“大學(xué)有效教學(xué)”視角下少學(xué)時工程制圖課程逆向教學(xué)研究

摘 要：針對少學(xué)時工程制圖教學(xué)過程中存在的問題，采用逆向教學(xué)模式。根據(jù)專業(yè)要求和人才培養(yǎng)方案制定少學(xué)時工程制圖課程學(xué)習(xí)目標(biāo);以學(xué)生為“顧客”分析學(xué)生專業(yè)背景與學(xué)習(xí)目標(biāo)的差距以及達(dá)到目標(biāo)的證據(jù);制定全面且合理的目標(biāo)證據(jù)教學(xué)評價方法;根據(jù)達(dá)成目標(biāo)證據(jù)及教學(xué)評價的需要設(shè)計少學(xué)時工程制圖的教學(xué)活動，實(shí)現(xiàn)了少學(xué)時工程制圖課程的有效教學(xué)。

關(guān)鍵詞：大學(xué)有效教學(xué);少學(xué)時工程制圖;逆向教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號：G641 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract：Aiming at the problems existing in the teaching of engineering drawing in less teaching hours，the reverse teaching mode is adopted.According to the professional requirements and talent training plan，formulate the learning objectives of less class hour engineering drawing course;Taking students as "customers" to analyze students' professional background，gap with learning objectives and evidence of achieving objectives;Formulate a comprehensive and reasonable target evidence evaluation method;According to the needs of achieving the target evidence and teaching evaluation，the teaching activities of engineering drawing are designed to realize the effective teaching of engineering drawing course with less teaching hours.

Keywords：University effective teaching;less teaching hours of engineering drawing;reverse teaching;teaching reform

1 概述

工程圖是工程師的語言，很多學(xué)科專業(yè)都將少學(xué)時工程制圖課程作為工程基礎(chǔ)課程，在專業(yè)課程體系中有著重要地位。由于不同專業(yè)少學(xué)時工程制圖的開設(shè)時間不同、學(xué)生學(xué)科背景不同、專業(yè)要求不同等情況，如何上好這門課實(shí)現(xiàn)大學(xué)有效教學(xué)是非常值得關(guān)注的問題。同時少學(xué)時工程制圖由于學(xué)時較短，如何在較短的學(xué)時內(nèi)完成工程制圖所有的教學(xué)內(nèi)容，也是少學(xué)時工程制圖教學(xué)中存在的問題。近年來，在中國圖學(xué)學(xué)會、各級教育主管部門的指導(dǎo)下，全國高校積極開展少學(xué)時工程制圖的教學(xué)改革，一些新的教學(xué)模式和方法，例如案例教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、智慧課堂等被用于工程制圖教學(xué)實(shí)踐中。

少學(xué)時工程制圖的教學(xué)內(nèi)容從畫法幾何的點(diǎn)、線、面、基本體、組合體開始，到機(jī)械制圖的標(biāo)準(zhǔn)件與常用件、零件圖、裝配圖[1]，教學(xué)方式采用多媒體與板書結(jié)合的形式多年來基本沒有變化。對不同專業(yè)教授相同的內(nèi)容，未考慮學(xué)生專業(yè)背景，使得學(xué)生缺少與專業(yè)相關(guān)制圖知識的學(xué)習(xí)，例如化學(xué)工程與工藝專業(yè)的化工流程圖、電子信息工程專業(yè)的電氣原理圖等，無法實(shí)現(xiàn)大學(xué)有效教學(xué)。

同時，在少學(xué)時工程制圖課程教學(xué)活動中，教師是教學(xué)活動的主體，學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài)，難以有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，沒有充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，與高等教育培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)素養(yǎng)的教育理念相違背。此外，在教學(xué)過程中存在學(xué)生與教師脫離的現(xiàn)象，這直接影響著人才培養(yǎng)質(zhì)量，因此少學(xué)時工程制圖的教學(xué)急需改革。

2 逆向教學(xué)

