PBL教學法在工程制圖中的實踐與探索

劉陽 王娜 張聞雷 陳亞哲

摘 要：近年來，在工程制圖的教學方法上不斷的改革，都是在改變教師的教學手段。PBL教學法以問題為基礎，強調以學生的主動學習為主。將PBL教學法引入到“工程制圖”課程教學中，針對“制圖的基本知識”教學內容，通過“組建小組、提出問題、分析解決、實施應用、評估檢測”教學步驟，有效地提高了學生們的學習興趣、主動性和學習效率，從而提升了學生們在日后學習工作的創新能力。

關鍵詞：PBL教學法; 工程制圖; 實踐應用; 學習興趣; 主動性; 創新能力

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? 文章編號：1006-3315（2021）2-159-002

工程制圖是工科學生必修的一門技術基礎課，擔負著工科學生對設計對象進行表達和空間形象思維能力的培養任務[1]。眾所周知，工程圖樣是工程領域交流、傳遞技術信息的媒介和工具，是工程界通用的技術語言，作為工科學生必須掌握這種語言?！豆こ讨茍D》不僅包含投影理論、制圖標準、機械圖和成圖技法等理論性的內容，還涉及零件測繪、課程設計及計算機繪圖等需要很強動手能力的實驗課程。對剛進入大學的一年級新生來講，更是極具有挑戰性的。

近幾年，在工程制圖的教學方法上不斷的改革，都是在改變教師的教學手段，如計算機教學，多媒體教學等，教師仍然在教學的過程中占據著主導地位，學生們還是作為從屬的地位，被動地接受教師提供的知識信息。將PBL（Problem-Based Learning）教學法引入到工程制圖的教學中，有助于幫助學生由被動學習轉化為主動學習，學生們在解決問題的過程中學習和掌握知識。

1.PBL教學法

PBL是以問題為導向的一種教學方法，是基于現實世界的以學生為中心的教育方式[2，3]。1969年由美國的神經病學教授Barrows在加拿大的麥克馬斯特大學首創。源于醫學課程要求學生記憶大量的知識點，并將知識點應用到臨床工作，教授Barrows在課堂設計中打破了傳統的單向傳授知識的教學方式，要求學生在研究臨床病例中自己提出恰當的問題，通過學習知識不斷擬定和完善解決的方案，如圖1所示。

在PBL過程中，學生以小組為單位進行學習，研究及討論教師提出的問題、或是學生自己擬定的問題[4，5]。針對需要解決的問題，尋找各方面的知識，理論及方法，然后進行實施以到達在問題解決的同時，獲得專業知識的學習及掌握。教師則從神圣的講壇走到學生中去，在學生們遇到問題時進行有效地啟發和引導，以達到問題的順利解決。

目前PBL已經成為國際上較流行的一種教學方法[6-8]。PBL強調以學生的主動學習為主，而不是傳統教學中的以教師講授為主;PBL將學習與任務或問題掛鉤，使學生投入于問題中;它設計真實性任務，強調把學習設置到復雜的、有意義的問題情景中，通過學習者的自主探究和合作來解決問題，從而學習隱含在問題背后的科學知識，形成解決問題的技能和自主學習的能力。

2.PBL在工程制圖中的應用實踐

2.1教學實踐

“工程制圖”課程的內容是十分適合于采用PBL教學方法的，如“制圖的基本知識”“機件表達方法”“連接件”及“常用件”等所涉及的內容與實踐緊密結合，教師設置實際的學習問題和任務，學生可以通過小組學習討論的模式尋找問題的答案，從而學生們達到掌握相應的知識點學習的目的。本次教學實踐以“制圖基本知識”為例，介紹PBL教學法的具體實施步驟。

2.1.1組建小組。本課程實驗班人數88人，3個自然班，設定每組5-6人，要求自由組合成組，共組建15組，每組成員自己選定組長。成組后，發現學生們自發地以寢室為單位成組，這樣不僅方便利用時間、空間進行討論學習，而且減少了組員間的磨合時間，可以更加融洽地展開小組學習。因為在小組學習的過程中，小組成員要進行分工與合作，共同完成學習任務，所以組員間的和睦關系對小組學習是十分重要的。

