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1圖學教育

20世紀卯年代以來，我國的圖學教育由于現(xiàn)代技術的迅速引人而更加蓬勃興旺，在研討交流方面，不僅國內年年有不同層次和范圍的研討會，而且自1993年起每兩年舉辦一次中日圖學教育研討會，現(xiàn)已成功地舉辦了四屆。已經形成的規(guī)范化、多方位的研討交流豐富了信息，開闊了視野，促進了圖學教育改革。(1)自原國家教委于1卯4年啟動了“面向21世紀高等教育教學內容和課程體系改革計劃”以來，激發(fā)和調動了圖學界的積極性，推動了圖學教育研究和改革迅速拓廣和深化。從1粥巧下半年到2儀X)年初的三次圖學教育信息調查統(tǒng)計結果卜4和歷次研討會可以看出，各個層面圖學教育的教學內容課程體系改革與實踐、計算機輔助教學課件研制與應用、教材及教學現(xiàn)代環(huán)境建設、教學方法手段改革等方面都取得了豐碩的成果，呈現(xiàn)出百家爭鳴、百花爭艷，多模式、多類型、多樣化、個性化、現(xiàn)代化的特點。制圖課程和教材大部分融人了計算機繪圖、創(chuàng)意構型，增強了立體圖和徒手圖，消減了畫法幾何圖解和尺規(guī)圖。例如課程學時數(shù):高校工科制圖中，多學時類總學時約為110學時，其中畫法幾何約為35學時，計算機繪圖約為25學時;少學時類總學時約為印學時，其中畫法幾何約為加學時，計算機繪圖約為12學時。技校多學時類100~240學時，少學時類70一140學時;職高多學時類100一拼0學時，少學時類80一170學時;中專多學時類100一1卯學時，少學時類70一110學時;高職多學時類80一140學時，少學時類80一13護學時。(2)教育部于1卯7年公布、1998年實施了授予博士、碩士學位和培養(yǎng)研究生的學科專業(yè)目錄之后，將原工程圖學歸并到機械設計與理論碩士學位授予點，機械工程博士學位授予點。給圖學研究生的培養(yǎng)創(chuàng)造了更加廣闊的發(fā)展空間和環(huán)境。(3)應當注意，圖學和制圖不是等同的概念。若將它們理解為課程時，制圖課程是設置在大學本?？?、中專、中技、職高以及成人教育和高職教育等各層次中，但在研究生教育中不能稱制圖課，而稱圖學，所以圖學比制圖的含義更寬更深，有的為了體現(xiàn)制圖課程內容的發(fā)展，將其改稱為圖學。圖學教育的含義則更廣泛，它不儀指一門課程的有限時間的教育，它應含學校中各相關教學階段(制圖課、畢業(yè)設計、實習、研究生課題研究等)中，工程界人員的終生教育等。一個人的圖學素質和能力不能僅靠一門課程培養(yǎng)，況且學校的教育只是塑造“毛坯”，而制圖課程僅僅是其定基礎。本文將探討制圖課程內容體系改革模式、教材變化，研究生教育等及其發(fā)展趨勢。

2當前我國制圖課程內容改革的幾種模式

各個層次的制田課程的內容體系，均已改變或正在改變著傳統(tǒng)的內容體系模式，總學時減少了，但內容更加充實和現(xiàn)代化了，逐步適應了以信息網絡為主的新技術的發(fā)展，以及知識經濟時代對培養(yǎng)高素質人才的需求。

2.1課程體系模式

主要指制圖與相關課程間關系的處理，與傳統(tǒng)不同的模式有:

(1)系列課融合

將制圖、機械原理、機械設計、公差或工程力學基礎和工程材料融合成一門課程“機械設計制圖”、“機械設計基礎”或“機械基礎”等。理論教學、課程設計、實驗、上機均按內容系統(tǒng)融合安排。它比較徹底地體現(xiàn)了系列課程內容體系改革的思路。

(2)按模塊協(xié)調安排

分成投影羞礎、投影制圖、機械圖、土建圖、計算機繪圖等幾個棋塊，與相關課程模塊協(xié)調安排，這幾個模塊可分別和相關模塊穿擂，適當?shù)卦诓煌瑢W期中講授。這種模塊式也體現(xiàn)了系列課程改革的思想，與融合式不同的是每個模塊基本上保持著課程內容的獨立性，在當前條件下，比較容易操作和實現(xiàn)。

