新工科背景下大類課程“工程制圖”的教學(xué)內(nèi)容改革措施

楊 靜

（天水師范學(xué)院 機電與汽車工程學(xué)院，甘肅 天水 7410000）

0 引言

新工科是基于新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革而提出的現(xiàn)代化學(xué)科建設(shè)要求[1]，新工科教育理念的實施，是實現(xiàn)新工科建設(shè)目標、保證新工科專業(yè)人才培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)工作。在新工科背景下，大類平臺課程應(yīng)運而生。大類平臺課是相近學(xué)科的共同基礎(chǔ)課，是學(xué)生進入相關(guān)院系的基礎(chǔ)平臺[2]。大類課程的設(shè)置，不僅減小了教師備課的壓力，而且減少了學(xué)生輔修第二專業(yè)的學(xué)分，以及學(xué)生轉(zhuǎn)相關(guān)專業(yè)的壓力。

1 教學(xué)目標的改革措施

以本?！肮こ讨茍D”課程為例，是大學(xué)第一學(xué)期開設(shè)的學(xué)科大類課程，該課程的授課對象主要有機電學(xué)院、土木學(xué)院、化工學(xué)院、資環(huán)學(xué)院。面對不同專業(yè)的學(xué)生，加之該課程課時的壓縮，教學(xué)目標也隨之而變，從教會學(xué)生畫圖、看圖調(diào)整到注重“能力目標、素質(zhì)目標”的培養(yǎng)，即：厚通識、寬口徑、多交叉作為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生正確的構(gòu)型思維。

2 教學(xué)內(nèi)容的改革措施

該課程由以前的“畫法幾何及機械制圖”64 學(xué)時，改為“工程制圖”48 學(xué)時，教學(xué)內(nèi)容進行重構(gòu)，將傳統(tǒng)內(nèi)容進行精簡、整合，重構(gòu)出“厚通識、寬口徑”的內(nèi)容作為基礎(chǔ)?！爱嫹◣缀渭皺C械制圖”以兩條主干線為主，即：畫法幾何、機械制圖；在“畫法幾何”主干線中著重講述投影理論及組合體的投影；“機械制圖”主干線著重講述機械圖樣的畫法、表達方式、機械制圖國家標準等內(nèi)容。這兩條主干線并行，內(nèi)容及課本上的圖例以機械圖樣為主。如圖1 所示。

圖1 “畫法幾何及機械制圖”內(nèi)容主干圖

由于大類課程的實施，“工程制圖”作為相近專業(yè)的基礎(chǔ)課，面對不同專業(yè)的學(xué)生，加之課時壓縮，對教學(xué)內(nèi)容進行重構(gòu)。在結(jié)構(gòu)上遵循“從體出發(fā)”的教學(xué)觀點，“投影基礎(chǔ)”部分只是簡述，“立體”作為課程核心內(nèi)容，闡述三維形體如何構(gòu)成組合體，組合體通過擴寬工藝內(nèi)容，構(gòu)成零件。該課程削弱了“畫法幾何”的內(nèi)容，加強了三維形體的構(gòu)形、表達及畫法[3]。在此基礎(chǔ)上，突出“現(xiàn)代”二字，三維造型技術(shù)作為時代發(fā)展的產(chǎn)物，該課程主要以SolidWorks 軟件構(gòu)造三維實體建模為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生工程圖學(xué)的思維方式[3]?！肮こ讨茍D”內(nèi)容主干圖如圖2 所示。

圖2 “工程制圖”內(nèi)容主干圖

“畫法幾何及機械制圖”與“工程制圖”教學(xué)內(nèi)容的對比見表1。

表1 “畫法幾何及機械制圖”與“工程制圖”的教學(xué)內(nèi)容與實施

由表1 可看出，從第1 個模塊“投影基礎(chǔ)”開始，“畫法幾何及機械制圖”著重講授平面上點、線、面的投影，而“工程制圖”主要以“立體”為主導(dǎo)，講授立體上點、線、面的投影。在第2 個模塊“體的構(gòu)成”中，“畫法幾何及機械制圖”與“工程制圖”占的課時量最多，分別為32、26 學(xué)時，“畫法幾何及機械制圖”主要講授“體的表達與描述”，而“工程制圖”中除此部分內(nèi)容以外，增加了“體的構(gòu)形”；“工程上形體的由來”在“畫法幾何及機械制圖”中不作講解，在“工程制圖”中，由常用部件的功用出發(fā)，分析基本形體由二維圖形經(jīng)過旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃描、放樣功能，構(gòu)型立體的過程，講課過程中穿插三維造型軟件，不僅直觀生動，而且為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)SolidWorks 軟件夯實基礎(chǔ)。在第3 模塊“機件圖樣的畫法”中，“畫法幾何及機械制圖”主要以“機械零部件的表達”為主，而“工程制圖”主要以口徑更寬廣的“三維形體”表達為主。第4 模塊“其他工程圖樣的簡介”，“畫法幾何及機械制圖”中不作為學(xué)習(xí)內(nèi)容，“工程制圖”中則根據(jù)不同專業(yè)講授其他工程圖樣的識圖技巧。由上表可以看出，“畫法幾何及機械制圖”講授的內(nèi)容側(cè)重于機械零部件的識圖、繪制，而“工程制圖”講授的內(nèi)容通識性更強，側(cè)重于三維形體的構(gòu)型、繪制。