在2000年，美國教育學(xué)專家Wiggins和McTighe提出逆向教學(xué)課程設(shè)計理念[3]，并致力于推動逆向教學(xué)理念發(fā)展和應(yīng)用，取得了很大反響。他們?yōu)榱烁倪M(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，在課程教學(xué)設(shè)計中采用與傳統(tǒng)相反的方法，通過逆向教學(xué)讓學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)對所學(xué)知識的掌握和理解[4-5]。明確預(yù)期的結(jié)果→確定預(yù)期結(jié)果達(dá)到的證據(jù)→安排學(xué)習(xí)和教學(xué)活動，這是逆向教學(xué)的課程設(shè)計過程。逆向教學(xué)過程與傳統(tǒng)的正向教學(xué)過程即：學(xué)習(xí)目標(biāo)→教學(xué)活動→教學(xué)評價相反[6-8]。逆向教學(xué)設(shè)計從“終點(diǎn)”出發(fā)開始設(shè)計教學(xué)活動，在明確教學(xué)目標(biāo)后，確定教學(xué)目標(biāo)評價方法，最后再設(shè)計教學(xué)活動形式和教學(xué)內(nèi)容，因此，逆向教學(xué)設(shè)計被認(rèn)為是一種比傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計方法更有目的性的課程設(shè)計方法。逆向教學(xué)的教學(xué)設(shè)計過程是我們現(xiàn)在正提倡的一種基于標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)設(shè)計方法，根據(jù)制定的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逆向思考，設(shè)計教學(xué)活動達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。

逆向教學(xué)要求教學(xué)評價先于教學(xué)活動，表明教學(xué)評價在逆向教學(xué)活動中有很重要的地位[9-10]。教學(xué)目標(biāo)制定后，了解學(xué)生已掌握的知識和目標(biāo)的差距，是逆向教學(xué)過程中的重要問題。教學(xué)目標(biāo)評價先于教學(xué)活動需要明確教學(xué)目標(biāo)達(dá)成證據(jù)，教學(xué)目標(biāo)達(dá)成證據(jù)確定后，判斷學(xué)生已有學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和目標(biāo)的距離，設(shè)計教學(xué)活動滿足證據(jù)的需要，使教學(xué)成為發(fā)現(xiàn)證據(jù)的過程[11]。“解決問題”是逆向教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，將教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)活動放在最后，通過“評價先行”的方式提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主性，實(shí)現(xiàn)了“少教多練”，對實(shí)現(xiàn)少學(xué)時工程制圖的有效教學(xué)有重要意義。

3 逆向教學(xué)實(shí)踐與應(yīng)用

以化學(xué)工程與工藝專業(yè)為研究對象，通過分析化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案，掌握工程制圖在化工專業(yè)人才培養(yǎng)中的作用以及對畢業(yè)要求的支撐，確定課程學(xué)習(xí)目標(biāo);分析學(xué)生專業(yè)背景，了解與學(xué)習(xí)目標(biāo)的差距;通過企業(yè)調(diào)研，確定學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成證據(jù);制定全面且合理的目標(biāo)證據(jù)評價方法;根據(jù)達(dá)成目標(biāo)證據(jù)及教學(xué)評價的需要設(shè)計工程制圖的教學(xué)活動，通過開展逆向教學(xué)活動實(shí)現(xiàn)少學(xué)時工程制圖的有效教學(xué)。

3.1 分析人才培養(yǎng)方案，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

通過分析化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)生需要掌握對化工新過程進(jìn)行開發(fā)設(shè)計和新產(chǎn)品進(jìn)行研制的基本能力，能夠使用現(xiàn)代工程工具解決復(fù)雜化工問題。

通過上述分析無論是專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)還是畢業(yè)要求所具備的指標(biāo)點(diǎn)都需要工程制圖支撐。化學(xué)工程與工藝專業(yè)的工程制圖不僅要掌握基本的制圖基礎(chǔ)知識和規(guī)范，還要掌握與化學(xué)工程與工藝專業(yè)相關(guān)的專業(yè)制圖知識及畫法，例如：化工設(shè)備圖的繪制、化工工藝流程設(shè)計圖繪制、化工設(shè)備布置圖繪制的教學(xué)內(nèi)容，同時在教學(xué)時對化工設(shè)備的焊縫結(jié)構(gòu)、連接與密封結(jié)構(gòu)等常見化工設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)做重點(diǎn)介紹。通過分析化學(xué)工程與工藝的人才培養(yǎng)方案，明確了少學(xué)時工程制圖的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3.2 分析學(xué)生專業(yè)背景，了解與學(xué)習(xí)目標(biāo)的差距

學(xué)生作為單一個體，其素質(zhì)差別較大，如何確定學(xué)生與課程學(xué)習(xí)目標(biāo)的差距是個難題。課程學(xué)習(xí)目標(biāo)的差距主要包括三部分內(nèi)容：學(xué)生已經(jīng)知道什么？還需要知道什么？怎樣才能最有效地學(xué)會？通過將課程學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行分解，比較多數(shù)學(xué)生背景與課程學(xué)習(xí)目標(biāo)各部分差距，并找到彌補(bǔ)差距最有效的教學(xué)方法和證據(jù)。

