)，由于此時學(xué)生缺乏專業(yè)知識，在布置作業(yè)的時候要注重“小題大做”，即一定要具體化細(xì)化，不要求學(xué)生進行整個設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計，而是對單一關(guān)鍵零件（如液壓支架某一梁）的設(shè)計，提醒他們在設(shè)計過程中所要注意的知識點，例如：配合合理性、加工工藝等實際問題，能夠加深學(xué)生對書本知識的理解。

3.3 雙指導(dǎo)模式

開啟工程制圖任課教師和科研訓(xùn)練指導(dǎo)教師兩位老師的聯(lián)合指導(dǎo)模式。雙方老師事前應(yīng)針對科研訓(xùn)練課題開展深入討論，尤其是一些能與企業(yè)單位掛靠的工程課題，盡可能多的尋求理論與實際的結(jié)合點，幫助學(xué)生對科研問題和工程問題早接觸、早了解、早思考和早準(zhǔn)備。由于在工程制圖教學(xué)過程中緊貼科研訓(xùn)練課題進行針對性學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，學(xué)生在此過程中養(yǎng)成了反復(fù)思考和推敲問題的習(xí)慣，加強了空間思維能力、構(gòu)形能力、工程意識的培養(yǎng)，同時有效避免了學(xué)生在科研訓(xùn)練開始之初的迷茫、抓不到重點以及煩躁不安的情緒。

3.4 雙考核制度

在工程制圖教學(xué)過程中，對結(jié)合科研課題的相關(guān)作業(yè)和訓(xùn)練進行嚴(yán)格檢查和考核，這一環(huán)節(jié)同樣需要任課教師和科研訓(xùn)練指導(dǎo)教師參與。因為涉及實際應(yīng)用，不僅要對其基本結(jié)構(gòu)是否有原則性錯誤進行檢查，而且檢查其是否滿足科研訓(xùn)練課題應(yīng)用的功能要求，如有一方面不合格即判為不合格，給予適當(dāng)指導(dǎo)令其認(rèn)真修正。只有建立嚴(yán)格的考核制度才能讓學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、鍛煉科研能力。因此環(huán)節(jié)均屬于科研訓(xùn)練課題中很具體的一小部分任務(wù)，所以占用雙方教師時間相對較少，可行性強。

4 結(jié)論

本科生科研訓(xùn)練是各大高等院校深化教學(xué)體制改革、優(yōu)化教學(xué)模式和創(chuàng)新人才培養(yǎng)體制的具體體現(xiàn)和重要舉措，但是傳統(tǒng)的課程教學(xué)也不容忽視并有待進一步鞏固和提高。文章針對高等教育的兩種教育模式進行了探討，論述了新型的大學(xué)生科研訓(xùn)練項目和傳統(tǒng)的工程制圖教學(xué)存在的瓶頸問題，指出有必要尋求合理的結(jié)合點將兩者聯(lián)系起來，提出了四項實施措施以提高大學(xué)生對沉悶的課堂教學(xué)的興趣以及對科研訓(xùn)練的積極主動性，提高了整體教學(xué)效率，更為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)以及未來工作打下堅實的基礎(chǔ)。

【參考文獻】

[1]劉平.工程制圖課程創(chuàng)新教育的改革與探討[J].中國高教研究，2008，07：91-92.

[2]馮林，路慧.中美研究型大學(xué)本科生科研訓(xùn)練的比較研究[J].煤炭高等教育，2012，01：61-64.

[責(zé)任編輯：薛俊歌]