高職院校工程制圖教學(xué)中專創(chuàng)融合教育的實(shí)踐探索

章慧成

【摘要】工程制圖系列課程的“雙創(chuàng)”化改造是高職院校實(shí)現(xiàn)專創(chuàng)融合教育的根本途徑。文章就工程制圖課程專創(chuàng)融合教育實(shí)踐過程中存在的問題，從教學(xué)內(nèi)容、考核方式及相互依存等方面進(jìn)行分析，并通過學(xué)校在實(shí)際教學(xué)中進(jìn)行的有益嘗試，提出了調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化考核方式、借助3D打印技術(shù)開展第二課堂及引入比賽等方法，解決工程制圖專業(yè)教學(xué)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融合發(fā)展過程中存在的問題。

【關(guān)鍵詞】高職院校；工程制圖；專創(chuàng)融合；3D打印

【中圖分類號】G710【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【文章編號】1004—0463（2022）05—0115—04

“在全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程中，職業(yè)教育前途廣闊、大有可為。”這是習(xí)近平總書記在2021年4月對職業(yè)教育工作作出的最新重要指示，為加快構(gòu)建現(xiàn)代職業(yè)教育體系指明了前進(jìn)方向。目前，職業(yè)院校培養(yǎng)的學(xué)生大部分仍是應(yīng)用技術(shù)型人才，在國家大力推進(jìn)“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的時代背景下，各個高職院校都成立了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院，并將雙創(chuàng)教育納入課程體系當(dāng)中，成為每一位高職學(xué)生的必修課。但是僅從學(xué)科教育層面展開專創(chuàng)融合教育，顯然不符合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型技能人才的培養(yǎng)目標(biāo)，只有將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入到專業(yè)教育體系中才能達(dá)到理想的教育效果[1]。

工程制圖系列課程主要包括工程圖學(xué)基礎(chǔ)、二維CAD及工程制圖測繪等課程，是高職院校機(jī)械類專業(yè)必修的基礎(chǔ)課，其主要教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握工程圖樣繪制的基礎(chǔ)理論和幾何作圖方法，培養(yǎng)其具備較強(qiáng)的空間想象能力、創(chuàng)新能力、分析及解決問題的能力。工程制圖系列課程的教學(xué)質(zhì)量將直接影響后續(xù)專業(yè)課的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施效果。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)可知，雖然國內(nèi)對專創(chuàng)融合背景、意義、重要性等方面的研究已非常豐富，但針對工程制圖系列課程如何進(jìn)行“雙創(chuàng)”化改造的探索和實(shí)踐卻很少，本文以酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程制圖系列課程的專創(chuàng)融合教學(xué)為例，探討借助3D打印技術(shù)等手段實(shí)現(xiàn)專創(chuàng)融合教育的實(shí)踐過程。

1.教學(xué)內(nèi)容未能適應(yīng)智能制造的發(fā)展。隨著智能制造的發(fā)展，三維造型技術(shù)由于其可視化程度高、便于交互設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，在現(xiàn)代工程應(yīng)用領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，企業(yè)對機(jī)械類技能人才三維造型能力的要求也不斷提高[2]。在智能制造時代，三維模型是創(chuàng)意設(shè)計(jì)、虛擬仿真、加工制造、檢驗(yàn)檢測、裝配調(diào)試的重要載體，幾乎每一個環(huán)節(jié)的銜接均由三維模型支撐。例如，包括波音公司在內(nèi)的眾多制造業(yè)企業(yè)在完成了圖紙的電子化后，已將三維建模技術(shù)作為未來設(shè)計(jì)和制造的核心內(nèi)容[3]。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)可知，美國、日本、德國等制造業(yè)高度發(fā)達(dá)國家，職業(yè)院校工程制圖課程的教學(xué)非常重視三維造型能力的培養(yǎng)，而逐漸弱化了“尺規(guī)作圖”的訓(xùn)練。

我國高職院校工程制圖課程的教學(xué)大多仍以“尺規(guī)作圖”為主，甚至有部分院校不開設(shè)三維造型的課程，將其作為選修課排除在工程制圖課程體系之外，這顯然有悖于培養(yǎng)高素質(zhì)智能制造人才的初衷。目前，大多數(shù)高職院校仍將平面制圖作為工程制圖的教學(xué)重點(diǎn)，例如，我校在進(jìn)行專創(chuàng)融合改造之前，工程圖學(xué)基礎(chǔ)、二維CAD及工程制圖測繪三門工程制圖必修課總計(jì)114學(xué)時，全部為二維平面表達(dá)內(nèi)容，Solidworks、UG等三維建模技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容均為選修課，整個教學(xué)均圍繞二維平面表達(dá)展開，三維建模技術(shù)僅被視為提升學(xué)生設(shè)計(jì)能力的選擇之一而未引起足夠重視。因此，為滿足智能制造對創(chuàng)新型技能人才的現(xiàn)實(shí)需求，調(diào)整現(xiàn)行工程制圖系列課程的教學(xué)模式，對實(shí)現(xiàn)專創(chuàng)融合教育的發(fā)展目標(biāo)至關(guān)重要。