2.1.2提出問題。課前，此次教學實踐的內容在提前一周告知學生，發布小組學習內容《工程制圖》中制圖基本知識的章節，及學習中國大學慕課（MOOC）畫法幾何及機械制圖課程的鏈接，要求完成的任務：（1）學生完成慕課堂平臺上的相應練習;（2）15分鐘的PPT講解制圖基本知識的內容。

2.1.3分析解決。課上，同學以小組的單位，為每組提供3個小木模，如圖2、3、4所示，要求每組針對一個模型給出2種視圖表達方案，在畫圖的過程中，遵循制圖的基本知識章節中涉及的線型要求，完成木模的三視圖的繪制。在小組討論中，教師不是處在指導地位，而是在小組討論過程中遇到瓶頸時，進行引導和推進。同學們討論的內容有：在模型中，都有孔、槽的結構，線型的選擇。在確定表達方案的過程中，同學們討論的結果是：1.木模要平穩放置，這樣在投影面上得到更多的木模形狀的真實信息;2.在選擇投影方向時，盡量避開虛線;3.在教師的引導下，得出在投影方向選擇時，盡量在主視圖反映更多的結構信息。

2.1.4實施應用。課中，小組成員意見達成一致后，開始分配任務，每位組員完成一個模型視圖的表達。如圖5、6、7所示同一個模型不同的投影方向的視圖，由于課上時間的限制，沒有要求學生們進行尺寸標注。完成各自的繪圖后，小組成員相互之間進行檢查、修改，從而達到學習對基本作圖知識內容掌握。

2.1.5評估檢測。對15分鐘的PPT講解制圖基本知識的內容進行考核。由于時間的限制，現場抽簽決定3個小組進行課上同大家分享。小組自行決定是多人講解或是一人進行講解，結果有2組是全員參與，每個組員講解一部分內容。每組結束內容的講解后，同學們都給予熱烈的掌聲。最后，教師對制圖基本知識的章節知識點進行總結，就學生們沒有涉及的知識點詳細進行講解，比如在機械圖中粗實線與細實線的線寬比是2：1;在粗實線圖線的繪制中，鉛筆的具體削制方法;在圖線描深的過程中，曲線與直線連接處的畫法。

2.2課程實踐后反思

（1）這次PBL的教學實踐，課前小組對“制圖基本知識”內容的學習，通過模型繪制及課上同學PPT講解，學生們對制圖基本知識的內容掌握比較深刻，扎實。這源于學生們在聽其他同學講解的同時，也是在認證自己對此章節內容的理解，而聽教師授課的過程中，只是接受知識，沒有積極主動地去思考學習的內容。在PPT講解的過程中，學生們還設計了互動的環節，課上進行了提問，這更增加了學習的趣味性，課堂氣氛異?；钴S。另外，學生們通過這次PBL的教學實踐，提升了對《工程制圖》這門課的興趣，課后學生們都在期待下次的PBL的教學實踐。

（2）課后，與學生交流了解到學生們第一次接觸PPT的制作，但是同學們通過網上進行自主地學習，課上分享時，PPT制作得相當專業，不僅有詳盡知識點的描述，而且在PPT頁面的切換及內容的顯示都增加了動畫效果。這也是PBL的一次很好地實踐，發現問題，尋找資源，自行學習，從而解決問題。

（3）教師在PBL課程實踐中，起到促進學生學習的作用，走到學生中去，而不是像在傳統的教學模式中做課堂的主人。在學生們遇到問題求而不解時再進行推進性的指導，這樣增加了學生們的探索問題的興趣。另外，教師應對學生進行激勵，對學生的見解和結論予以肯定及鼓勵，可以分發一些小糖果拉近與學生之間的距離。

3.結論

通過將PBL的教學法應用到工程制圖的教學實踐，能夠有效地提高了學生們對工程制圖教學內容的掌握及學生們對工程制圖的興趣，促進了學生們自我發現問題、利用多種學習途徑解決問題的能力，增強了學生間的團隊合作意識，從而提升了學生們在日后學習工作的創新能力。

參考文獻：

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