给排水专业工程制图课程难点及教学对策研究

摘  要：工程制图课程是给排水科学与工程专业本科生的一门必修的基础技术课程，但在教学和绘图实践中仍存在一些问题。随着用人单位对给排水科学与工程专业毕业生绘图实践技能的要求逐渐提高，亟需对该专业工程制图课程的学习难点及教学对策开展研究。该教学团队通过调查研究，以给排水科学与工程专业本科生毕业设计为例，统计分析其中存在的工程制图问题，从而掌握该类课程的主要教学难点，提出开展翻转课堂、引入软件教学和加强实际应用等改进工程制图课程的教学策略，以期为给排水科学与工程专业工程制图课程教学提供参考和应用实践。

关键词：给排水科学与工程；工程制图；翻转课堂；学习难点；教学对策

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）07-0126-04

Abstract： The course Engineering Drawing is a compulsory basic technology course for undergraduates majoring in water supply and drainage science and engineering， but there are still some problems in teaching and drawing practice. With the increasing requirements of employers for drawing practical skills of graduates majoring in water supply and drainage science and engineering， it is urgent to study the learning difficulties and teaching countermeasures of the engineering drawing course of this major. Through investigation and research， the teaching team took the graduation design of undergraduates majoring in water supply and drainage science and engineering as an example， and statistically analyzed the problems existing in engineering drawing， so as to grasp the main teaching difficulties of this course， and put forward the teaching strategies for improving Engineering Drawing course， such as carrying out flipped classroom， introducing software teaching and strengthening practical application. In order to provide reference and application practice for Engineering Drawing course teaching of water supply and drainage science and engineering.

Keywords： water supply and drainage science and engineering; Engineering Drawing; flipped classroom; learning difficulties; teaching countermeasures

工程制图课程作为各传统工科专业的基础必须课程，是培养学生成为工程师的一门必修的基础技术课程[1]，通过教授学生理解并运用投影原理、识读工程图纸与绘制专业工程图纸，锻炼学生绘制工程图纸的动手实践能力，学生们可以迅速抓取图纸中的关键信息并能更轻松地对专业课程进行深入学习[2]。对于给排水科学与工程专业的本科生，除了要重点学习传统工程制图的学习内容，更需要关注如何阅读与绘制给排水工程专业图样，以此为基础运用各种现代工程工具对给排水管道系统、建筑给排水管道系统等方面进行绘图与分析，在设计、施工和运行管理等环节解决复杂给排水科学与工程问题。

本研究在调查分析给排水科学与工程专业本科生在毕业设计中工程制图存在问题的基础上，从教学方式和实践创新方面积极探索关于给排水科学与工程专业工程制图的教学策略，以期该专业的学生能更好地掌握该类课程并正确熟练运用于实际操作中。

一  工程制图出现的主要问题

教学团队以苏州科技大学给排水科学与工程专业本科生的某组毕业设计答辩为切入点，剖析学生们在实际设计中存在的工程制图难点与易错点，错误类型分布如图1所示。

在毕业设计答辩的工程制图问题中主要分为三类问题——规范问题、绘制错误与缺漏问题。规范问题主要指在图纸中与作图规范不符的错误，这类错误在表达内容上不存在差错，但是在表达方式上与规范不符，会造成读图的障碍。绘制错误表现为形体表达的错误，包括尺寸标高错误、投影绘制错误等，这类错误是学生空间想象能力不足，对形体的把握不足导致的；而缺漏问题则是因为工程图纸中需要表达的内容过多，学生不能准确把握细节而造成的忽略，最常见的问题包括图名漏写、尺寸标高遗漏、工程形体的表达缺失等。为了能具体看出学生的错误类型，对三类问题中出现的不同错误进行统计分析，具体分析如图2所示。

三类问题中，缺漏问题占比最少，规范问题与绘制错误问题两者占比较多。说明在工程制图教学中学生都能得到较好的培育锻炼，在毕业设计中总体能完成制图的要求，但规范方面仍有较大欠缺。从图2可以看出，字体错误是规范错误中最常见的错误，文字大小不当、颜色不当等都会对图纸质量产生影响，线型问题也需要在教学中加以强调。

在绘制错误中，投影不正确表达的问题占比超过了一半，在19处投影不正确表达（表达错误、表述不清）的错误中，有10处错误是由于学生对工程设施的错误投影导致的，其余的错误体现为投影不完全，如投影图中的虚线不全或多出部分虚线。平时课程中大部分学生尽管能对简单形体进行正确投影绘图，但在工程实际中，复杂的内容会使学生不能正确判断，在教学中应该多让学生接触实际工程中的各类工程设施，让学生有一定的了解。

