基于轉(zhuǎn)型發(fā)展的本科院校材料化學(xué)專業(yè)“工程制圖”課程教學(xué)改革探討

彭紅霞 陳衛(wèi)

摘 要：根據(jù)材料化學(xué)專業(yè)的特點，以湖南人文科技學(xué)院為例，分析了非機械專業(yè)“工程制圖”課程教學(xué)過程中存在的普遍問題，對該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法提出了相應(yīng)的改革措施和建議。在教學(xué)改革實踐中，嘗試多種現(xiàn)代化的教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革考核方式，取得了良好的教學(xué)效果，為培養(yǎng)出更為優(yōu)質(zhì)的“現(xiàn)場工程師”奠定了知識基礎(chǔ)，為進(jìn)一步推動新升地方本科院校教育轉(zhuǎn)型發(fā)展提供經(jīng)驗參考。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)型發(fā)展；工程制圖；材料化學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2018）04-0045-04

2014年國務(wù)院在《關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》中提出，要大力培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才，為應(yīng)用型本科院校向技術(shù)應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展指明了方向，為各地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展帶來了新機遇，提出了新要求[1]。

材料化學(xué)專業(yè)是當(dāng)前眾多高等院校普遍開設(shè)的一個涉及化學(xué)、材料學(xué)、機械工程等多學(xué)科融合的理科專業(yè)，其目標(biāo)是培養(yǎng)具有復(fù)合型知識結(jié)構(gòu)，具備化學(xué)與工程技術(shù)領(lǐng)域相結(jié)合的初步科研能力，并能在材料制備工廠從事儀器設(shè)備操作、維護(hù)、檢測等技術(shù)支持工作的高級工程技術(shù)人才，即“現(xiàn)場工程師”。

在新升本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展的背景下，為適應(yīng)現(xiàn)代材料化學(xué)專業(yè)的發(fā)展，各新升地方本科院校必須從人才培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的實際情況出發(fā)，結(jié)合轉(zhuǎn)型發(fā)展的要求，改革教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系，以培養(yǎng)具有工程意識和創(chuàng)新意識的現(xiàn)代應(yīng)用型技術(shù)人才。為此，筆者根據(jù)其所在院校的“工程制圖”課程教學(xué)實踐，總結(jié)該課程在教學(xué)中存在的主要問題，對材料化學(xué)專業(yè)“工程制圖”課程教學(xué)方法的改進(jìn)提出幾點建議。

一、材料化學(xué)專業(yè)“工程制圖”課程教學(xué)現(xiàn)狀

材料化學(xué)專業(yè)屬于化學(xué)系、材料與環(huán)境工程系等的分支專業(yè)，不同于純工科院系，這類院系的學(xué)生在學(xué)習(xí)“工程制圖”課程之前大多沒有接觸過與制圖相關(guān)的課程，如畫法幾何、制圖基礎(chǔ)等，也沒有參加過相關(guān)的認(rèn)識實習(xí)，在制圖功底與空間思維能力上不如純工科院系的學(xué)生。因此，對于材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生的 “工程制圖”課程的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和考核模式等應(yīng)有別于純工科的相關(guān)專業(yè)（如機械、材控、自動化等）。當(dāng)前新升本科院校（1999年后升格的本科院校）材料化學(xué)專業(yè)“工程制圖”課程教學(xué)現(xiàn)狀主要如下。

（一）學(xué)生的基礎(chǔ)較薄弱、學(xué)習(xí)積極性不高

隨著生源的減少和招生規(guī)模的擴(kuò)大，學(xué)生的入學(xué)水平有所降低，學(xué)習(xí)能力不強，學(xué)習(xí)目標(biāo)缺失的現(xiàn)狀嚴(yán)重。另外，非機械類理工科專業(yè)學(xué)生在認(rèn)識上對“工程制圖”這門課程的重視不夠，加之課程內(nèi)容枯燥、抽象、晦澀難懂，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)易倦怠、學(xué)習(xí)的積極性不高。

（二）教學(xué)模式陳舊

大多地方本科院校材料化學(xué)專業(yè)的“工程制圖”課程教學(xué)仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核模式缺乏活力，內(nèi)容陳舊[2]。教學(xué)方式鮮有考慮現(xiàn)代“90后大學(xué)生”的特點，教學(xué)效果不明顯。

（三）實踐教學(xué)環(huán)節(jié)被弱化

對于非機械類的理工科專業(yè)，部分高校院系對“工程制圖”這門課程不夠重視，學(xué)生走出校門，進(jìn)入化工單位實踐接觸機械零部件的機會少，缺少對制圖素材的感性認(rèn)識。

