新工科背景下土木工程制圖課程教學改革探討

楊福劍 趙浩楠 劉少峰 馮曉九 馬天暢

摘要 土木工程制圖作為土木工程專業重要的專業基礎必修課，實踐性要求很高，傳統的教學模式已無法滿足新工科背景下培養應用技術型人才的要求。如何在有限的課程時間內改革教學模式以培養應用技術型人才，值得思考。以此為背景，文章通過分析現有課程在教學內容和教育方法等方面存在的問題，針對土木工程制圖課程教學改革進行探討，提出提高該課程教學質量的教學改革方法。

關鍵詞 土木工程制圖；新工科；教學改革；教學方法

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.6.034

隨著我國經濟的快速發展，新一輪科技革命和產業革命的開展，“新工科”理念的推進，標志著我國的高等教育邁入了高質量發展的新時代，同時也意味著新時代我國高等教育改革站在了新的歷史起點上。在“新工科”理念的背景下，一些傳統的學科，包括土木工程專業的課程教學亟須改革創新。土木工程制圖是土木工程專業學生最早接觸的專業基礎課程之一，是大學階段啟蒙學生工程意識，建立工程概念、培養空間思維能力的課程[1]。

我國高等教育的傳統模式是課堂上大多以老師講課為主，學生參與度低，且留給學生思考及實踐的時間極少，大部分學生在課后都不會主動進行相關實踐操作，從而導致學習效率不高、基礎知識掌握不牢。為適應“新工科”理念，高等教育課程改革刻不容緩[2]。“新工科”理念是將專業知識、相關技能應用于社會實踐，應用技術型人才的培養模式特點是以實際生產的需要為核心同時重視教育中的實踐環節。在這種時代大潮之下，土木工程制圖課程作為一門既強調理論又注重實踐的課程，對于該課程教學改革方面的研究具有重要意義。

1土木工程制圖教學現狀及問題

土木工程制圖課程的授課內容可分為畫法幾何和土木工程制圖兩個部分，畫法幾何部分以培養學生的空間想象能力、邏輯思維能力及對三維立體空間幾何形體的思維能力為教學目標，它是土木工程制圖投影理論的基礎，具有實踐性強、理論復雜的特點。土木工程制圖部分以了解空間形體的形象、掌握繪制和閱讀專業工程圖樣的基本功，培養學生養成標準化意識與嚴謹的工作態度為教學目標。圖紙是從事土建類工作相關技術人員的一種重要的語言，它化抽象為具體，是工程界交流表達的重要工具，同時也是工程施工管理等必不可少的技術資料[3]。因此，就要求學生在學習課程過程中嚴格要求自己，嚴謹細致。

1.1教學內容繁多，但學時少

隨著高校教育改革的推進，壓縮了土木工程制圖課程的課時。土木工程制圖課程內容相對較多且畫法幾何部分概念抽象，導致教師在授課過程中只能采取“滿堂灌”的形式，教學效果并不理想。土木工程制圖重理論和實踐，光是聽課是無法讓學生真正的學會讀圖和繪圖。大多數高校的土木工程專業在大一時并沒有細分，通常是在“大土木”的模式下，而專業課往往是從大二才開始授課，此時大多數學生不了解專業相關知識也不懂結構。教師在授課時需要對土建相關知識進行講解，這就導致授課內容的增加且授課跨度增大。

在大學期間教師與學生的交流通常被局限于課堂教學時間，如果教學任務繁重，留給師生交流的時間往往只有課間十分鐘。有些學生會主動找老師交流，但大部分學生往往選擇不交流。師生缺乏交流，這就導致學生的疑難問題日益累積，進而對該課程產生畏懼。課堂內容多，課后作業多，大多數學生敷衍完成，且課后學習效率遠不如在課堂上。尤其是對于學習態度不積極的學生，課后布置的作業并沒有太大的鍛煉價值[4]。