(3)分通用平臺和提高兩層次

將制圖課程分為圖學基礎和圖學應用兩個層次。圖學基礎適用于多學科多專業(yè)的通用平臺課，可以取代少學時制圖課程，它明顯地具有培養(yǎng)工程文化素質以及形象思維和創(chuàng)新意識的功能;圖學應用是結合多學時的需求，加強了進一步培養(yǎng)設計創(chuàng)新能力及工程素質的功能。這是一種更具創(chuàng)意的改革方案，它不僅體現(xiàn)了系列課程改革的思路，在“提高”階段中，可實行融合;在“通用”階段，既涵概了多和少學時的各類課程，又構成了寬闊的工程文化素質平臺。

2.2教學內容模式

主要指制圖課程自身的教學內容改革與發(fā)展。當前，絕大部分學校仍將制圖作為一門獨立的課程，但內容已經發(fā)生了很大變化，大體在計算機圖形技術、創(chuàng)新能力、工程素質、圖形表達及識讀諸方面進行了不同程度的改革，體現(xiàn)出了新、寬、深、實用等時代特色。

(1)引人計算機繪圖、調整傳統(tǒng)內容

這是當前各種層次的學校取得共識的一種模式。它既適應現(xiàn)代化的發(fā)展，又比較符合國情，容易被大家接受，積極、穩(wěn)妥，便于操作推行。已在很多學校中實行。1)引人和加強計算機繪圖與創(chuàng)意構形。但在計算機繪圖的教學內容、深廣度，與傳統(tǒng)內容的結合方式等方面存有差異。2)增強徒手圖和立體圖內容。3)減刪畫法幾何圖解等內容，畫法幾何只講授制圖所需的投影理論部分;減刪尺規(guī)作圖。

(2)引人計算機繪圖的各種方式

1)與傳統(tǒng)內容結合的模式。融合式—將計算書U會圖與傳統(tǒng)內容密切協(xié)調，有機地融合到各章中，或分為幾章穿擂全過程。分段式—集中在一篇或幾章中教授計算機繪圖，大多數(shù)放在課后。獨立式—單設計算機繪圖課程。CG主導式—以計算機繪圖為主線，將傳統(tǒng)內容穿叉進去。

2)計算機繪圖的地位。計算機繪圖是一種現(xiàn)代工具，似乎已成共識，但做法不盡相同。有的將其穿擂在全課中，要求學生必須用計算機完成一定量的作業(yè)，并逐步向“甩圖板”過渡。典型的是軟件基本操作另課講授或由學生自學，在制圖課中重點講授如何巧妙合理地運用各種命令繪制各種圖形。上述確實實現(xiàn)了現(xiàn)代工具與傳統(tǒng)內容的融合，不是為了演練軟件而畫圖，而是根據內容需要而選用軟件，其效果是使學生加深了對課程內容的理解，學到了如何靈活使用軟件，促進了思維及想象力。有的在制圖課內重點講授軟件命令使用，上機練習主要加深對各種命令的理解和掌握，能把圖畫出來，而不講授畫某種圖形應采用哪幾種命令和途徑，更不深究最優(yōu)方法。在分段和分離式的安排中，更容易這種狀況。

3)軟件和編程的處理。有的只講授軟件或重在巧用軟件，以培養(yǎng)軟件使用能力;有的既講軟件又講授編程基礎，在培養(yǎng)使用軟件能力的同時給予二次開發(fā)的一定基礎;也有的重在向計算機圖形技術延伸。

4)軟件選用。通過課程教學，主要培養(yǎng)學生使用一種軟件繪圖的能力。各種軟件的基本操作大同小異，所以選擇什么軟件不是一個關鍵。當前，大部分選用了AutoCAD，它的突出優(yōu)點是功能齊全，交互性好，運行可靠。有不少用戶選用了國產軟件，如華正、凱圖、開目等，它們的突出優(yōu)點是符合國標，具有標準件等圖庫，畫圖簡便快捷。隨著國產軟件不斷完善、提高和普及，采用國產軟件將是必然的發(fā)展趨勢。