二、改進(jìn)措施

（一）改進(jìn)教學(xué)方法

“工程制圖”是一門實踐性很強的課程，隨著課時數(shù)的不斷壓縮，教師需要在有限的課時內(nèi)，把知識傳授給學(xué)生。這就要求教師在教學(xué)中不能片面追求面面俱到，應(yīng)把握課程的精髓，精選課程內(nèi)容，精講多練，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對于“工程制圖”課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生有較好的空間思維能力，教師應(yīng)盡量多采用直觀的教學(xué)方法，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中帶著問題去積極思考，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象和分析問題的能力[3]。基于當(dāng)前大學(xué)生的性格特點及材料化學(xué)專業(yè)對“工程制圖”課程的培養(yǎng)要求，筆者及其所在的教研室在長期的“工程制圖”課程教學(xué)實踐中，經(jīng)多次研究和探討，嘗試了以下幾種現(xiàn)代化的教學(xué)方法，并取得了較為理想的教學(xué)效果。

1.“討論式”教學(xué)。傳統(tǒng)的教學(xué)是“教師講，學(xué)生聽”，教學(xué)過程“滿堂灌”，學(xué)生主動思考的空間被抹殺，學(xué)生獨立思考的積極性被抑制?，F(xiàn)代教育理念是“教師搭臺學(xué)生唱戲”，教師只是課堂教學(xué)的組織者，而學(xué)生才是課堂學(xué)習(xí)的主角[4]?！坝懻撌健苯虒W(xué)模式就是要教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置討論的問題，課堂要圍繞討論的問題而展開。例如，在講解通過主視圖、左視圖繪制俯視圖時，可設(shè)置問題“主視圖、左視圖和俯視圖三者之間有什么關(guān)系”。再如，在講解繪制斷面圖時，可設(shè)置問題“為什么要繪制斷面圖”等。

“討論式”教學(xué)的關(guān)鍵在于教師對問題的設(shè)置，問題不宜太難，須考慮大多數(shù)學(xué)生的實際水平，學(xué)生圍繞問題展開思考和討論，最后教師總結(jié)?！坝懻撌健苯虒W(xué)法可促進(jìn)學(xué)生主動思考、加強師生互動、活躍課堂氣氛，能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)熱情。

2.“模型”教學(xué)法。對于非機械類專業(yè)學(xué)生，接觸實際機械零部件的機會較少，對機械零部件的認(rèn)識主要由教師制作多媒體課件，通過圖片或視頻的形式向?qū)W生展示，再由教師講解并引導(dǎo)學(xué)生想象。部分學(xué)生對實物形狀難以想象、難以理解，容易陷入“聽不懂——聽課不認(rèn)真——出勤率低——學(xué)習(xí)成績差——厭學(xué)”的惡性循環(huán)中。

“模型”教學(xué)法是通過采用UG、Pro/E、CATIA、Solidworks 等三維繪圖軟件，在課前由任課教師先利用三維軟件繪制三維圖形，通過三維軟件的繪圖錄制功能將繪圖過程錄制下來，將其在教學(xué)過程中播放。如此，將復(fù)雜形體的形成過程直觀、形象地展示出來，減輕學(xué)生的空間想象壓力，使課堂變得生動有趣，從而激發(fā)學(xué)生對空間結(jié)構(gòu)的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣。如圖1、圖2所示的教學(xué)模型為在學(xué)習(xí)“繪制裝配圖”時，引入的某機構(gòu)裝配前和裝配后的三維實體模型。學(xué)生在學(xué)習(xí)該機構(gòu)裝配圖2維圖的繪制前，先通過動畫或視頻了解該機構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)，在對各零部件三維結(jié)構(gòu)及其位置關(guān)系充分理解的基礎(chǔ)上，再學(xué)習(xí)裝配圖2維圖的繪制，可達(dá)事半功倍的效果。

3.“案例式”教學(xué)?！鞍咐健苯虒W(xué)是通過分析案例，啟發(fā)和幫助教學(xué)對象學(xué)習(xí)相關(guān)知識，從而樹立工程理念，增強實踐意識。應(yīng)用該方法可讓學(xué)生了解工程背景，提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力[5]?！鞍咐健苯虒W(xué)的實施一般包括以下幾個環(huán)節(jié)。選擇理論性較強并易于學(xué)習(xí)和理解的案例；編寫案例教學(xué)講義及與其配套的多媒體課件和視頻動畫，將所選案例的機械零部件使用環(huán)境、拆卸和安裝過程、各零部件間的配合制作等錄制成視頻；教師對案例進(jìn)行講解，案例講解主要包括：圖形的三維結(jié)構(gòu)，各形體的位置關(guān)系，繪圖和讀圖的方法，各個零部件的組成要素；“現(xiàn)場”教學(xué)。