2.專業(yè)教學(xué)與雙創(chuàng)教育相互割裂。高職院校的專業(yè)教育從培養(yǎng)技能型人才的角度來講，主要包含兩個層面：一是理論性知識的灌輸，二是實(shí)踐性技能的訓(xùn)練。而上述兩個層面的教學(xué)主要是針對已經(jīng)成熟的理論和技能展開的，尚未涉及創(chuàng)造性、創(chuàng)新性知識和技能的探索和教育，因此相對于日益多元的人才需求稍顯滯后。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)教育都服務(wù)于專業(yè)或?qū)W科人才培養(yǎng)，應(yīng)是“你中有我，我中有你”的關(guān)系，這是專創(chuàng)融合的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)由獲取舊知識向創(chuàng)造新知識轉(zhuǎn)變的重要舉措[4]。雖然很多高職院校都設(shè)立了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院，并將雙創(chuàng)學(xué)分納入學(xué)生必修的學(xué)分體系之內(nèi)，但雙創(chuàng)教育主要還是以單獨(dú)的理論授課或講座等形式展開的，其課程設(shè)置獨(dú)立于專業(yè)教學(xué)之外，屬于通識課程的范疇。學(xué)生只需選修相關(guān)課程便可獲得該學(xué)分，這在一定程度上背離了“專創(chuàng)融合”的初衷，割裂了專業(yè)教育與雙創(chuàng)教育的聯(lián)系，使得雙創(chuàng)教育和專業(yè)教育成為“兩張皮”而孤立發(fā)展。

3.課程考核未考慮“雙創(chuàng)”因素。課程考核是根據(jù)學(xué)生對該課程理論知識、實(shí)踐技能的掌握情況而作出的綜合性評價?？茖W(xué)的課程考核對教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成往往能起到“四兩撥千斤”的作用，如多元化的考核指標(biāo)能對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為起到積極的引導(dǎo)作用，客觀公正的考核結(jié)果則可激發(fā)不同水平學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣和潛能。

目前，高職院校工程制圖系列課程的考核依舊通過“試卷分?jǐn)?shù)+圖紙質(zhì)量”來簡單地評判學(xué)生的學(xué)習(xí)效果?？傮w來講，目前的考核方式有三方面的局限性：其一，考核方式較為單一，大多數(shù)高職院校的考核方式僅分為閉卷考試、開卷考試以及綜合考核等方式，上述考核方式較為死板且僅能考核學(xué)生某一方面的能力；其二，考核內(nèi)容局限于課本，大多高職院校針對制圖系列課程的考核局限于學(xué)生對課本內(nèi)容的理解和掌握，而制圖課本內(nèi)容對于大多數(shù)學(xué)生而言相對枯燥無趣，學(xué)生學(xué)習(xí)制圖的積極性也不高，學(xué)生易出現(xiàn)厭學(xué)情緒，造成“平時不學(xué)，考前突擊”的現(xiàn)象；其三，考核指標(biāo)未考慮“雙創(chuàng)”元素，由于上述兩個方面的限制，課程考核指標(biāo)中未涉及創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)意識、團(tuán)隊(duì)合作等方面能力的考查，缺少引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的內(nèi)生動力。

