学生能力提升目标下的工程图学课程教学改革

学生能力提升目标下的工程图学课程教学改革
发布时间：2021-12-03T07:07:59.430Z 来源：《教育学文摘》2021年第36卷19期作者：马财生1，姚宝军2，杨二旭3，丁涛3，马宝生4 [导读] 针对工程图学课程，剖析了教学难题，以提升学生能力为教学目标，设计了“线上线下”混合式教学模式、基于线上教学平台的教学组织架构和综合性教学评价体系。

马财生1，姚宝军2，杨二旭3，丁涛3，马宝生4 1 河北环境工程学院环境工程系，河北省秦皇岛市 066102；2. 河北环境工程学院环境科学系，河北省秦皇岛市 066102；3. 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心，河北秦皇岛 066004；4. 国网西藏电力有限公司山南供电公司，西藏自治区山南市 856000摘要：针对工程图学课程，剖析了教学难题，以提升学生能力为教学目标，设计了“线上线下”混合式教学模式、基于线上教学平台的教学组织架构和综合性教学评价体系。

通过优化知识结构和教学方法、推动学科竞赛和加强实践教学促进学生发展，总结了实施课程改革过程中的经验。

关键词：教学改革；教学思路；能力提升；工程图学中图分类号：TH126: G642.0 文献标识码：A 现代教育要求“以生为本”，遵循教育规律，坚持改革创新，注重学生能力培养和提升，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人[1]。

工程图学的教学改革从教学内容、教学组织、教学方法等多方面着手，以成果为导向，不断加强学生综合能力、实践能力和创新能力的培养。

学生能力提升目标下的工程图学课程改革符合现代工程图学教育的发展趋势，是富有挑战、具有深刻变革意义的有益尝试。

1 教学目标与难题
工程图学是理工类专业重要的基础课程，课程教学目标是使学生掌握投影的基本原理，获得阅读和绘制工程图样的技能和方法，锻炼学生的辩证思维能力和空间想象能力，培养学生的工程意识和创新思维，形成严肃认真的工作态度和耐心细致的工作作风，满足应用型本科院校人才培养的能力和素质要求[2-3]。

教学过程中出现的难题主要包括：（1）工程图学与大多数基础课程具有明显的特征差异，即以图形作为教研对象，形象思维要求高，且直接面向工程，需要很强的实践与创新能力，学生缺乏相应的知识与技能。

（2）缺少现代化的教学资源平台，课上互动效率低下，课下交流不通畅，教学评价缺乏动态性、综合性和多元性。

（3）课程以教师讲授为主，未凸显学生的教学主体地位，表现为课上师生交流有限，学生被动接受知识，数字产品冲击课堂教学等，这几乎成为高等教育教学的通病[4]。

2 教学组织的改革思路
在教学改革过程中，合理的教学组织是提升学生能力与素质的推动力[5]。

（1）在教学模式方面，采用了“线上线下”混合式教学，利用先进的科技成果和教学理念来指引课程改革。

根据工程图学的课程特点，设计了如图1所示的教学框架，在该框架中，从备课、授课和评价三个方面详细说明了课程组织的基本流程，同时增加了专业竞赛与实践环节提升学生的工程实践和创新能力，增加了教学反思环节使得教学组织成为一个闭环，不断优化和调整各个教学组织环节，促进学生知识的掌握和能力的提升。

图1 教学架构（2）在教学实施环节，加强了线上教学平台的建设。

现代化的在线教育平台是工程图学课程教学的第二阵地，利用云课堂建设了工程图学线上课程，提供了教学课件、教学视频、随堂测验、课后作业、课堂讨论等丰富的学习资源和教学环节，学生的学习不再受到时间和空间的限制。

此外，教学过程中可以不断修改和更新资源库，适应社会发展变化，真正做到与时俱进。

线上教学依赖信息技术，与传统线下教学相得益彰，互为补充，有益于改进学生的学习模式，提高学习效率，提升学生的自学能力。

（3）在教学评价环节，采取了灵活多样的评价方法，除了期末考试成绩之外，还将学生考勤、随堂测验、绘制工程图实践等多个环节纳入到教学评价体系之中，学生的总评成绩是包括了考勤、作业、测验和实践等的综合考评成绩，这有效调动了学生上课的积极性和课外学习的自主性。

教学评价更加注重实时性，依托线上教学平台提问和测验，现场自动核算分数可以帮助教师及时了解教学动态，知晓学生知识掌握程度，进而合理组织和调整课堂教学。

同时，教学评价逐步多元化，教师在评价中起主导地位，引入了学生互评和团队互评机制。

3 教学改革主要举措与特色
（1）优化知识结构体系，合理利用教学方法。

为了凸显“厚基础、强能力和重探索”的人才培养理念，课程教学遵循循序渐进的基本原则，重构了工程图学课程知识体系，增加了计算机绘图部分教学内容，根据授课专业差异合理设定了机械制图和建筑制图部分的课程内容和学时分配，并创设了构型设计环节，利用组合体图形问题的多解性，通过教学实践充分发掘学生的自主性和创造性。