化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)之前具備基本掌握三視圖的概念，能看懂簡單的三視圖，但是對于復(fù)雜產(chǎn)品的看圖與繪圖、視圖常用的表達(dá)方法、典型化工設(shè)備的繪圖與看圖、化工工藝流程設(shè)計還有差距。所以，要通過少學(xué)時工程制圖的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握該部分內(nèi)容。

3.3 企業(yè)調(diào)研，確定學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成證據(jù)

通過深入化工企業(yè)，調(diào)研化工設(shè)備、工藝流程設(shè)計及工作中需要掌握的工程制圖知識等。通過調(diào)研化學(xué)工程與工藝學(xué)生要掌握工程制圖標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;能夠繪制常用化工設(shè)備例如：閥門、反應(yīng)釜、管路、法蘭等的工程圖;能夠設(shè)計繪制工藝流程圖;能夠設(shè)計繪制化工設(shè)備布置圖;需要掌握計算機(jī)繪圖軟件等。通過企業(yè)調(diào)研化工專業(yè)學(xué)生工程制圖學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成的證據(jù)是掌握制圖的基礎(chǔ)知識及最新制圖標(biāo)準(zhǔn)、能夠設(shè)計繪制典型化工設(shè)備圖、能夠設(shè)計繪制復(fù)雜化工工藝流程圖。

3.4 教學(xué)評價，確定教學(xué)目標(biāo)評價方法

教學(xué)評價主要是為了檢查學(xué)生知識掌握情況以及教師的教學(xué)效果。當(dāng)前，不同院校對少學(xué)時工程制圖課程的考核手段大同小異，從整體上看主要包括筆試與上機(jī)考試兩部分，這種評價方案只注重結(jié)果而忽略了學(xué)習(xí)過程及學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，使學(xué)生認(rèn)為只要課堂學(xué)習(xí)就能達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)，導(dǎo)致學(xué)生沒有熟練掌握化工設(shè)備圖、化工流程圖的畫法。此外，因?yàn)樽⒅毓P試考試成就忽略了手工繪圖、實(shí)踐等訓(xùn)練，造成考核結(jié)果存在片面化的情況。

在綜合分析當(dāng)前少學(xué)時工程制圖教學(xué)評價存在的問題，及開展逆向教學(xué)的要求，制訂了化學(xué)工程與工藝少學(xué)時工程制圖的教學(xué)評價方案。在筆試考核和上機(jī)考核的基礎(chǔ)上增加實(shí)踐教學(xué)考核及課程過程考核，實(shí)踐教學(xué)考核是讓學(xué)生根據(jù)某企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)流程繪制化工工藝流程圖、繪制典型化工設(shè)備圖及加工設(shè)備布置圖。通過實(shí)踐教學(xué)考核，學(xué)生不僅能夠了解化工企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程，還能讓學(xué)生掌握繪制化工圖紙的能力。課程過程考核是在課程教學(xué)過程中針對不同知識點(diǎn)，讓學(xué)生完成相應(yīng)圖紙的繪制，使圖紙繪制貫穿整個教學(xué)活動，是“少教多練”的又一重要體現(xiàn)。通過將筆試考核、上機(jī)考核、實(shí)踐教學(xué)考核與過程考核設(shè)置不同比例作為教學(xué)評價的最終結(jié)果，不僅使教學(xué)評價更加具體合理，而且使教學(xué)評價貫穿整個教學(xué)過程。

3.5 根據(jù)達(dá)成目標(biāo)證據(jù)及教學(xué)評價，安排教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動

3.5.1 教學(xué)內(nèi)容制定

根據(jù)達(dá)成目標(biāo)證據(jù)及教學(xué)評價方法，在化學(xué)工程與工藝專業(yè)少學(xué)時工程制圖的教學(xué)過程中講解工程制圖基礎(chǔ)知識及最新標(biāo)準(zhǔn);將投影基礎(chǔ)中直線求實(shí)長部分去掉;弱化截交線講解、刪去相貫線部分;在常用件與標(biāo)準(zhǔn)件章節(jié)增加法蘭、閥門內(nèi)容的講解，去掉齒輪、軸承、鍵連接、彈簧部分;增加工藝流程圖、化工設(shè)備布置圖部分的教學(xué)。增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠強(qiáng)化所學(xué)知識，增強(qiáng)學(xué)生繪制化工圖紙的能力，掌握最新的制圖標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