1.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。重構(gòu)課程體系、優(yōu)化教學(xué)模式及調(diào)整教學(xué)方法是實(shí)現(xiàn)專創(chuàng)融合教育的重要手段。針對高職院校專業(yè)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育相互割裂的問題，我校在探索工程制圖系列課程的專創(chuàng)融合教育中進(jìn)行了有益嘗試，并取得了良好效果。首先，調(diào)整工程圖學(xué)基礎(chǔ)、二維CAD和工程測繪的課時比例。適當(dāng)縮減投影原理（點(diǎn)、線、面的投影）、畫法幾何（截交線、相貫線、組合體的繪制）及尺規(guī)繪圖訓(xùn)練的教學(xué)課時，增加簡繪和軸測圖的訓(xùn)練，同時將第二學(xué)期的零件圖及裝配圖調(diào)整至第一學(xué)期的工程圖學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)，在一學(xué)期內(nèi)完成該課程的教學(xué)任務(wù)。由于筆者授課對象皆為中專生源，學(xué)生在中專階段已進(jìn)行過工程圖學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，因此進(jìn)行上述調(diào)整后，不影響該課程的教學(xué)質(zhì)量。其次，將三維CAD融入工程圖學(xué)基礎(chǔ)的課堂教學(xué)，并在第二學(xué)期的二維CAD課程中加入三維造型的內(nèi)容。三維設(shè)計(jì)更符合學(xué)生的空間思維過程，設(shè)計(jì)師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時，起初構(gòu)思的就是三維形狀，隨后才會進(jìn)行工程化設(shè)計(jì)。因此，三維造型的學(xué)習(xí)可為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的開展奠定基礎(chǔ)。最后，將以往工程制圖綜合測繪的“圖板+尺規(guī)作圖”方式調(diào)整為“三維模型+二維工程圖紙”，以提高學(xué)生的三維造型能力。

由于高職院校培養(yǎng)技能型人才的定位需求，大多高職院校都縮減了理論課程的教學(xué)課時，但過度壓縮理論課時會造成“地基不穩(wěn)”的問題，這將影響后續(xù)課程學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和教師的教學(xué)質(zhì)量。為解決課堂教學(xué)課時不足和工程制圖系列課程實(shí)踐任務(wù)重的矛盾，可將部分實(shí)踐環(huán)節(jié)引流至課外，充分利用課外時間培養(yǎng)建模能力，全面激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，使“積極學(xué)制圖，人人用三維”進(jìn)入良性循環(huán)。我校課外教學(xué)的具體措施主要包括三方面：一是面向機(jī)械類專業(yè)學(xué)生開設(shè)選修課，如開設(shè)“三維造型與3D打印”等課程，既能讓學(xué)生掌握三維造型技術(shù)的基礎(chǔ)知識，又能讓學(xué)生體會到3D打印的樂趣，此舉極大地激發(fā)了學(xué)生想創(chuàng)新、敢創(chuàng)造的熱情；二是加強(qiáng)線上學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生利用課后時間學(xué)習(xí)MOOC資源中的優(yōu)秀課程，教師在每周課堂教學(xué)中發(fā)布學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并在期末考核中予以體現(xiàn)；三是定期舉辦3D打印作品展，將3D打印科創(chuàng)協(xié)會的優(yōu)秀作品及學(xué)生參賽的獲獎作品進(jìn)行展示，并邀請作品創(chuàng)作者進(jìn)行講解，營造“人人想創(chuàng)新，個個愛創(chuàng)作”的良好氛圍。

2.評價指標(biāo)納入雙創(chuàng)元素。工程制圖系列課程所包含的三門必修課均為實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，實(shí)踐課時占比達(dá)61.4%。因此，在制圖課程的教學(xué)中不僅要確保學(xué)生準(zhǔn)確掌握制圖的基本國家標(biāo)準(zhǔn)、尺寸標(biāo)注、幾何公差等理論知識，還要求學(xué)生具備識圖、讀圖、作圖的能力，這是教學(xué)大綱的基本要求。除此之外，在專創(chuàng)融合教育的層面，則要求學(xué)生要具有進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的基本專業(yè)素養(yǎng)，如踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)和精益求精的工匠精神，還要求學(xué)生滿足雙創(chuàng)型社會對人才的美好期待，如成為具有創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)意識的創(chuàng)新型、復(fù)合型技能人才。制圖課程的特殊性不僅給專創(chuàng)融合教育的發(fā)展提供了適宜的土壤，也給教師和學(xué)生帶來極大的挑戰(zhàn)。通過本文前述內(nèi)容的分析可知，目前針對制圖課程的考核方式顯然已不合時宜。因此，只有構(gòu)建多維度的制圖課程評價體系，引導(dǎo)學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)的同時提升自己創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的軟實(shí)力，才能適應(yīng)專創(chuàng)融合教育的發(fā)展要求。

