新工科背景下大類課程“工程制圖”的教學內容改革措施

楊 靜

（天水師范學院 機電與汽車工程學院，甘肅 天水 7410000）

0 引言

新工科是基于新一輪科技革命與產業變革而提出的現代化學科建設要求[1]，新工科教育理念的實施，是實現新工科建設目標、保證新工科專業人才培養的重要基礎工作。在新工科背景下，大類平臺課程應運而生。大類平臺課是相近學科的共同基礎課，是學生進入相關院系的基礎平臺[2]。大類課程的設置，不僅減小了教師備課的壓力，而且減少了學生輔修第二專業的學分，以及學生轉相關專業的壓力。

1 教學目標的改革措施

以本校“工程制圖”課程為例，是大學第一學期開設的學科大類課程，該課程的授課對象主要有機電學院、土木學院、化工學院、資環學院。面對不同專業的學生，加之該課程課時的壓縮，教學目標也隨之而變，從教會學生畫圖、看圖調整到注重“能力目標、素質目標”的培養，即：厚通識、寬口徑、多交叉作為基礎，培養學生正確的構型思維。

2 教學內容的改革措施

該課程由以前的“畫法幾何及機械制圖”64 學時，改為“工程制圖”48 學時，教學內容進行重構，將傳統內容進行精簡、整合，重構出“厚通識、寬口徑”的內容作為基礎。“畫法幾何及機械制圖”以兩條主干線為主，即：畫法幾何、機械制圖；在“畫法幾何”主干線中著重講述投影理論及組合體的投影；“機械制圖”主干線著重講述機械圖樣的畫法、表達方式、機械制圖國家標準等內容。這兩條主干線并行，內容及課本上的圖例以機械圖樣為主。如圖1 所示。

圖1 “畫法幾何及機械制圖”內容主干圖

由于大類課程的實施，“工程制圖”作為相近專業的基礎課，面對不同專業的學生，加之課時壓縮，對教學內容進行重構。在結構上遵循“從體出發”的教學觀點，“投影基礎”部分只是簡述，“立體”作為課程核心內容，闡述三維形體如何構成組合體，組合體通過擴寬工藝內容，構成零件。該課程削弱了“畫法幾何”的內容，加強了三維形體的構形、表達及畫法[3]。在此基礎上，突出“現代”二字，三維造型技術作為時代發展的產物，該課程主要以SolidWorks 軟件構造三維實體建模為基礎，培養學生工程圖學的思維方式[3]。“工程制圖”內容主干圖如圖2 所示。

圖2 “工程制圖”內容主干圖

“畫法幾何及機械制圖”與“工程制圖”教學內容的對比見表1。

表1 “畫法幾何及機械制圖”與“工程制圖”的教學內容與實施

由表1 可看出，從第1 個模塊“投影基礎”開始，“畫法幾何及機械制圖”著重講授平面上點、線、面的投影，而“工程制圖”主要以“立體”為主導，講授立體上點、線、面的投影。在第2 個模塊“體的構成”中，“畫法幾何及機械制圖”與“工程制圖”占的課時量最多，分別為32、26 學時，“畫法幾何及機械制圖”主要講授“體的表達與描述”，而“工程制圖”中除此部分內容以外，增加了“體的構形”；“工程上形體的由來”在“畫法幾何及機械制圖”中不作講解，在“工程制圖”中，由常用部件的功用出發，分析基本形體由二維圖形經過旋轉、拉伸、掃描、放樣功能，構型立體的過程，講課過程中穿插三維造型軟件，不僅直觀生動，而且為學生后續學習SolidWorks 軟件夯實基礎。在第3 模塊“機件圖樣的畫法”中，“畫法幾何及機械制圖”主要以“機械零部件的表達”為主，而“工程制圖”主要以口徑更寬廣的“三維形體”表達為主。第4 模塊“其他工程圖樣的簡介”，“畫法幾何及機械制圖”中不作為學習內容，“工程制圖”中則根據不同專業講授其他工程圖樣的識圖技巧。由上表可以看出，“畫法幾何及機械制圖”講授的內容側重于機械零部件的識圖、繪制，而“工程制圖”講授的內容通識性更強，側重于三維形體的構型、繪制。