在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，將學(xué)生帶到湖南人文科技學(xué)院的金工實習(xí)工廠，讓學(xué)生在掌握理論知識的同時，結(jié)合生產(chǎn)實踐充分了解各化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)元素、結(jié)構(gòu)特點、零部件的裝配關(guān)系等。通過“現(xiàn)場”教學(xué)，學(xué)生的空間想象能力和邏輯思維能力得到了進(jìn)一步的提高，對化工類機械設(shè)備的構(gòu)造、制造及實際生產(chǎn)中的作用等增強了感性認(rèn)識，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果得到了顯著提升。

（二）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在新升地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展的大背景下，契合湖南人文科技學(xué)院“培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展”的要求，從培養(yǎng)應(yīng)用型人才角度出發(fā)，對“工程制圖”課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。教學(xué)內(nèi)容注重結(jié)合生產(chǎn)實踐，選擇實際生產(chǎn)中具有代表性的典型零部件，通過現(xiàn)場參觀或視頻錄像、圖片等形式，實現(xiàn)理論和實踐相結(jié)合的目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和空間想象能力[6]。結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和用人單位對材料化學(xué)專業(yè)人才的要求，推進(jìn)本課程教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化時，需優(yōu)先考慮以下幾個因素。

1.教學(xué)內(nèi)容的安排是否符合院系的人才培養(yǎng)要求。具體就本課程而言，教材應(yīng)著重體現(xiàn)基本視圖、軸測圖、徒手草圖等內(nèi)容平行展開、同步貫徹的風(fēng)格，以有利于三者之間的相互補充，構(gòu)成有利于培養(yǎng)空間想象能力的教學(xué)環(huán)節(jié)[7]。

2.教學(xué)內(nèi)容的安排應(yīng)考慮生源的水平和當(dāng)代大學(xué)

生的特點?，F(xiàn)代大學(xué)生的物質(zhì)生活條件相對較好，普遍缺乏學(xué)習(xí)緊迫感，學(xué)習(xí)主動性較差，因此，在安排教材內(nèi)容時，應(yīng)重點考慮如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，教材內(nèi)容應(yīng)該更加“風(fēng)趣、幽默、接地氣”。

3.正確處理計算機繪圖與手工繪圖的關(guān)系。隨著計算機的普及，大多“工程制圖”教材都包含計算機繪圖部分的內(nèi)容，計算機繪圖不僅可提高繪圖的精度和速度，還為工程圖樣的改進(jìn)和管理提供了極大的方便。但不應(yīng)過分強調(diào)計算機繪圖的作用，計算機繪圖要以工程制圖的有關(guān)知識為基礎(chǔ)，教材內(nèi)容的安排應(yīng)根據(jù)當(dāng)前人才培養(yǎng)的要求來確定計算機輔助繪圖的內(nèi)容。

（三）改革考核方式

傳統(tǒng)理科專業(yè)的“工程制圖”課程考核方式主要包括三大部分：課堂出勤成績、平時測驗成績與期末考試成績，以上三項分別占總成績的10%、20%、70%。這種考核方式也是當(dāng)前相對合理、公平的考核方式，但仍存在過于重視期末考核，弱化了平時表現(xiàn)，不利于學(xué)風(fēng)建設(shè)等問題，對于考風(fēng)不嚴(yán)的院系，該考核方式弊端尤為明顯，部分學(xué)生很難學(xué)到真正的識圖、制圖的本領(lǐng)，同時還會打擊優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

鑒于傳統(tǒng)考核方式存在以上諸多問題，為了提高學(xué)生“工程制圖”課程的學(xué)習(xí)效果，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，改革考核方式刻不容緩。改革考核方式，可將“工程制圖”考核內(nèi)容設(shè)置為由若干個部分組成，如可將考核內(nèi)容設(shè)置為由圖3、圖4所示的幾個項目組成，根據(jù)各項指標(biāo)權(quán)重系數(shù)給出相應(yīng)的分值，最后組成學(xué)生的綜合成績。這種綜合考核方式可比較全面、客觀、準(zhǔn)確地對學(xué)生進(jìn)行考核，更注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，考核的連續(xù)性較好，能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，避免學(xué)生考試投機的不良現(xiàn)象發(fā)生。

