畫法幾何與工程制圖課程思政教學(xué)改革研究
——以云南師范大學(xué)能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院為例

王云峰，姚昊翊，鐘 浩，何雁敏，樊芳玲

(云南師范大學(xué) 能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，昆明 650504)

畫法幾何與工程制圖是云南師范大學(xué)能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院(以下簡稱“我院”)面向能源動力類大一新生開設(shè)的一門專業(yè)平臺課，是后續(xù)專業(yè)制圖實踐和課程設(shè)計等課程的先修課，為學(xué)生今后的工程工作打下堅實的基礎(chǔ)[1]。畫法幾何與工程制圖課程的主要內(nèi)容包括運用正投影法的相關(guān)理論在平面上表達空間中點、線、面的幾何關(guān)系，繪制幾何形體等。這是一種“圖解化而非數(shù)學(xué)化地闡述投影理論”的方法[2]，通過投影法將空間三維幾何形體轉(zhuǎn)換成二維圖形來繪制。畫法幾何與工程制圖課程需要學(xué)生轉(zhuǎn)變中學(xué)解析幾何的思維方式，用傳統(tǒng)教學(xué)方式會使學(xué)習(xí)者感到枯燥，導(dǎo)致學(xué)生無法適應(yīng)而產(chǎn)生畏難情緒，缺乏學(xué)習(xí)積極性。我院能源動力類人才培養(yǎng)的核心目標(biāo)是立德樹人，旨在增強學(xué)生多學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新能力，在這樣的新形勢下，本門課的教學(xué)僅讓學(xué)生形成特定的制圖技能已不能滿足培養(yǎng)需求，還需要充分讓專業(yè)教學(xué)同思政教學(xué)有機結(jié)合，為國培育素質(zhì)過硬的綜合型人才。

對于我院能源動力類這樣的理工科專業(yè)，在了解學(xué)生能力，確定了產(chǎn)出成果后，通過合理的教學(xué)設(shè)計，在引入課程思政的基礎(chǔ)上修訂教學(xué)大綱，對理論教學(xué)體系、實踐教學(xué)體系和考核測評體系分別進行改革，加強教學(xué)質(zhì)量反饋監(jiān)控，使整個教學(xué)過程形成閉環(huán)(圖1)。

圖1 教育目標(biāo)實現(xiàn)流程

除此以外，我院教學(xué)團隊在畫法幾何與工程制圖的課程教學(xué)實踐中，對課程思政融入專業(yè)課教學(xué)的師生基礎(chǔ)、組織形式、教學(xué)內(nèi)容的選擇與安排設(shè)計等方面進行了不斷地深入探索，通過挖掘?qū)I(yè)知識中所蘊含的思政元素，將專業(yè)課程和思政內(nèi)容進行有機整合，明確了思政育人的目標(biāo)，形成了協(xié)同效應(yīng)(圖2)。例如，在中國工程制圖發(fā)展史的教學(xué)過程中引入優(yōu)秀中國傳統(tǒng)文化來提高學(xué)生的人文素養(yǎng)，提升文化自信；在展示中國當(dāng)代工程蓬勃發(fā)展的同時增強學(xué)生的家國情懷，引導(dǎo)學(xué)生崇尚科學(xué)、積極創(chuàng)新，鼓勵學(xué)生發(fā)揚匠人精神、遵循工程倫理，對學(xué)科的價值及自己學(xué)習(xí)和成長方向的認(rèn)識清晰化，肩負(fù)起科技報國的重任；培養(yǎng)學(xué)生的法治意識、社會責(zé)任感和團結(jié)協(xié)作的能力……通過這些方式在專業(yè)課程“智育”的全過程中融合“德育”，提升學(xué)習(xí)的積極性，實現(xiàn)立德樹人的教育目標(biāo)。

圖2 畫法幾何與工程制圖的思政元素

一 教學(xué)大綱的改革

課程的性質(zhì)、教學(xué)目的與任務(wù)。教學(xué)目的與任務(wù)轉(zhuǎn)向以“育人”為主，在指導(dǎo)學(xué)生熟悉制圖基礎(chǔ)和規(guī)范、掌握正投影的原理及工程設(shè)計應(yīng)用的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)的理論知識在工程實踐中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，同時在專業(yè)教學(xué)中加強可持續(xù)發(fā)展理念教育，引導(dǎo)學(xué)生擔(dān)負(fù)起科技興國的責(zé)任，增強學(xué)生服務(wù)社會主現(xiàn)代化、傳承優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的使命感和責(zé)任感，培養(yǎng)具有匠人精神的創(chuàng)新人才。

