面向卓越計劃的工程圖學課程教學改革研究與實踐

張修宇++陳愛玖++曹琳

摘要：本研究結合工程圖學發展的趨勢，從當前工程圖學教育的實際需求出發，針對新時期卓越工程師教育培養和專業綜合改革試點，從培養模式、教學內容、教學方法、實踐教學、考核模式等方面開展工程圖學課程教學體系改革研究與實踐，將新時期的教育思想和先進的教育理念應用到人才培養和教學實踐中，以培養真正適合各行業不斷發展的創新型人才。本研究是對新形勢下構建工科專業人才培養新體系、貫徹以人為本教育新理念的有益探索，通過促進工程圖學課程的教育教學改革，給其他類似工科專業學科基礎課的課程教學改革提供一定的借鑒。

關鍵詞：教學改革；工程圖學；教學模式；考核模式；卓越計劃

一、引言

工程圖學是一門古老的學科，涵蓋工程教育的各個方面，其特色鮮明，理論與實踐、技術性與實用性結合緊密，涵蓋知識面廣，系統性、綜合性強，現代工程結構的復雜多變使得其對專業人才的創新能力和綜合素質有著更高的要求。工程圖學課程對學生形象思維能力的培養具有獨特的作用，不是其他課程能代替的，這門課程對學生創新思維能力的培養和綜合素質的提高有很大的幫助，是工科專業一門非常重要的專業技術基礎課程。

工程圖學課程在培養學生制圖基本技能和空間想象力的同時，還對學生的思維方式、工作態度有很大的影響。當前，工程圖學學科與設計學科、信息學科等緊密結合，多學科交叉發展。因此，工程圖學教育應積極吸納現代設計和制造領域、計算機和信息領域的最新科技成果，以全新的理念和視角來建立適應社會不斷發展需求的工程圖學教學體系。

筆者所在的學校是教育部第二批“卓越工程師教育培養計劃”高校和國家級專業綜合改革試點高校，涵蓋水利水電工程、地質工程、農業水利工程、土木工程等土木水利類相關專業。筆者高校從當前工程圖學教育的實際需求出發，開展基于卓越工程師教育培養的工程圖學課程教學改革研究，以培養真正適合各行業不斷發展的創新型人才。

二、研究內容與改革措施

傳統的工程圖學課程更多注重任課教師的理論教學環節，通常情況下以講課為主，并輔助大量習題作業，其結果是耗費學時較多，學生負擔較重，教學效果并不理想。為適應新時期拔尖創新人才的培養模式，筆者通過廣泛借鑒國內外同類課程的成功經驗，試圖建立新的工程圖學課程體系，進而開展以學生為本的自主型交互式工程圖學課程教學改革探索。

（一）研究內容

研究以改革教學內容、改革教學方法、創新教學手段、完善教學體系為出發點，并結合現代心理學理論，探索將圖感教育應用于工程圖學課程教學中，力求既能實現培養學生的制圖基本技能和空間想象力的目標，又能培養和開發學生的圖學思維能力，還能培養學生嚴謹細致的作風。研究內容主要包括以下四個部分。

1.課程教學內容體系改革與實踐

在課程教學內容上要減少畫法幾何內容學時，降低難度，以圖解法為例，去除投影變換等內容。課程教學內容要以物體三面投影的感性認識為先導，從體的角度切入教學，把軸測投影作為學習正投影的工具，加大軸測投影的學時。同時，內容要以組合體為重點，使形體分析法成為圖形思維的基本模式。教師要增加草圖繪制練習，訓練學生快速三維形體繪制的能力，增加圖形展開內容以增強學生的動手能力。

2.課程教學模式改革與實踐

在探索工程圖學的有效教學方法，從心理學的角度在對圖感因素進行深層次分析和認知的基礎上，研究豐富了圖感的概念及其本質特性。研究結合教學工作實際探索了圖感培養的方法，以期創造更加符合認知規律的教學模式，更好地提高學生的圖學認知水平和圖學思維能力。

3.課程考核模式改革與實踐

教師要改進課后作業方式，以多種方式考核平時成績，如構型設計、草圖快速繪制、模型制作等；要加強教學過程管理，增加期中考試等階段性考核方式，提高相關專業人才培養質量。

4.課程資源建設理論與實踐

依托現代教育技術，教師要積極開展課程教學資源建設，加強網絡課程建設和教學團隊建設。

（二）改革措施

1.改革課程體系和教學內容

工程圖學課程教學內容要能夠及時反映本學科領域的最新科研成果，要廣泛吸收先進的教學經驗，積極整合優秀教改成果。教師可以通過調整、壓縮理論課時，增加實踐教學內容。調整課程體系能加強實踐教學的力度，形成完善的理論教學和實踐教學體系，并構建合理的課程體系，使工程圖學課程能為學生提供豐富的實踐素材。