3.5.2 思政課程融入教學(xué)活動

在新時代背景下，少學(xué)時工程制圖的教學(xué)活動不僅要讓學(xué)生學(xué)會制圖技能、掌握制圖標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，還需要提升學(xué)生的思想政治水平。在教學(xué)過程中應(yīng)基于少學(xué)時工程制圖的特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容，針對性地提煉思政元素，如遵紀(jì)守法、刻苦耐勞、愛護(hù)公物、愛崗敬業(yè)等。在講授專業(yè)知識的同時，將思政元素貫穿于課堂活動，不僅讓學(xué)生掌握相應(yīng)的制圖知識，也可以提升學(xué)生的思想政治水平。例如在教學(xué)活動中，要求學(xué)生要按照最新的制圖標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)范繪圖，制圖標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是繪制圖形的依據(jù)，進(jìn)而延伸到每個人在社會上要遵守法紀(jì)法規(guī)，無規(guī)矩不成方圓，要做個遵紀(jì)守法的公民。制圖過程煩瑣且枯燥，很多學(xué)生有不耐煩的情緒，針對這種情況，告訴學(xué)生成功沒有捷徑，唯有刻苦、堅(jiān)持才能獲得成功。將課程思政貫穿于整個教學(xué)活動中，不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還轉(zhuǎn)變了目前傳統(tǒng)的教學(xué)模式，提升了教學(xué)的針對性和學(xué)生的綜合素養(yǎng)，對實(shí)現(xiàn)少學(xué)時工作制圖的有效教學(xué)有很大幫助。

3.5.3 信息化技術(shù)使用提升教學(xué)效果

教學(xué)形式是教學(xué)活動重要方面，關(guān)系到教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。當(dāng)前社會進(jìn)入信息智能時代，教學(xué)條件和環(huán)境發(fā)生了很大變化。利用信息化技術(shù)開展教學(xué)活動已成為現(xiàn)實(shí)，并逐漸流行。少學(xué)時工程制圖逆向教學(xué)的改革的另外一個方面是教學(xué)形式的改革，要在少學(xué)時工程制圖教學(xué)中引入信息化技術(shù)，進(jìn)而更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。借助雨課堂、學(xué)習(xí)通等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，將教學(xué)材料放在網(wǎng)絡(luò)平臺，通過網(wǎng)絡(luò)平臺學(xué)生可以課前預(yù)習(xí)，課堂上利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺增加與學(xué)生的互動，課下通過網(wǎng)絡(luò)平臺解答學(xué)生疑問，網(wǎng)絡(luò)平臺能夠記錄每個人學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺能夠做到隨時學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度。

在少學(xué)時工程制圖的教學(xué)中需要使用到教學(xué)模型，但教學(xué)模型種類較少，且需要存取。將虛擬現(xiàn)實(shí)AR/VR技術(shù)引入少學(xué)時工程制圖的教學(xué)中，可以通過AR/VR技術(shù)展示零件的三維模型，并能對虛擬模型進(jìn)行操作，可以從多角度觀察模型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。通過AR/VR技術(shù)還能夠虛擬工廠環(huán)境、多角度展示化工設(shè)備結(jié)構(gòu)、再現(xiàn)化工產(chǎn)品生產(chǎn)流程，通過AR/VR技術(shù)學(xué)生能夠身臨其境地學(xué)習(xí)，對少學(xué)時工程制圖的學(xué)習(xí)有很大幫助。信息化技術(shù)引入少學(xué)時工程制圖課程的學(xué)習(xí)中，教師能夠?qū)虒W(xué)過程有較好的掌握，改變了沉悶的課堂氣氛，提升了教學(xué)效果。將信息化技術(shù)引進(jìn)到教學(xué)活動中，提升了課程教學(xué)效果，更好地達(dá)成了少學(xué)時工程制圖的教學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了少學(xué)時工程制圖的有效教學(xué)。

結(jié)語

以化學(xué)工程與工藝專業(yè)少學(xué)時工程制圖為研究對象，通過分析專業(yè)要求和人才培養(yǎng)方案，制定少學(xué)時工程制圖課程學(xué)習(xí)目標(biāo);以學(xué)生為“顧客”分析學(xué)生專業(yè)背景與學(xué)習(xí)目標(biāo)的差距;通過企業(yè)調(diào)研確定學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成的證據(jù);制定全面且合理的目標(biāo)證據(jù)達(dá)成評價方法;根據(jù)達(dá)成目標(biāo)證據(jù)及教學(xué)評價的需要設(shè)計少學(xué)時工程制圖的教學(xué)活動，在制定教學(xué)活動時將課程思政、信息化技術(shù)手段融入教學(xué)活動中，以提高教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度。通過對化學(xué)工程與工藝專業(yè)的少學(xué)時工程制圖的逆向教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了該課程的有效教學(xué)。

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作者簡介：修磊（1984— ），男，漢族，安徽亳州人，博士，副教授，研究方向：應(yīng)用型人才培養(yǎng)。