(3)教學內容延伸

1)向計算機圖形技術延伸。一是引人圖形變換、裁剪、填充、消隱、菜單技術等計算機圖形基礎的內容;二是融人交并差布爾運算和三維造型;三是向三維建模數(shù)據庫、產品數(shù)據管理集成及并行工程拓寬‘。

2)向工程設計延伸。在課程原以圖形表達為主要功能的基礎上，前伸后延，引人機械總體概念設計過程的思路和知識，加強與產品功能、產品設計過程和方法，產品制造的融合。將CG軟件拓展為CAD平臺。這種延伸與系列課程模式恰相吻合。

3)向相關的、新的、邊緣學科延伸。這樣更有利于構筑適應廣闊需求的工程文化素質平臺。

3制圈教材的新變化

3.1文字教材

(1)特點

自19卯年以來，明顯表現(xiàn)出兩個特點:

1)多模式、多特色、個性化，改變了多年來百書一面的面貌;幾種國家優(yōu)秀教材仍受大家青睞，自編的各具特色的教材可能將形成主流。

2)體現(xiàn)了上述課程內容體系改革的成果。

(2)幾種模式7

1)系列課程融合。將機械原理、機械零件、材圖、公差、CAD或工程材料及力學基礎等融合為一冊。如北京科技大學主編的《機械設計制圖》等。

2)cG、構形與傳統(tǒng)內容融合，并加強徒手圖和立體圖的內容。如清華大學、北京理工大學、重慶大學、山東工業(yè)大學、高職高專等學校均編寫了此種模式的教材。

3)簽礎部分橫向拓寬通用，提高部分面向專業(yè)大類和工程延伸。如浙江大學的《圖學基礎教程》和《圖學應用教程)、中央電視大學的(工程制圖基礎》、(機械工程制圖)、《土木建筑制圖》等。

4)內容拓寬納新，適應模塊教學。如西南交通大學的(畫法幾何學》、(土木建筑制圖》等。

5)延伸計算機圖形技術。如上海交通大學的《現(xiàn)代機械工程圖學冷。

6)向工程設計延伸。如西安交通大學的《機械設計中圖樣表達方法冷。

7)以cG為主導。如華南理工大學的《計算機工程制圖》等。

8)融人交并差布爾運算和計算機實體造型。如大連理工大學的《工程制圖新編冷。

9)以三維到二維的體系為主導，融人計算機圖形基礎和自主軟件。如華中理工大學的《畫法幾何及機械制圖》。

10)傳統(tǒng)內容與cG分段。大部分教材仍屬此類，將cc單設篇章。

11)計算機繪圖單獨成冊。

3.2電子教材

(1)使用情況

高校中約so%的學校使用著近印余種CAI課件;技校、職高、中專、高職分別有12%、17%、50%的學校使用課件。課件中有教育部及各省、市立項成果，也有不少自研自用的，其內容覆蓋了各種類型制圖課程的內容。CAI課件在提高教學效率、增加信息量、展現(xiàn)通真形象和場景、減輕教師勞動強度、啟發(fā)思維興致、強化學生理解等方面均表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)越性，已深受師生的熱愛和爭相采用。

(2)類型

已研制開發(fā)的電子教材中，其功能有助講、自學、練習解題、測試、指導、工具、素材庫、電子掛圖、定型演示、隨機調控等形式;內容廣度有覆蓋全課、專章專題、與某種文字教材配套等;有單機版和網絡版;銷售方式為單銷光盤或與文字教材配套;從發(fā)展水平來看，可分普通、智能和積伴三種形式。有些優(yōu)秀課件已通過不同層次的鑒定或出版發(fā)行，進人市場。

1)助學兼助講型課件。如:由北京理工大學和重慶大學主持，12所院校參加研制的整套課件;鐵道部6所院校研制的課件;廣東工業(yè)大學開發(fā)的課件;山東工程學院研制的綜合教學系統(tǒng);山東維坊高專開發(fā)的課件等。

2)素材庫和電子掛圖。如浙江大學浙西分校和中國地質大學分別開發(fā)的軟件(高等教育出版社出版)等。

3)測試型。有14所院校編寫，浙江大學研制的試題庫(第2版近期將由高等教育出版社出版)等。

4)工具型、練習型。如華中理工大學開發(fā)的繪圖工具，清華大學研制的智能導師系統(tǒng)，及不少學校開發(fā)的電子備課工具等。本屆會議上將會出現(xiàn)一些更加優(yōu)秀的課件。