二  工程制图的学习难点

（一）  琐碎知识点多，学生难以掌握

工程制图琐碎的知识点较多，要求学生具备一定的空间想象能力和理解能力，这给学生的学习带来了一定的难度。在给排水工图绘制中，涉及到的视图、标注、符号等知识点非常多，不同的地方需要加注不同的标识与符号。给排水科学与工程专业工程制图不同于土木工程制图的对形体结构的正确表达，给排水科学与工程专业工程制图的表达更为直观，需要在图纸中熟练运用不同管道与设备的图例与符号进行布置表达，这导致学生需要对图例与符号的掌握更加精准熟练，才能在绘图过程中不错画漏画。如上文所述，超过20%的错误出现在缺漏问题，学生在短时间内难以全面掌握和记忆，容易混淆出错，这会导致学生在整张图纸的绘制中缺漏一些必要图示。因此，学生需要在学习过程中注重积累和整理，将琐碎的知识点串联起来，形成给排水科学与工程专业学生工程制图的知识框架[3]。

（二）  理论知识枯燥，学习效率底下

由于工程制图是一门实践性很强的学科，需要学生掌握手绘与各种绘图软件和工具。教学重点主要在绘制的技巧与软件的培训上。然而，这样的教案往往会使学生忽略作图规范——这往往也是学生们最感到枯燥的环节。从学生的毕业设计错误来看，规范问题在所有问题中占比最高，达到了41.1%。这说明学生在完成工程制图的学习中，虽然能掌握绘图的技能，但绘图规范方面还亟需加强。在课程教学中，绘图规范知识的学习相对枯燥，缺乏趣味性，同时，这一类知识易于理解，难度较低，学生们在听课时容易忽略，而大量的重复也会导致学生产生厌学情绪，影响学习效率[4]。

此外，工程制图技能和知识点的掌握需要学生不断地进行实践和应用，在课堂中往往以老师讲授为主，很容易使学生感到枯燥无味。如何在课堂上丰富课程内容，增加课堂活跃度，是工程制图教学的一个重要环节。

（三）  学习方式不当，应用容易出错

在工程制图的教学任务中，由于课时限制，在课堂中往往以工程制图的基本知识如点线面的空间关系、基本体及其组合等工图知识为主，以培养空间想象能力和理解能力。但只通过普通的简单形体组合训练难以提高对给排水工程设施的空间想象和理解能力，在毕业设计的过程中，学生往往理解设施的形状与布局，但在绘制工图的过程中会出现表述不清（如剖面图绘制错误、管线表达错误等）、绘制错误（如工程投影表达错误）等问题。

此外，学生在学习过程中易于依赖死记硬背，而忽略了理解和运用知识的重要性。例如，学生往往只关注于绘图的操作步骤和技巧，而忽略了对于图形的理解和分析。而学生在实践过程中缺乏正确的学习方式和方法，如简单模仿、不注重细节等，导致在学习过程中容易出现错误和误差。许多学生在进入高校后，失去了学习的内驱力，只有在结课考试的推动下才能使学生自主推动学习进度，但这样的办法往往使学生的学习内容局限于课本的理论知识，而非以掌握知识与熟练运用为导向进行学习[5]。

三  改进工程制图课程的教学策略

（一）  改变传统讲课，开展翻转课堂

“翻转课堂”是近年来越来越受到关注的一种教学方法。这种教学方法是由美国学者Edgar Dale提出的“学习金字塔”（图3）为基础的方法[6-7]。在翻转课堂的教学模式下，教师不再是单纯在课堂上讲解理论知识，而是让学生在课前预习相关知识点，并在课堂上进行讨论和实践操作。这样可以增加学生的参与度和互动性，同时也可以帮助学生更好地理解和掌握相关知识点。翻转课堂强调学生的主动性和参与性。在课前预习阶段，学生需要自己阅读教材、观看视频、查阅资料等，自主掌握学习进度和方向。在课堂上，学生可以通过讨论和实践操作来加深对知识点的理解和应用能力。这样不仅可以提高学生的兴趣和参与度，还可以帮助学生更好地理解和掌握相关知识点。

工程制图课程中，作图演示和理论讲解都属于被动学习部分，仅有部分大图作业可以起到“实践”的效果。但仅通过课后大作业来实现主动学习效率有限。同时，在教学过程中，鲜有人利用翻转课堂开展教学活动，一是因为学生在尚未培养形成空间想象能力前，通过学生本人难以讲解工程制图知识；二是教学学时紧张，在有限的时间内需要指导学生完成从零基础到能独立完成工程制图，难以余出时间让学生展开翻转课堂。研究团队根据工程制图的实际情况，以学习金字塔为理论指导，抓住“课前五分钟”实现“翻转微课堂”。

在制图课程开始之初，成立以3～4人为单位的学习小组，每组同学选定一个题目，通过小组讨论、小组实践及小组上台讲学的方式翻转教学课堂。根据教学大概选定10～15个题目，通过小组讨论研讨的方式加强对知识盲点的理解；同时，不同于传统“翻转课堂”对整个题目内容具体的讲述，上台讲学的环节只要求小组罗列一张“思维导图”，围绕选定题目，选出内容重点与易错点，最后阐发学习思路。这样不仅可以推动学生们增强对知识的理解凝练，也可以锻炼学生的思维能力。通过课堂翻转，能够有效地提升学生的学习积极性，在打好工图基础方面非常有效。