教學(xué)時數(shù)和授課內(nèi)容分配情況。48 學(xué)時，授課重點傾向于引導(dǎo)學(xué)生討，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生思維，加強授課與能源動力類的工程實例相結(jié)合，提高教學(xué)過程中學(xué)生的參與度。

課程教學(xué)的基本要求。教師對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的關(guān)注應(yīng)該包含理論知識和繪圖技能的掌握、綜合能力的提升、情感態(tài)度的引導(dǎo)和價值觀的塑造等方面，使這門課程在頂層設(shè)計上從注重知識到知識、能力、素養(yǎng)互融。

（一）理論教學(xué)部分

整個教學(xué)過程貫穿尺規(guī)繪圖、計算機繪圖的講解和訓(xùn)練。在教學(xué)過程中，一方面進一步濃縮課程所需的基礎(chǔ)知識；另一方面，通過分享系統(tǒng)、直觀的三維模型及視頻資源填補課程基礎(chǔ)，鼓勵學(xué)生發(fā)揚科學(xué)精神和創(chuàng)新精神，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、能動性和創(chuàng)造性，引導(dǎo)學(xué)生交流溝通，增強學(xué)生協(xié)同工作的團隊協(xié)作能力。

（二）實踐教學(xué)部分

用成果導(dǎo)向教育理念(OBE)引導(dǎo)教育改革，增加實踐教學(xué)部分，強調(diào)以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為起點進行反向設(shè)計。原有的教學(xué)中使用的模型只是基本零件模型，類型較單一，與本專業(yè)的實際工程有一定差別；改革后指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)使用CAD 繪制中國傳統(tǒng)建筑特有結(jié)構(gòu)(斗拱、榫卯等)的三視圖、軸測圖來傳承我國優(yōu)秀文化遺產(chǎn)，同時緊密結(jié)合本專業(yè)太陽能(光伏、光熱)利用、新能源綜合利用技術(shù)與工程挑選圖樣(如光伏大棚、真空管太陽能配件等)來指導(dǎo)學(xué)生讀圖、繪圖，最終使學(xué)生能夠熟練運用CAD 制圖軟件和Sketch Up 三維建模軟件等表達設(shè)計意圖。

（三）考核測評體系

畫法幾何與工程制圖涉及的圖樣靈活多變，制圖中解法多種多樣，但是1 次考試僅有10 道題的考核，難以全面體現(xiàn)學(xué)生的掌握程度；且一味地追求解題技巧，疏于解決工程問題綜合能力的考查，不免有些舍本逐末。因此經(jīng)常會出現(xiàn)有些學(xué)生平時成績很好，考試卻難以體現(xiàn)出來的情況；但若以平時成績?yōu)樽罱K成績，難以反映學(xué)生獨立制圖的真實水平。

本授課團隊將成績考核與評定方式進行了以下改革。

第一，分批布置課后作業(yè)。學(xué)有余力的學(xué)生可以通過完成額外的提升作業(yè)獲取平時加分。

第二，教師課后批改所有作業(yè)并做好成績登記，詳細(xì)地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

第三，線下授課與線上資料補充相配合，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識和能力。課后在“學(xué)習(xí)通”上發(fā)布一份標(biāo)準(zhǔn)答案和當(dāng)次優(yōu)秀作業(yè)，讓全班以此為模板自行訂正，匯總出錯較多或?qū)W生依然不能理解的問題，課堂上進行統(tǒng)一講解。

第四，課程的最終考核也應(yīng)當(dāng)根據(jù)平時成績與末考成績綜合判定，平時成績應(yīng)包含課堂練習(xí)、課后作業(yè)和出勤等綜合成績，增加小組協(xié)同作圖匯報自評、互評和評委打分環(huán)節(jié)，進一步加大平時成績的占比，其占比可為最終成績的50%，期末考試占比50%。整個學(xué)期授課途中的考核使用機考、設(shè)計課程等多種靈活方式進行，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，努力培養(yǎng)出國家發(fā)展建設(shè)需要的綜合型人才，并為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ)。