3 教學方式的改革措施

該課程學時由以前的64 學時壓縮至48 學時，在有限的學時內不僅要將課程內容講完，還要使學生全面掌握工程圖學的思維方式，因此，只能改變教學方式，教學方式由以前傳統單一的線下教學改為線上線下混合式教學（圖3）。在傳統教學體系中，線上線下混合式教學只是作為一種輔助手段，線上自學不對學生做強制要求。而新教學體系的實施，使得以前部分課堂講授內容轉變為學生的線上自學內容，因此，線上學習作為實施新教學方案的一種必修教學手段，具體實施方案如表1 中“教學方式”所示。

圖3 混合式教學圖例

“工程制圖”的線上慕課課程，引進中國大學慕課平臺上與課本相匹配的大連理工大學王丹虹教授講授的“現代工程制圖”的基礎上，對引進源課程修改。針對我校學生的實際情況，需要對每一章節的源課程進行修改、精簡，添加適合我校學生的具體內容。其次，添加線上試題庫的內容，每一章完成后，添加、完善適合于我校學生的單元測試，以加強學生線上內容的鞏固。

混合式教學對老師的教學能力提出了更高要求。老師不僅要課前認真備課，而且要熟練應用現代化教學工具。具體實施時，教師提前發布每章的教學活動，明確告訴學生每章線上課程的學習內容、嵌入式測試題目、練習以及課后作業、提交作業時間、評分標準等[4]，并提前布置預習作業，學生觀看MOOC 視頻自主學習，通過課堂探討、在線發帖的方式與教師進行線上討論，并在規定的時間內課后完成測試并提交。教師根據學生線上提交的作業，給出平時成績，并對學生易出錯的知識點歸納總結，在線下課堂上詳細講解、加深鞏固。

除了借助中國大學慕課平臺外（圖4），教師還利用微信群、QQ 群等工具發布學習任務、討論課程內容、收集學習反饋意見等。對學生而言，線上線下混合式教學不僅能激發學生自主學習的主觀能動性，將教師“教”的核心位置轉變為學生“學”的核心位置，徹底消除傳統填鴨式教學的弊端，而且還能激發學生對該課程的學習興趣。

圖4 MOOC 平臺學習統計

4 考核方式的改革措施

新教學方式實施前，考核方式單一，主要以期末考試為主，平時成績占比較小。這樣導致學生不重視平時學習，教師也不能科學全面地評價整學期學生的學習情況。新工科背景下，根據工程教育認證“過程性考核”的要求，對本課程的考核方式進行調整[5]，考核方式從線下考核為主調整到線下線上多元化考核的方式。

基于混合式教學方式的實施，采于智能化考核過程系統，全方位的跟蹤線上學習平臺的數據，上課前，學生自覺在慕課堂中簽到，學生曠課次數大幅度減少，減少了教師上課點名所占用的時間。對于線上學習的進度、作業的提交、視頻的觀看時長、簽到率等考核內容會不定期的發布在學生群里，提醒學生及時完成線上作業。課堂教學每一章講完后，老師會督促學生在規定時間內提交課堂作業，并及時批閱。從開課到期末考試，線上線下并舉的考核制度加大了過程考核，實現考核方式的多樣化，激發了學生積極學習的主動性。

其次，建立融入課程思政的課中考核機制。平時成績注重個人修養，將學生平時上課過程中體現出的一絲不茍、認真嚴謹、團結協作、誠信繪圖等文化素養納入到考核機制中，是建立科學考評制度、客觀評價教學成效的基礎。

最后，建立多樣化的試題庫。打破以往試卷滿篇客觀題、作圖題的常規，增加主觀題，考查學生發現問題、分析問題、解決問題的能力；在實踐教學中，增設現場考核環節，考查學生知識點的應用及掌握程度、團隊協作能力等。

5 結語

新工科背景下，時代的發展對工科教育提出了更高的要求[6]。因此，必須在教學中不斷探索、發展，以培養方案為基礎，不斷地優化教學內容，大類課程以厚通識、寬口徑為目標，提高學生的構型思維及創新能力，保證工科專業人才的培養質量。