面向自主學習能力培養的“工程制圖”教學改革

蘇文桂，盧煜海，李 競

（廣西大學 機械工程學院，廣西 南寧 530004）

0 引言

“工程制圖”的工科課程是研究工程圖樣與產品表達和交流學科，以投影理論和國家標準為基礎，旨在培養學生的空間邏輯思維能力和形象思維能力、工程素養和創新意識，是工科學生必修的核心技術課程。從教學實踐看，傳統的工程制圖課程教學沒有從本質上突破以教師和課堂為中心，單向傳授理論知識為主的教學模式，學生在學習過程中過分依賴老師，主動性欠缺，處于被動、機械的學習狀態。在傳統的教育模式的框架內的教育和學習模式不能達到以知識創新為需求的社會發展要求。

隨著科技和互聯網時代的發展，新的理論和技術不斷涌現，教育和學習的過程變得更具挑戰性，需要學習者具備自主學習能力，成為終身學習者，將學習納入自己的生活中，能夠對日常工作和生活中遇到的問題自己尋找解決辦法。因此，作為大一新生的重要的技術基礎課程，在工程制圖教學中探索有效的教學模式，提高學生的自主學習、終身學習能力具有重大的現實意義。

1 構建以學生為中心的教學理念

現代教學理念主張學生是教學活動的主體，教學應著重培養學生的自學能力、創新意識和科研能力。傳統的工程制圖課程教學以教師為主體，教學沿著“課堂講授—課后作業—期末考核”為主線展開，教學活動缺乏反饋環節，教學沒有獲得高的知識保留率，學生學習考試結束后很快就忘記了。因此工程制圖課程教學不僅需要在教學過程中把知識傳授給學生，更重要的是要教會學生如何學習。

面向自主學習能力培養的教學改革把“立德樹人”作為教育的根本任務，以打造滿足“兩性一度”（高階性、創新性、挑戰度）要求的高品質課程為導向，以提高學生自主學習能力為核心，促進互聯網、大數據、虛擬現實等現代信息技術與課堂教學深度融合，將線上優質教學資源引入課程教學，將教學活動延伸到課前和課后。充分發揮教師的示范引領作用，實現以教為主向以學為主轉變、以課堂教學為主向課內外結合轉變、以結果評價為主向結果過程評價結合轉變[1]，在潛移默化中實現知識傳授與價值引領的有機統一。

2 “六維一中心”的教學改革與實踐

自主學習是指學習者在有或沒有他人幫助的情況下，主動診斷自己的學習需求，制定學習目標，確定可用的學習資源，選擇和實施適當的學習策略，以及評估學習效果[2]。針對自主學習的自立、自為、自律的三個特征，提出以激發學習動機為出發點、以提高學習建構能力為核心、以提升創新意識為目標的“六維一中心”的教學模式（圖1）。

圖1 “六維一中心”教學模式

2.1 教師角色轉換

教師是整個教學活動按質按量開展的關鍵，以學生為中心的課程教學圍繞學生開展改變了以教師為中心“滿堂灌”的教學模式。教師在教學過程中的角色由“主角”變為“導演”。這就要求教師具備更高的知識儲備和教學技能，從“如何學”出發，合理利用各種教學資源激發學生的學習興趣，運用先進的“互聯網+教育”技術設計和引導學生主動參與教學活動，充分調動學生學習的自主性。

2.2 激發學習動機

學習動機是指引發與維持學生的學習行為的內在動力，并使之指向一定學業目標的一種動力傾向。培養學生的自主學習能力首先要激發學生的學習動機。在課堂導入環節，用生動簡潔的語言幫助學生弄明白課程學習的意義，擔負的責任和要完成的使命。通過講解中國制造2025、大國工匠等生動的案例提高學生的民族自豪感和使命感，把學習與社會發展緊密聯系起來，產生學習的內驅力，提高學習的主動性。采用趣味活潑的空間思維訓練題引發學生的好奇心和求知欲，體會到學習所帶來的樂趣，提高對課程內容的興趣，培養學習的自覺性和積極性。

2.3 優化專業課程內容，開發一流課程資源

工程制圖課程主要面向大學一年級新生開設，學生基礎不一，天賦不同，個體存在差異。為了適應不同層次學生的學習需要，進行差異化教學，重構工程制圖課程專業知識點。

圍繞“金課”的創新性要求，注重學科前沿發展，將最新的研究成果和實踐領域的熱點納入課程教學內容。優化和豐富教學內容，突出教學重點和特色。根據教學大綱結合專業特點，對工程制圖中的相關理論知識進行精簡，對教學內容進行二次整合，將課程各章節的教學重難點進行整理，拆解知識點，對教學內容進行適度增刪、調整以適應分層次教學。精選優質慕課資源，對于一般的知識點，利用慕課平臺進行講授，對于“高階”的知識點，利用線下教學中課堂分組討論，啟發式引導等方式教學，體現課程的“高階”性。針對《工程制圖》課程抽象性特點，開發在線教學資源，搭建數字化資源庫，以滿足學生自主學習需求。