三、效果分析

為檢驗以上改革措施的教學(xué)效果，筆者對湖南人文科技學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)同一年級兩個教學(xué)班級就“工程制圖”教學(xué)與考核方式進(jìn)行了改革實踐。將同年級的材料化學(xué)專業(yè)兩個班分為“實驗班”和“普通班”，對實驗班進(jìn)行教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容與考核方式改革，而普通班仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和考核模式。

實驗班學(xué)生的考核內(nèi)容由課堂考勤、課堂測驗、課后作業(yè)、課外加分和期末考試五大部分組成，這五大部分占該課程成績的比重分別為10%、20%、20%、10%、40%，在教學(xué)方式中引入案例式教學(xué)、模型式教學(xué)、討論式教學(xué)等現(xiàn)代教學(xué)方法。該班學(xué)生在每學(xué)完一章內(nèi)容后，對每章內(nèi)容進(jìn)行課堂測驗，以鞏固學(xué)生的課堂知識，并檢驗學(xué)習(xí)效果。選擇一臺典型的化工機器作為教學(xué)模型，將該機器根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征分為若干個教學(xué)模塊，每完成一個模塊的學(xué)習(xí)后，學(xué)生需將該模塊的零件圖繪制作為課后作業(yè)，全部章節(jié)內(nèi)容學(xué)完后，學(xué)生須完成該機器的總裝圖。在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的基礎(chǔ)上，能對繪圖方法，零部件構(gòu)造等提出創(chuàng)新性建議的學(xué)生，給予額外加分獎勵（總分不高于100分）。

該課程的學(xué)習(xí)完成后，對兩個教學(xué)班級學(xué)生的各項成績進(jìn)行統(tǒng)計分析，其結(jié)果如表1所示。對兩個班級的考核統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，在進(jìn)行教學(xué)改革后，實驗班學(xué)生學(xué)期考核總評分的平均分高于普通班，統(tǒng)計方差低于普通班，說明實施教學(xué)改革后實驗班學(xué)生的成績優(yōu)于普通班，學(xué)生之間的個體差異小，整體素質(zhì)得以提升。

實施改革后，實驗班學(xué)生的出勤率明顯高于普通班，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)主動性得以加強，營造了良好的學(xué)習(xí)氛圍。課堂測驗和課后作業(yè)的情況，實驗班學(xué)生也比普通班學(xué)生完成的情況好，在實施“單任務(wù)”模式（每個學(xué)生的課后作業(yè)都是唯一的）的課后作業(yè)后，學(xué)生的課后作業(yè)抄襲現(xiàn)象大大降低，學(xué)生的實踐動手繪圖能力得到了實質(zhì)性的提升。

四、結(jié)論

在當(dāng)前本科教育轉(zhuǎn)型發(fā)展的背景下，筆者及其所在的教研組對湖南人文科技學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)“工程制圖”課程進(jìn)行了教學(xué)改革實踐，在實際教學(xué)中取得了良好的效果，為培養(yǎng)現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用型人才奠定了基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中，采用了“討論式教學(xué)”+“模型教學(xué)法”+“案例式教學(xué)”+“現(xiàn)場教學(xué)”等現(xiàn)代化的教學(xué)手段，多樣化的教學(xué)方法使課堂教學(xué)更加風(fēng)趣、幽默、接地氣；在教學(xué)內(nèi)容上，根據(jù)當(dāng)前學(xué)生的知識水平和性格特點，結(jié)合湖南人文科技學(xué)院對材料化學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)要求，進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，重新修訂了教學(xué)大綱。由實施教學(xué)改革后的兩個班級學(xué)生成績統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，在改進(jìn)教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容后，教學(xué)效果得到了明顯的提升，學(xué)生出勤率提高、聽課認(rèn)真且勤于思考，形成了良好的學(xué)習(xí)氛圍。

為了進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，推動新升地方本科院校的教育轉(zhuǎn)型發(fā)展，培養(yǎng)出更為優(yōu)秀的“現(xiàn)場工程師”，湖南人文科技學(xué)院教研組將繼續(xù)推進(jìn)該課程的教學(xué)改革，摸索出一條符合湖南人文科技學(xué)院本專業(yè)發(fā)展的特色道路，為其他地方本科院?；蚱渌麑I(yè)在轉(zhuǎn)型發(fā)展背景下的教學(xué)改革提供參考。

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