(3)發(fā)展趨勢

1)大部分學校已由自己開發(fā)研制轉向立足選購質量高而且好用的課件。由依賴課件轉向優(yōu)化使用各種課件。由部分師生、部分內容轉向全體師生、全方位使用課件。

2)正在努力研制內容豐富、穩(wěn)定可靠、賞心悅目、運用自如，能適應各種需求的、網絡的、智能的、積件式等精品軟件。

4工程圖學研究生教育狀況

1卯8年起，工程圖學歸并到機械設計與理論二級學科中，1997年初已有印余所高校培養(yǎng)著碩士生，，目前有約10位博士生導師。指導模式:主要是與科研課題結合。研究生是承擔研究、創(chuàng)造成果的生力軍。效果是在完成項目的同時，培養(yǎng)了具備創(chuàng)造性素質的高層次人才。。題目類型大體有:探索性、前瞻性的理論基礎研究，具有某些關鍵技術的軟件，工程設計制造等。涉及的內容非常廣泛，如圖形圖象學、CAI、可視化、虛擬、建模、集成、造型、工程設計、CAD、優(yōu)化等。重點是從事其中的圖形學理論、關鍵技術等方面的研究。工程圖學研究生教育表現(xiàn)了如下特點:與多學科相關，具有，深廣的學術理論性和實用性，伸人到了眾多學科和普通學科領域。

5.招考情況表明，工程圖學生源廣闊，極具吸引力和竟爭力，它是深造求知、造就人才和學科發(fā)展所需的一個頗受歡迎、前景廣闊的研究方向。

5.1圖學教育進一步發(fā)展的幾個問題

持續(xù)深入地進行內容體系改革

應當從國外的大環(huán)境、系統(tǒng)工程、培養(yǎng)人才、培養(yǎng)目標、塑造能力、終生教育、整體優(yōu)化、創(chuàng)新和工程素質等角度綜合考慮，給課程恰當?shù)亩ㄎ唬Y合學科專業(yè)大類及不同層次等改革調整教學內容及課程體系。這樣在課程設置、深廣度、實施安排等方面必然會有不同的特色和差異。從課程設置的角度可以是系列課融合、模塊式、分設幾門課、延伸新課、單門課等;從內容深、廣度而言，為引人計算機技術可以是計算機圖形學、編程基礎為主、編程和軟件、只講軟件操作等;不論差異多大，應以培養(yǎng)的人才受社會好評為準則。顯然圖學教育的內容體系改革還應再深人堅持下去。

5.2課程、教材應與定位相適應

高校多學時制圖課一般定位于以設計為主線的教育，重在培養(yǎng)創(chuàng)新設計能力，從設計角度講述圖形表達、繪制及閱讀。通常從一般到個案，從理論到實際，有相當?shù)睦碚摵凸こ虖V度，有對規(guī)律和實質的精辟又耐人尋味的論述，多一些為什么和思維方法等。高校少學時制圖課通常定位在機械工程基礎和工程文化素質教育，往往以閱讀為主講述圖形表達理論及繪制，以開闊視野、豐實基礎，塑造創(chuàng)新思維品質。職教、?？啤⒓夹６ㄎ挥诠こ虘?，培養(yǎng)繪圖和讀圖技能，往往從個案到一般，以讀圖為主或從讀圖人手，通俗易讀，深人淺出地講述對立體的想象和理解，多一些是什么，如何做，強調實踐和操作?？傊n程、教材的內容、體系、題例、論述、教學實施等均應與課程定位和培養(yǎng)目標相呼應。避免多學時濃縮即為少學時課，高校課程刪簡即成中專課程的現(xiàn)象，應各有特點，不可面目雷同。

5.3提倡多模式、多特色、多樣化和創(chuàng)新

提倡多模式、多特色、多樣化，應百花齊放、百家爭鳴，不能千篇一律、百書一面，只有這樣才有旺盛的生命力和競爭力，才有利于改革和進步，有利于形成創(chuàng)造性的精品成果，才能推動優(yōu)秀課程和教材更上一層樓。提倡創(chuàng)造創(chuàng)新，獨樹一幟的精神，應轉變觀念、大膽改革、相信自己，不能等待別人的成果和經驗，改變中專、技?？创髮W，一般大學看重點的舊觀念。從事那個層次教學的教師專家撰寫該層次的教材，會更貼切實用，更能真正融人特有的教學規(guī)律，展現(xiàn)出應有的特色和水平。