根据讲授内容的特点设计了不同的教学方法，使得课程更加灵活、活泼，比如在讲授构型设计部分知识，采用了翻转课堂的教学方法，学生主动思考，为了获得更多的构型设计结果，不断参阅资料，积极探索；在讲授工程图样绘制技巧部分知识，采用了分组协作的教学方式，小组成员集思广益，团结合作，探讨各种表达方法的优劣，并形成最佳的表达方案。

合理的教学方法最终的目的是提升学生的素质和能力，充分发挥学生教学主体的地位。

（2）以赛促学，以赛促教。

根据课程建设规划，已经形成了系、校、省和国家的四级工程图学竞赛体系，其中系赛的学生参赛人数占系部总人数的90%，校赛参赛规模持续扩大，图学竞赛已经形成了一定规模和影响力，学生参与积极性很高。

经过选拔和培训的学生参加了河北省高校制图与构型能力大赛和全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛，取得了优异的成绩。

图学竞赛内容多直接面向工程实际，具有较强的挑战性，学生需要夯实基本功，具备分析和处理复杂问题的能力。

学生经过训练和竞赛，扩展了视野，知识的掌握和应用得到锻炼，综合能力得到提升。

与此同时，教师在指导学生参赛的过程中，师生之间、教师之间、校企之间相互切磋，共同进步，专业知识、教学能力和教学技能得到提升。

（3）加强实践教学，培养学生的工程应用适应能力。

由于学生缺乏对机械产品的感性认识，不了解零件的工艺结构、尺寸的合理标注以及装配体的拆装过程等，导致零件图和装配图部分教学内容难以深刻理解，因此将装配体的拆装过程引入课堂，使学生在生动、形象的教学环境中对机械设备加工和安装产生强烈的感性认识，增加了复杂零件（各类箱体类和叉架类零件）、装配体（油泵和阀门）的测绘任务，学生分组协作开展教学工作，锻炼学生手绘以及尺规绘图的能力，增进了团队的沟通与合作。

4 教学改革探索经验
经过近几年推行工程图学教学改革，在学生能力提升方面取得了一些成果，下面将探索过程中的经验总结如下。

（1）教学改革的宗旨是提升学生的能力，使得学生具备发现、分析和解决问题的能力，以适应社会的快速发展，教学方法是实现教学目的的重要手段，革新教学方法要服务于人才培养目标的达成。

（2）拘泥于现有的教学目标、教学资源和教学手段会陷入故步自封的牢笼，要充分享受现代科学技术发展和高等教育改革创新的成果，利用好线上教学平台，践行成果导向教育理念，积极探索新的教学模式、教学方法，根据社会发展需求更新教学内容，优化教学组织架构。

（3）根据课程特点、学生情况合理组织教学，教学方法不应该一成不变，形成动态的教学评价机制，灵活调整课程组织，达成良好的课程教学效果。

（4）工程图学教学改革追求“以生为本”、以成果为导向，重视理论与实践的有机结合，重在提升学生的自主学习能力、创新探索能力和综合素质能力。

参考文献：
[1]陈理宣, 刘炎欣, 李学丽. 人工智能背景下教学形态的嬗变: 特点、挑战与应对[J]. 当代教育科学, 2021, 36(01): 35-42.
[2]戴立玲, 卢章平. 工程图学与基本CAD应用技术融入式教学体系的研究探讨[J]. 工程图学学报, 2006, 27(06): 116-120.
[3]贾春玉, 董志奎. 机械工程图学[M]. 北京: 中国标准出版社, 2019.
[4]钟晴伟. 大学课堂需要呈现何种“秩序”[J]. 吉林省教育学院学报, 2014, 30(07): 43-44.
[5]CARINI R M, KUH G D, KLEIN S P. Student Engagement and Student Learning: Testing the Linkages[J]. Research in Higher Education, 2006, 47（1）: 1.
基金项目：河北省高等教育教学改革研究与实践项目(2019GJJG391)；秦皇岛市科学技术研究与发展计划项目（201902A015）；河北环境工程学院校级教学改革研究项目(ZD201901)；河北环境工程学院博士基金项目(201808)
第一作者：马财生(1987–)，男，河北张家口人，副教授，博士，主要研究方向为工程图学教学与研究。

通讯作者：杨二旭(1994–)，男，河北衡水人，博士研究生，主要研究方向为冶金设备设计及智能化。