第五，除了所選用的教材外，教學(xué)中增加專家講座、學(xué)術(shù)交流和能源動力類相關(guān)工程案例展示和分析，彌補實踐不足。

二 教學(xué)內(nèi)容的選擇與安排

為了將課程思政的“鹽”均勻地撒入專業(yè)課教學(xué)這碗“湯”中，進行教學(xué)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)認(rèn)真篩選教學(xué)內(nèi)容，既要與專業(yè)教學(xué)相關(guān)，能夠支持畢業(yè)要求，又要融入思政元素，發(fā)揮德育功能，切忌生搬硬套；教學(xué)環(huán)節(jié)安排時也應(yīng)該遵循教學(xué)規(guī)律。針對畫法幾何與工程制圖這門課，選取了以下思政元素作為切入點來促進培養(yǎng)目標(biāo)的完成。

（一）制圖教學(xué)與家國情懷

采用課堂講授與課后知識點查閱相結(jié)合的教學(xué)方法。在課程緒論中介紹畫法幾何之父——蒙日的生平和對人類文明的貢獻，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)其雖然出身貧寒卻能自學(xué)成才的不言放棄、勇于探索的精神，理解其在多個學(xué)科領(lǐng)域取得突出成績后關(guān)注教育、振興國家的家國情懷；結(jié)合能源動力類專業(yè)，介紹近年來我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)機、高鐵等，展現(xiàn)機械大國的風(fēng)采，引導(dǎo)學(xué)生樹立遠大理想和愛國主義情懷，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀，鼓勵學(xué)生勇于肩負(fù)時代賦予的光榮使命，提高學(xué)生思想政治素質(zhì)[3]。

（二）制圖教學(xué)與職業(yè)觀

以圖紙出錯會給生產(chǎn)帶來損失甚至是嚴(yán)重的生產(chǎn)事故教育學(xué)生，零件尺寸精度會對生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，幫助學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真對待圖紙的習(xí)慣，推進學(xué)生的成本質(zhì)量意識，遵守國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范的習(xí)慣，形成敬業(yè)、誠信等良好的職業(yè)觀。培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和使命感，有助于其學(xué)習(xí)效率的提升。

組合體三視圖是畫法幾何與工程制圖教學(xué)難點。在學(xué)習(xí)中布置一題多解訓(xùn)練題(如求解圓錐體表面對應(yīng)點的緯圓法和素線法)，適當(dāng)增添較難的題目。鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)中不畏困難，積極發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，鍛煉學(xué)生鍥而不舍的意志力、知難而進的毅力，培養(yǎng)學(xué)生對技術(shù)精益求精的良好職業(yè)品質(zhì)。

（三）制圖教學(xué)與文化自信

我國古代工程圖學(xué)有著非常高的成就，除了理論知識以外，流傳下來的圖集還包含了各種專業(yè)圖樣的繪制。本門課程的制圖實踐過程采用典型案例教學(xué)與優(yōu)秀影像資料相結(jié)合的授課方式，對歷史建筑、傳統(tǒng)工藝的歷史背景、營建方式進行介紹[4]，挑選出具有代表性的建筑物/構(gòu)筑物給學(xué)生抄繪、測繪，如中國傳統(tǒng)建筑特有的結(jié)構(gòu)斗拱、榫卯和傳統(tǒng)工藝魯班鎖等，在訓(xùn)練學(xué)生用計算機輔助設(shè)計軟件AutoCAD 練習(xí)形體繪制的同時進行美育，弘揚優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，提升學(xué)生的文化自信。

（四）制圖教學(xué)與工程倫理

世界上不可能存在“與倫理無關(guān)”的工程。因此，高校工程教育中也不能缺少工程倫理的教育。

教師要在畫法幾何與工程制圖教學(xué)過程中強調(diào)工程倫理的問題貫穿于工程各個環(huán)節(jié)中(包含設(shè)計、建造、運營使用及維護等)。采用討論與項目合作式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神，通過對制圖基礎(chǔ)中機械圖樣國家標(biāo)準(zhǔn)的講解，進行德育滲透教學(xué)設(shè)計和實踐，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)，將精益求精、敬業(yè)奉獻、持續(xù)專注、開拓創(chuàng)新和追求極致等實質(zhì)內(nèi)涵融入課程中。

（五）制圖教學(xué)與團隊協(xié)作能力

工程的發(fā)展離不開協(xié)作，其可以是同專業(yè)的多人合作，也可以是不同專業(yè)團隊間的合作。因此，工程制圖教學(xué)需要強調(diào)協(xié)作能力的養(yǎng)成。