針對現(xiàn)行高職院校工程制圖系列課程考核評價存在的問題，采用將專業(yè)課程的專業(yè)性、職業(yè)性要求同運(yùn)用知識的實(shí)踐性、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)性結(jié)合的方法，建立更為科學(xué)的考核評價方式，對實(shí)現(xiàn)專創(chuàng)融合教育的發(fā)展目標(biāo)至關(guān)重要。我校教師在針對工程制圖課程的雙創(chuàng)化改造中，對課程的教學(xué)大綱進(jìn)行了調(diào)整和修訂。通過調(diào)整評價方式，改變了以往“重結(jié)果、輕過程”“重成績、輕能力”的考核方式，將考核指標(biāo)柔性化和人性化，進(jìn)一步突出了專業(yè)能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力及團(tuán)隊(duì)合作能力等元素在育人評價體系中的重要性。如學(xué)生可根據(jù)教師設(shè)定的主題自行設(shè)計(jì)作品，并提交二維工程圖紙、三維動畫仿真、3D實(shí)物模型及作品說明書來替代以往工程測繪的減速器，還可用參與“3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽”的評比分?jǐn)?shù)來替代Au？ to CAD的成績，該舉措的實(shí)施不僅受到了學(xué)生的廣泛好評，也實(shí)現(xiàn)了專創(chuàng)融合教育的初衷。

3.借助3D打印技術(shù)開展第二課堂。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展及桌面級3D打印機(jī)的普及，我校在工程圖學(xué)系列課程的教學(xué)中提出了“3D打印+雙創(chuàng)教育”的新型教學(xué)模式，并對此進(jìn)行了嘗試，效果良好。為提高學(xué)生制圖實(shí)踐水平、增強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，學(xué)院教師組織成立了院級3D打印科創(chuàng)協(xié)會，由教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行3D打印科創(chuàng)活動并協(xié)助學(xué)生對部分優(yōu)秀作品申請專利。

3D打印科創(chuàng)協(xié)會自2019年成立以來，逐漸成長起了一部分3D打印創(chuàng)新設(shè)計(jì)骨干，學(xué)生骨干可作為“副導(dǎo)師”指導(dǎo)協(xié)會成員及低年級學(xué)生進(jìn)行3D打印科創(chuàng)活動。同時，該協(xié)會還利用課余時間承擔(dān)了工程制圖教具制作和社會服務(wù)的任務(wù)。如2020年甘肅電投某光伏電廠一環(huán)狀開關(guān)配件損壞，企業(yè)因此而造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)每小時近萬元。為節(jié)約時間成本，指導(dǎo)教師和該協(xié)會骨干成員犧牲休息時間，爭分奪秒，在兩小時之內(nèi)完成了開關(guān)配件的尺寸測量、三維建模及3D打印工作，得到了企業(yè)負(fù)責(zé)人的高度評價。學(xué)生在諸如此類的實(shí)踐活動中不僅增強(qiáng)了應(yīng)用知識分析問題、解決問題的能力，還增加了與企業(yè)接觸和交流的機(jī)會，增強(qiáng)了學(xué)生的自我認(rèn)同感和獲得感。

4.以賽促學(xué)，以賽促教，豐富專創(chuàng)融合內(nèi)涵。學(xué)科競賽及相關(guān)技能競賽是提高學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的重要途徑，越來越多的高職院校把鼓勵學(xué)生參加技能競賽作為提高培養(yǎng)質(zhì)量的重要舉措?！耙再惔賹W(xué)，以賽促教”顧名思義就是通過競賽活動提高學(xué)生的專業(yè)技能水平、創(chuàng)新創(chuàng)造能力，提高教師教學(xué)水平和專業(yè)素養(yǎng)，使學(xué)生和教師在比賽競賽中得到雙向提升，達(dá)到教學(xué)相長的目的。

我校自2019年起，每年秋季學(xué)期舉辦一次“3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽”，并以此為契機(jī)遴選部分團(tuán)隊(duì)參加“全國三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽”及“高教杯”全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽。自參賽以來，參賽學(xué)生均取得了不錯的成績，極大地提高了學(xué)生的工程制圖能力和創(chuàng)新意識，促進(jìn)了學(xué)生和師生之間的學(xué)習(xí)交流，增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識。

總而言之，高職院校在工程制圖系列課程中開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育必須根植于專業(yè)基礎(chǔ)之上，雙創(chuàng)教育唯有和專業(yè)教育相互融合、同頻共振，才能實(shí)現(xiàn)高職院校在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”時代背景下培養(yǎng)創(chuàng)新型技能人才的目標(biāo)。

[1]朱少暉，王楊，楊成德，等.高職院校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)教育融合現(xiàn)狀研究[J].安徽化工，2021（04）：153-155.

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[3]杜俊，王巧華，夏俊芳，等.“新工科”背景下工程圖學(xué)“二維-三維融合”課程體系探究[J].南方農(nóng)機(jī)，2021（07）：138-139+151.

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（本文系2020年度甘肅省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃課題“專創(chuàng)融合背景下基于3D打印技術(shù)的工程圖學(xué)創(chuàng)新性實(shí)踐項(xiàng)目研究”的研究成果，課題立項(xiàng)號：GS[2020]GHB4614）

編輯：張昀