2.加強教師隊伍建設

師資隊伍決定著高校的辦學水平，是提高本科教學質量的關鍵因素，也是影響課程建設的最直接因素。工程圖學師資隊伍是工程圖學課程建設能否快速發展和實現改革目標的根本力量。學校把提高教學水平、學術水平和創新能力作為此項工作的核心，以培養出校內的知名教授、知名大師為目標。學校結合教師勝任力提升計劃，實施團隊“名師工程”，促進團隊教師教學水平、學術水平和創新能力的提升。學校也加大了人才引進力度，要引進2～4名優秀博士、碩士畢業生以充實到師資隊伍中去。學校通過教師培訓、進修和校外交流等途徑，鼓勵教師參加各種科研、教研交流活動，全面提高教師教學科研水平。

3.加強教學資源建設

工程圖學課程教材應是系列化的優秀教材，包括《畫法幾何》《工程制圖》《工程制圖與計算機繪圖》等。學校可以選用國家級優秀教材和國外高水平原版教材，同時積極鼓勵依托自身力量建設一體化設計、多種媒體有機結合的立體化教材，重點抓好《工程圖學概論（土木、水利類）》等精品課程的建設；基于現代化教學手段，積極發展網絡、多媒體等現代化輔助教學技術，在《工程圖學概論（土木、水利類）》等課程教學中實現全方位的在線教育。

4.加強實踐教學環節

為了使課程實踐性教學環節取得實效，在日常教學中，教師可以根據課程特色強化實踐教學環節，增加設計性、綜合性、創新性實踐環節。教師要結合課程的要求，設計出案例分析、模型設計等教學活動，以培養學生的實踐動手能力和發現問題、分析問題、解決問題的能力。教師要鼓勵學生參加各級大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽，以培養學生的創新精神和實踐能力。endprint

5.健全教學管理體系

學校要嚴格管理教學過程，在教學任務下達、教學大綱制定、課程變動審批、教學檢查等環節注重全過程的考核管理。

嚴格執行教學任務的下達和落實。每學期下達教學任務，教研室張榜公布，教師填報志愿，教學團隊協調平衡，學院復審把關，要使各項教學任務落到實處，使每個教師都能發揮各自特長。

嚴格執行課程教學大綱和授課計劃。學校要與時俱進改革課程教學大綱和教學內容，建立更加符合社會需求，更加注重能力培養的教學大綱，并且嚴格執行。開學初提交授課計劃時，教研室主任和教學院長兩級嚴格把關，任課教師不得擅自縮減大綱規定的內容。

嚴格執行三階段教學檢查制度。根據教評中心的安排，每學期要認真開展期初、期中、期末三階段教學檢查，以便對教學過程進行監控。檢查步驟是按照檢查內容由教研室自查、自評，學院進行復查，學校進行抽查。檢查內容包括備課、講課、作業、教學法、調課、教書育人等方面。

三、實踐效果

（一）發揮平臺引領，全面提升教學團隊建設

課程建設的成功取決于教學團隊建設的推動，因此，在工程圖學課程教學改革項目實施過程中，研究要十分重視教學團隊的梯隊建設和平臺建設。研究建立了“團隊帶頭人—課程負責人—主講教師”三級崗位分工協調制度，以明確職能定位和責任。在課程教學改革項目的開展過程中，教師要圍繞面向卓越計劃的復合型、應用型人才培養目標，探索課程建設、教學方法改革、教學模式創新等重大問題，打造體現復合型、應用型人才培養特點的“教學模式改革與創新引領平臺”。以平臺建設為基礎，通過開展教學模式改革的學術研討會和精品課程建設等方式，深入研究課程教學改革的內容體系、實踐教學改革等問題，最終形成工程圖學課程改革的系列研究報告和教學研究論文，逐步組建能夠彰顯本校特點和學科優勢的課程教學團隊，形成學校工程圖學課程教學團隊的鮮明特色。

2014年，工程圖學（土木、水利類）課程教學團隊、工程圖學概論（土木、水利類）精品資源共享課程先后獲得學校立項建設。教學團隊以課程建設為平臺，在多年的教學改革與實踐中自然形成了老中青相結合、職稱和學歷結構合理的教學團隊，在課程建設、教學資源開發等方面取得了一些比較好的成績。工程圖學（土木、水利類）課程教學團隊是一支結構（年齡結構、職稱結構、學歷結構，合理、數量合理、群體優化、質量優良、年富力強、業務素質高、事業心強、熱愛工程圖學課程教學和勇于改革創新的教學團隊，已經成為學校土木、水利類工科專業本科教學的中堅力量。

通過以課程建設帶團隊建設、以團隊建設促課程建設，工程圖學課程教學團隊成果突出，近兩年團隊成員中有1名教師博士畢業，有1名教師考取博士研究生，并引進教師2人。目前，工程圖學（土木、水利類）課程教學團隊中有教授2人，副教授5人，其中，博士生導師2人，碩士生導師3人。