1.2教學內容與現實需求不符

現在國家處于大力發展城鄉基礎設施建設的新時代，產生許多新的生產工藝技術，而學校安排的教學內容并沒有與實際生產相結合，學生也無法及時學習到最新的施工工藝技術。目前高校土木工程制圖課程的教學還是采用傳統的教學模式，在授課時沒有將先進的生產工藝與課堂內容結合，因此滿足不了當前“新工科”背景下培養應用技術型人才的需要。

1.3教學方法落后

對于剛進入學校的大一新生來說，由于沒有相應的專業知識儲備且缺乏生產實踐基礎，很難真正地理解抽象的理論知識，實踐環節有利于學生對老師的授課內容更好地消化、運用。削減習題課和制圖課等實踐環節一方面影響了該課程的教學質量，另一方面也削弱了學生的創造能力。土木工程制圖的傳統教學方式是以PPT展示的教學形式來呈現教學內容，而該課程又涉及許多三維結構，用二維的PPT圖片或圖紙對三維的結構進行解釋，學生感受不直觀，無法真正理解教師所教的內容。

1.4學生對該門課興趣不高

土木工程制圖課程通常安排在大一學年，學生對新的環境、新的授課模式還未完全適應，并且大學老師的授課方法不同于高中時一個知識點反復講解，而是節奏快、內容多，學生沒有一定的知識積累，面對這樣一門課的時候，往往感到畏懼甚至產生對該課程的消極情緒，這將直接影響該課程的教學質量。

學生剛開始認為這門課程是學習建筑、橋梁等制圖，但隨著課程的深入學生發現課程教授的是難度較大的投影理論方法，與想象的內容存在一定的差別。并且他們由于沒有經歷過相關實習，沒有學習過工程結構相關的課程導致對結構構件沒有一定的理解[5]，而缺乏一定的想象能力，因此大部分學生反映這門課程難度較高，學習效率不高、聽課效果較差。

1.5考試評價系統不健全

對于課程考核，有少部分老師以最終期末成績作為課程的考核方式，忽略過程性考核，以至于學生在實踐、上課討論互動環節積極性不高，從而學習成績和空間想象能力也得不到提高。雖然大多數老師采用期末與平時成績相結合的考核形式，但是由于平時成績占比較低，也會導致部分學生認為期末前幾天復習就會拿到相應學分，在上課時不認真聽講，平時習題不認真做。為了得到高分，很多學生把大部分的時間用在期末考試前的習題練習上，從而忽視了實踐環節的訓練。

2土木工程制圖課程教學改革的建議

2.1調整教學內容，適應時代發展要求

高校為培養應用技術型人才，應摒棄傳統“填鴨式”教學理念，在課堂上多讓學生討論，從而激發學生的求知欲，鍛煉學生的思考能力。在授課內容上應多貼合生活實際，擴展課外內容，尤其是在進行理論部分的教學時更應該從身邊的實際出發，建立教材與實際工程之間的聯系。此外，應打破學生認為理論部分與工程制圖無關的想法，在授課時將這些晦澀難懂的理論知識穿插于實際工程的應用中。現實工程案例的學習能讓學生更直接地了解專業知識如何在工程實例中運用，同時也更明確教學目標，增強學習效果。

空間想象力能力的培養，一是要善于觀察，二是要勤于思考，三是要勤于動手。在講授課程時，教師要對學生的空間想象能力進行重點培養，具體方法可以借助于紙板、橡皮泥等工具，對教材中工程圖樣加深理解。在課堂中注意由淺及深、由表及里、循序漸進，在授課過程中要特別注意側重點的劃分。

2.2改革教學方法，提升教學質量

新工科背景下，高校課堂教學也應順應時代大潮，制訂授課新計劃，優化教學環節，加強過程考核。教師可采用分組學習、任務驅動的方法，將學生的平時成績依據小組表現、課堂成績、課后作業、習題成績來評定以此激勵學生相互幫助，共同學習。除此之外，講課內容應與課后作業相結合，教師可以按照學生課堂練習及課后作業的完成情況，采用差異化教學和個別化指導的教學方法，同時也可組織學生開展課后討論及專業匯報活動[6]。