2.4 創新教學模式，重塑教學流程，注重德育滲透，強化“自主學習”能力的培養

在優化教學內容的基礎上，創新教學模式。采用線上+線下的混合式教學方法推動學生自主學習。教學過程局限不再于課堂教學這一個環節，而是圍繞學生課前、課中和課后三個階段學習活動而進行整合設計，利用教學工具增加反饋環節，使教學活動形成閉環，教學流程如圖2所示。

圖2 混合式教學設計

將基礎理論的內容主要放在線上教學，線下面對面教學主要進行知識的總結、拓展和綜合能力的鍛煉、提升，注重知識和能力的培養，培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維，把網絡線上課堂和傳統線下面授課堂的優勢進行結合，打造有“挑戰度”的課程。利用混合式教學[3]強化學生德育培養，在教會學生學習的同時培養學生正確的人生觀和世界觀，激發學生的責任感，培養學習的自律性。

（1）課前教師發布學習任務，學生自主進行MOOC學習，完成相關作業測試或主題討論。MOOC內容短而精，利用碎片化學習時間，不增加學生學習負擔。對于自主學習過程中的難點，學生可以通過教學工具里進行反饋，教師對學生的測試結果、主題討論、知識難點進行分析、匯總。

（2）根據線上的各種統計數據，教師可以了解學生對知識點的掌握情況進行個性化教學。課中教師針對性地設計教學內容，注重知識點的延伸講解和知識面的拓展，對學生的共性問題進行研討及差異化指導。教學形式也應體現“創新性”，課堂授課形式進行先進性與互動性探索，采取生講生評、以練代講、案例點評、研討辯論、項目探究、邊講邊練、教師導演學生串演、平行互動、邊做邊評等多種多樣的教學新形式。

（3）課堂結束后教師布置作業、課后測試內容和發送反饋調研表，鼓勵學生在討論區里積極留言，教師可以通過教學工具APP對任務和評價結果進行大數據分析，準確地把握學生的興趣、掌握程度和問題趨向，有利于進行個性化教學。同時建立課程QQ群，加強課前課后教師與學生之間的聯系，學生在學習中遇到的問題可以在Q群中進行討論，進行互助學習。

2.5 建立多元考核評價機制，激勵學生自主學習

為了避免學生平時不學習，考前臨時報佛腳突擊通過期末考試，將思政考核、學習過程性考核和期末終結性考核納入考核體系。降低最終卷面成績所占比重，強化自主學習與協作學習過程中的表現，并采取多元化評價機制，定量評價與定性評價相結合。教學互動記入學生成績，對于線上學習情況的考核，教學平臺能夠實現對每位學生出勤率、在線學習時長、線上測試結果、線上作業完成情況、線上互動情況等的自動追蹤，實現定量考核。線下教學評價通過學生、課前演講、階段測試、課堂作業、課堂表現等常規渠道獲得。為了提高學生學習成就感，采用教師評價與學生自評、學生互評相結合實現定性考核，促使學生學習主動性和自律性的提高。

2.6 創新教育形態，在技術層面對教學方式進行改革

隨著互聯網的技術發展和網民上網習慣的變化，移動學習、微學習等新的學習方式正滲透進大學生日常生活，選擇以微信推送方式為基礎的智慧教學工具如幕課堂、雨課堂等為混合式教學的主要教學工具，實現課前預習任務單及課后習題測試的推送、師生實時互動及學習數據統計。通過學習大數據分析，精準了解學生學習動態，使個性化教學成為可能。

促進計算機科學技術與圖學課程深度融合。采用VR技術結合AR創造沉浸式教學體驗。教學采用自主編寫的融合VR技術的新形體圖學教材，逼真的展示三維立體，學生的學習不再單純依賴老師，可以根據自身需要對知識進行整合和同化。同時在課程中引入虛擬教學，加強學生實踐環節的培養，學習不再局限于實驗室，可以隨時隨地在虛擬實驗室中自己動手操作儀器實現零件拆裝，可激發學生的主觀能動性。

2.7 以賽促課、課賽融合

工程制圖課程既有系統理論又有較強的實踐性，培養學生動手能力、實踐能力和工程素質。創新項目、各類學科競賽是激發學生學習動力，提高創新能力和實踐能力的重要手段。通過建立有效的激勵機制及考核制度，組織學生參與國家、自治區創新項目、機械設計創新大賽、先進成圖大賽等。學生在項目設計和實施過程中，充分發揮了學生的自主意識，促進知識內化，提高學習的積極性和主動性。

3 結論

本文針對當前“工程制圖”課程教學存在的主要問題，將先進的教育理念植入課程，以學生為中心，拓展課堂，拓寬渠道，構建多維教學模式。利用先進的信息技術及各種教學平臺，在課程內容、教學方式、考核評價方式等進行了教學改革。經過兩年在機械類學生制圖課程中的教學實踐，學生學習的主動性得到有效增強，科學思維能力、制圖技能和分析解決問題的能力得到了提高。