3 教學(xué)方式的改革措施

該課程學(xué)時由以前的64 學(xué)時壓縮至48 學(xué)時，在有限的學(xué)時內(nèi)不僅要將課程內(nèi)容講完，還要使學(xué)生全面掌握工程圖學(xué)的思維方式，因此，只能改變教學(xué)方式，教學(xué)方式由以前傳統(tǒng)單一的線下教學(xué)改為線上線下混合式教學(xué)（圖3）。在傳統(tǒng)教學(xué)體系中，線上線下混合式教學(xué)只是作為一種輔助手段，線上自學(xué)不對學(xué)生做強制要求。而新教學(xué)體系的實施，使得以前部分課堂講授內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的線上自學(xué)內(nèi)容，因此，線上學(xué)習(xí)作為實施新教學(xué)方案的一種必修教學(xué)手段，具體實施方案如表1 中“教學(xué)方式”所示。

圖3 混合式教學(xué)圖例

“工程制圖”的線上慕課課程，引進中國大學(xué)慕課平臺上與課本相匹配的大連理工大學(xué)王丹虹教授講授的“現(xiàn)代工程制圖”的基礎(chǔ)上，對引進源課程修改。針對我校學(xué)生的實際情況，需要對每一章節(jié)的源課程進行修改、精簡，添加適合我校學(xué)生的具體內(nèi)容。其次，添加線上試題庫的內(nèi)容，每一章完成后，添加、完善適合于我校學(xué)生的單元測試，以加強學(xué)生線上內(nèi)容的鞏固。

混合式教學(xué)對老師的教學(xué)能力提出了更高要求。老師不僅要課前認真?zhèn)湔n，而且要熟練應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)工具。具體實施時，教師提前發(fā)布每章的教學(xué)活動，明確告訴學(xué)生每章線上課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容、嵌入式測試題目、練習(xí)以及課后作業(yè)、提交作業(yè)時間、評分標準等[4]，并提前布置預(yù)習(xí)作業(yè)，學(xué)生觀看MOOC 視頻自主學(xué)習(xí)，通過課堂探討、在線發(fā)帖的方式與教師進行線上討論，并在規(guī)定的時間內(nèi)課后完成測試并提交。教師根據(jù)學(xué)生線上提交的作業(yè)，給出平時成績，并對學(xué)生易出錯的知識點歸納總結(jié)，在線下課堂上詳細講解、加深鞏固。

除了借助中國大學(xué)慕課平臺外（圖4），教師還利用微信群、QQ 群等工具發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)、討論課程內(nèi)容、收集學(xué)習(xí)反饋意見等。對學(xué)生而言，線上線下混合式教學(xué)不僅能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主觀能動性，將教師“教”的核心位置轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生“學(xué)”的核心位置，徹底消除傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)的弊端，而且還能激發(fā)學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣。

圖4 MOOC 平臺學(xué)習(xí)統(tǒng)計

4 考核方式的改革措施

新教學(xué)方式實施前，考核方式單一，主要以期末考試為主，平時成績占比較小。這樣導(dǎo)致學(xué)生不重視平時學(xué)習(xí)，教師也不能科學(xué)全面地評價整學(xué)期學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。新工科背景下，根據(jù)工程教育認證“過程性考核”的要求，對本課程的考核方式進行調(diào)整[5]，考核方式從線下考核為主調(diào)整到線下線上多元化考核的方式。

基于混合式教學(xué)方式的實施，采于智能化考核過程系統(tǒng)，全方位的跟蹤線上學(xué)習(xí)平臺的數(shù)據(jù)，上課前，學(xué)生自覺在慕課堂中簽到，學(xué)生曠課次數(shù)大幅度減少，減少了教師上課點名所占用的時間。對于線上學(xué)習(xí)的進度、作業(yè)的提交、視頻的觀看時長、簽到率等考核內(nèi)容會不定期的發(fā)布在學(xué)生群里，提醒學(xué)生及時完成線上作業(yè)。課堂教學(xué)每一章講完后，老師會督促學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)提交課堂作業(yè)，并及時批閱。從開課到期末考試，線上線下并舉的考核制度加大了過程考核，實現(xiàn)考核方式的多樣化，激發(fā)了學(xué)生積極學(xué)習(xí)的主動性。

其次，建立融入課程思政的課中考核機制。平時成績注重個人修養(yǎng)，將學(xué)生平時上課過程中體現(xiàn)出的一絲不茍、認真嚴謹、團結(jié)協(xié)作、誠信繪圖等文化素養(yǎng)納入到考核機制中，是建立科學(xué)考評制度、客觀評價教學(xué)成效的基礎(chǔ)。

最后，建立多樣化的試題庫。打破以往試卷滿篇客觀題、作圖題的常規(guī)，增加主觀題，考查學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；在實踐教學(xué)中，增設(shè)現(xiàn)場考核環(huán)節(jié)，考查學(xué)生知識點的應(yīng)用及掌握程度、團隊協(xié)作能力等。

5 結(jié)語

新工科背景下，時代的發(fā)展對工科教育提出了更高的要求[6]。因此，必須在教學(xué)中不斷探索、發(fā)展，以培養(yǎng)方案為基礎(chǔ)，不斷地優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，大類課程以厚通識、寬口徑為目標，提高學(xué)生的構(gòu)型思維及創(chuàng)新能力，保證工科專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。