5.4提倡學科延伸和交融

工程圖學學科和教育必須不失時機、不遺余力地引深、拓寬，和相關學科及新興學科交融，才能不斷興旺發(fā)展。延伸和交融的方向有:

1)工程設計與制造。無論是傳統(tǒng)和未來的工程設計全過程中均離不開數(shù)據和圖，機械、土建等專業(yè)在校教育的幾年中始終伴隨著圖的學習和應用，而制圖課程多年來已形成了一門課程，僅在有限時間里的教學，實際上學生只掌握了圖形表達，而與工程設計相關課程脫節(jié)。應當改變這種狀況，采用系列課或模塊化相融合，將單課教育改變?yōu)樵谛Ｈ^程教育，將圖形表達和工程設計與制造融為一體。

2)計算機圖形理論與技術。三維幾何造型、建模及數(shù)據管理、圖象理論與技術等。

3)工程與藝術相結合的工業(yè)設計等。

4)向相關的、新生的或邊緣學科延伸交融，生成新課題、新課程。

5.5開展全方位、各層面的圖學教育研究與交流

我國各個方面和層面的教育中均含有圖學教育，有在校、不在校、學歷、非學歷，研究生、大本大專、高職、中專、技校、職高、成人、各種培訓等。但圖學教育研究開展的極不平衡，象本屆這樣共同研討交流還是首次。今后各層面均應積極開展研討交流，可有分有合、形式多樣，隨時相互交流溝通，形成全方位、系統(tǒng)的圖學教育研究，以促進圖學教育事業(yè)不斷興旺提高，為全國的教育及培養(yǎng)人才發(fā)揮更大的作用。目前雖然關于研究生教育、電大教育等的論文極少，但他們?yōu)檫@些重要的課題研究作出了貢獻，圖學界應共同關注和加強這些方面的研究。期盼圖學教育能開展全方位、各層面的研究，在規(guī)模和深廣度上迎來更新的面貌。

5.6持續(xù)深入地進行圖學教育思想、理論及定t評測的研究

具有教育思想及理論指導的，具有定量分析評測和理論提練的改革實踐成果才是高水平、高可信度、高操作性的。否則將是無源之水，開花無果，應持續(xù)深人進行研究。

5.7研制精品軟件，研究優(yōu)化使用現(xiàn)代媒體的理論及方法

研制精品軟件和優(yōu)化使用媒體同內容體系改革一樣，是提高教學質量的一種保證，也是教師的永恒課題。制圖精品軟件可矍豺良快問世。什么是精品應有規(guī)范，期望一個軟件既能綜合利用各種技術，又能滿足不同需求;全能式的難度太大了，不同需求、不同類型的軟件均可研制出精品。況且同一個精品軟件不同教師使用效果不一定最好，所以優(yōu)秀軟件僅為優(yōu)化使用提供了一種條件，優(yōu)化使用則是關鍵。如在課堂教學中至少從以下幾個方面使用才能實現(xiàn)優(yōu)化:1)綜合使用各種媒體;2)要與學生的思維及認知能力相適應;3)要能充分發(fā)揮教師的個性和特點;4)高效率、高質量地實現(xiàn)教學目標等。

5.8一支高素質的圖學教師隊伍正在形成

教育的關鍵在教師。目前各個層面的圖學教師中，高學歷和年輕人的比例迅速增長。形成一支高素質的圖學教師隊伍的幾種途徑是:

1)改變專任制圖課的狀況，承擔相關的系列課的教學;

2)改變只教學不進行科研的狀況，教師必須從事創(chuàng)造性的科研活動，才能從親身實踐中獲得切實豐富的想象力和創(chuàng)造力，否則，何談培養(yǎng)學生的創(chuàng)造素質。而且不僅要進行教學研究，還必須從事學科研究，以不斷提高素質和充實更新教學內容。

3)讀高學位，繼續(xù)深造等。