隨著網課、云課堂逐漸進入大學的日常授課中，上面所說的課程內容與課時不匹配問題，可以通過線上線下教學相結合的方式來解決。線下教學即教師當堂講授內容，線上教學可以通過“慕課”“學習通”及發布視頻訓練來完成。參考做法如下：線下課堂進行知識理論講解，課后布置習題及實踐練習使學生進一步消化課程內容，同時提供相應的線上網課視頻供學生學習，教師可以在網上對學生提出的問題進行答疑解惑。線上線下課堂相結合的模式，不僅為教師爭取了授課時間，還給學生提供了進一步學習的平臺，有助于對學生自學能力、思考能力的培養。

隨著CAD、BIM、Solidworks技術的引進，教師在授課過程中應增強自己的計算機繪圖能力，將這些軟件引入課堂，給學生演示如何虛擬實現二維圖紙與三維模型之間的轉換過程，增加教學的豐富性、生動性。通過電腦去展現人腦無法想象的空間幾何體關系，在三維建模過程中學生的空間想象能力也會不斷得到提高，不僅可以較好地學習本課程，還能為之后CAD的學習打下基礎。另外也可以引進翻轉課堂的教學模式，對推動課堂效果也有積極的作用。

2.3改變教學理念，增加思政教育

向“以學生為中心”的成果導向式教育模式（Outcomesbased Education， OBE）轉變。通過課內外教學，培養學生適應未來的能力。在課堂上，教師應學會觀察學生的狀態。師者，所以傳道授業解惑也，教師只有了解學生的疑惑才可以解答他們的疑惑。自學是當今社會不可或缺的一種能力，教師在授課過程中注重學生的主體地位，有利于培養他們的自學能力，提高教學質量。對于相對簡單的題目、案例，可以鼓勵學生上臺去講，這樣不僅可以培養學生的思考能力，還可以活躍課堂的氣氛。

師者，不僅僅是學生學習的引導者，也是學生人生道路上的引導者，作為教師更該在課堂上傳輸正確的世界觀、人生觀、價值觀。在課程教學過程中，找到契合點將思政元素融入專業知識的教學當中。具體來說，土木工程學科與我們的生活息息相關，且無處不在，教師在授課過程中挖掘思政素材，例如可以引入工程實例（如某工程事故）來告誡學生，作為一名土木人應當遵守各項國家相關標準，保質保量進行工程開發建設。通過這些工程實例的講解來提高學生的責任心，樹立正確的工程觀念。

3總結與展望

土木工程制圖是土木工程類專業學生的基礎課程，貫穿于日后的專業學習、課程設計、畢業設計及工作中。目前，土木工程制圖課程教學存在教學內容與學時不匹配、學生興趣不高、缺乏空間想象能力、教學方法落后等問題。可以用將工程實例貫穿課堂、引入課程設計、線上線下教學相結合等方法應對。如何保證教學效果、教學質量，是高校教師在教學過程中需要不斷思考的問題。

綜上所述，為滿足應用技術型人才培養模式的需要，高校的土木工程制圖專業課程教師需要結合現狀、順應時代大潮，以更先進的教學思想、教學方法將該課程的教學落到實處，保證教學質量。

基金項目：教育部產學合作協同育人項目（新工科）（202002129001）；常州大學教育教學研究課題（GJY2020044）。

參考文獻

[1]楊萬理，王寧，趙莉香，等.新工科背景下土木工程制圖教學改革探索與實踐[J].大學教育，2022（3）：101-106.

[2]鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）： 1-6.

[3]李亞麗.基于向應用技術型高校轉型下有關畫法幾何與工程制圖課程教學改革[J].四川水泥，2016（6）：311，265.

[4]陳晶，柴敏.“畫法幾何與工程制圖”課程教改探討[J].福建建材， 2017（10）：107-108.

[5]王一鳴，王浩璇.應用型本科《畫法幾何與土木工程制圖》課程教學改革[J].武漢船舶職業技術學院學報，2019，18（2）：43-46.

[6]姚爽，趙亮.《畫法幾何與土木工程制圖》課程的現狀分析及發展探索[J].河南建材，2021（4）：149-150.