（二）更新教育理念，積極開展課程教學改革

在工程圖學課程教學改革實施過程中，教學團隊重視探索多元化的生動有效的教學方式，建立涵蓋教學計劃、課程與教材開發等全方位的課程建設體系，在教學內容、課程模塊、教學方法、考核模式等方面制定一系列的改革措施，強化教材建設、網絡教學、實踐環節在人才培養中的保障力度。

在課程體系設計上，調整課堂理論學時與課下實踐學時設置的比例，結合不同專業需求，調整課程學時設置及教學內容。在教學內容設計上，將最新工程圖學領域的新成果、新技術充實到課程教學中，既讓學生掌握圖學基礎理論，又能讓他們及時了解國內外的最新前沿。在教材建設和課程教學資源建設上，積極推進紙質資源和網絡資源的一體化體系建設，及時更新、充實課程資源與信息，包括教材、多媒體課件、學生優秀作業、教學錄像、試題庫等課程教學資源。在教學過程中，要注重擴大學生的基礎知識面，任課教師在教學案例選擇上，既要將重點放在水利、土木、地質、道橋、環境等特色專業上，又要覆蓋其他不同的專業類型。在教學方法與考核方式上，依據建構主義理論，結合互動式教學、參與式教學、體驗式教學、探究式教學的精神，積極開展包括技能型作業設計、能力型過程化考核等內容的課程教學模式和考核模式探索。

同時，工程圖學課程教學團隊十分重視精品資源共享課程建設，通過及時豐富課程內容，整理相關講座及課程錄像的音頻、視頻資料，將教學大綱、授課計劃、教學課件、教案、案例及習題放到網絡平臺上，增強課程的傳播能力。此外，教學團隊還開通了“NCWU工程制圖”微信公眾號，利用現代信息技術搭建師生教學互動平臺，方便課程教學資源信息發布和師生交流。針對學校的開放活校戰略，課程教學團隊還積極開設了工程制圖與計算機繪圖雙語教學課程。

（三）注重過程管理，推進課程考核模式創新

課程考核是教學過程的重要環節，沒有嚴格、有效的考核體系，很難達到預期的學習目標。課程的考核內容和方式往往決定學生學習的方向和態度，為了科學、全面地考核學生的綜合能力，尤其是工程實踐能力和創新能力，在工程圖學課程教學改革項目的探索過程中，研究基于成果導向教育模式，提出了一套可以科學、全面評價學生學習成效的考核體系。新的考核體系采用多元化考核方式，包括過程考核、理論知識考核、實踐能力考核和創新能力考核四部分，將考核貫穿于課程的整個學習過程。新的考核尊重學生興趣、激發學生自信，可以有效促進學生對課程知識的建構，激發學生學習的積極性、主動性，同時注重對學生創新意識與工程實踐能力的培養和評價。

要改進課后作業方式，以多種方式考核平時成績，如構型設計，草圖快速繪制，模型制作等；增加期中考試等階段性考核方式，加強教學過程管理，強化學生的圖學素養教育，更好地提高學生的圖學文化水平和圖學思維能力。通過加強過程教學、網絡教學和多元化考核方式，學校工程圖學課程教學效果突出，土木、水利類專業學生學業水平明顯提高，并且他們在模型制作、制圖大作業等實踐能力考核過程中，均表現出了很好的自主創新意識、工程意識和表達能力。

四、小結

研究以“工程圖學課程教學改革”為主題，從培養創新型人才的角度，通過對課程教學特點和教學方法的論證，通過對教學內容、教學方法、教學管理等方面的改革和完善，將最新的教育理念與教學方法引入課程改革中，以期為同類課程教學改革提供參考。

一是從教學內容角度出發，調整工程圖學課程內容體系，創新人才培養模式，注重復合型、創新型人才培養，及時將改革成果進行總結和凝練，統編教材《土木工程制圖》將由科學出版社公開出版發行。

二是從教學方法出發，開展以學生為本的自主型交互式工程圖學課程教學模式改革，依托現代教育技術，完成校級精品資源課程建設，開通“NCWU工程制圖”微信公眾號，實現網上教學和答疑。

三是推進多模塊、全過程課程考核模式的完善與創新，增加期中考試環節，總評成績由平時、課堂作業、期中考試和期末考試組成。基于成果導向教育模式，加強教學全過程管理，提高學校相關專業人才的培養質量。

四是開展工程圖學課程實踐教學環節的研究，注重探討課程實踐教學的新方法和新做法，重點增加制圖大作業學生互評、團隊協作等內容，強化對學生的圖學素養教育，提升學生的讀圖繪圖能力和工程實踐能力。

工程圖學課程教學改革研究與實踐是對新形勢下構建工科專業人才培養新體系、貫徹以人為本教育新理念的探索，將對工科專業如何適應行業發展變化、工程圖學教育如何適應工程教育發展變化提供一定的借鑒。

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責編：清 歡endprint