在使用實體三維模型進行測繪時，訓(xùn)練學(xué)生能夠選取適當(dāng)?shù)耐队胺较?，完整、?zhǔn)確地繪制出包含正面投影、側(cè)立面投影和水平投影在內(nèi)的三視圖，引導(dǎo)學(xué)生與他人配合協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神、合作意識和創(chuàng)新能力。

（六）制圖教學(xué)與辯證唯物主義

在組合體的教學(xué)中，需要將幾何形體的三視圖聯(lián)系起來分析才能得出立體的空間形狀和對應(yīng)關(guān)系，這也體現(xiàn)了辯證唯物主義普遍聯(lián)系的觀點和發(fā)展的觀點。教師在教學(xué)中除培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力外，還要求學(xué)生從三視圖的聯(lián)系、變化結(jié)合組合體的整體來分析問題，不能主觀、片面、孤立、靜止地看問題，以利于學(xué)生形成科學(xué)的世界觀和方法論。

同時應(yīng)用辯證唯物主義矛盾的觀點，解決問題要抓主要矛盾，組合體的特征視圖是學(xué)習(xí)看組合體的一個主要矛盾，找到整體特征和局部特征視圖，指導(dǎo)學(xué)生想象將形體的疊加、剪切、拉伸過程逆向進行來還原組合體的空間形態(tài)，以解決問題。

（七）將制圖教學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

隨著我國高等工科教育的發(fā)展和新工科建設(shè)的進行，為了滿足社會對畢業(yè)生工程能力要求的提高，高校的新工科人才培養(yǎng)途徑也有全新的提升[5]。具備多學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新能力是當(dāng)今工科大學(xué)生的培養(yǎng)要求，也是能源動力類人才培養(yǎng)的核心目標(biāo)。因此，我院能源動力類人才培養(yǎng)不僅局限于傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容和課程體系，也很關(guān)注新技術(shù)給能源動力帶來的變革[6]，如3D 打印、機器人和人工智能等技術(shù)。在畫法幾何與工程制圖的授課中，我院結(jié)合3D 打印技術(shù)開展創(chuàng)新思維培養(yǎng)和訓(xùn)練，并取得了一定成果。

（八）制圖教學(xué)與專業(yè)實踐能力

實踐能力是工科人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)，其實現(xiàn)手段也較為明確。根據(jù)現(xiàn)有研究成果可以概括為以下方面。首先，以理論知識為基礎(chǔ)，融合了課程設(shè)計、工程實訓(xùn)、見習(xí)實習(xí)等實踐環(huán)節(jié)[7]。我院主要通過進行校企合作、派遣學(xué)生假期頂崗實習(xí)和參觀實習(xí)、引導(dǎo)學(xué)生進實驗室參與科研等教學(xué)模式來進行，以此增強對本專業(yè)的理解，鍛煉學(xué)生解決工程問題的能力。其次，我院引導(dǎo)本科生進入實驗室參加探索與自主創(chuàng)新型實驗、創(chuàng)新型項目和各級各類專業(yè)競賽等活動，以此開闊學(xué)生的眼界，發(fā)散學(xué)生的思維，全面提升學(xué)生的實踐綜合能力。

三 結(jié)束語

畫法幾何與工程制圖課程作為工科專業(yè)的一門基礎(chǔ)必修課，教學(xué)中要堅持以“德育”“智育”并行為原則，明確立德樹人的價值導(dǎo)向，在傳授識圖、制圖技能的同時也要教給學(xué)生善于思考、勇于創(chuàng)新的價值理念和敬業(yè)奉獻、精益求精的職業(yè)操守。充分利用“智慧課堂”等現(xiàn)代化手段，貫穿以思政教育進行融合創(chuàng)新，推動專業(yè)課教學(xué)與思政教育相互協(xié)調(diào)又互為補充；重視課程思政新教學(xué)模式的設(shè)計改革，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識和潛能；加強校企合作，吸引學(xué)生走進實驗室，以產(chǎn)學(xué)研一體化發(fā)展助推課程思政；轉(zhuǎn)變陳舊的教學(xué)評價體系為新型課程思政教育評價體系，重點考量教育的達成度和學(xué)生的接受度，努力把畫法幾何與工程制圖打造成課程思政的一流課程。