以賽促教、教賽融合模式在工程圖學課程教學中的應(yīng)用探索*

宋曉波 毛秋英 孔丹

泰山科技學院 山東濟南 271000

0 引言

工程圖學課程是機械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，既具有系統(tǒng)的理論性，又具有較強的實踐性和技術(shù)性，該課程主要研究繪制和閱讀工程圖樣的原理和方法，培養(yǎng)學生的讀圖能力、制圖能力，能夠用圖表達設(shè)計思想，用圖分析和解決工程問題。

隨著現(xiàn)代設(shè)計方法與先進制造技術(shù)的發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品設(shè)計的高效化、通用化、智能化提出越來越高的要求。原有的尺規(guī)繪圖式方法面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，如何結(jié)合新技術(shù)豐富工程圖學的教學內(nèi)容，改進教學模式，達到更符合當代要求的教學效果，成為工程圖學課程改革中新的焦點。

不管是教師的教學能力提升還是學生的競賽參與、學習效果體現(xiàn)，最終都要歸根于“教”與“學”，因此，“以賽促教、教賽融合”的教學模式值得一線教師研究和學習[4]。

1 研究背景與意義

工程圖學課程是學生接觸的第一門專業(yè)課程，一般在大學第一學年開設(shè)，分兩個學期實施教學，以泰山科技學院智能工程學院為例，開設(shè)專業(yè)包括機械設(shè)計制造及自動化、機械電子工程、智能制造工程等專業(yè)。根據(jù)教學大綱要求，第一學期的工程圖學課程主要包括投影基礎(chǔ)、立體構(gòu)型、組合體表達、圖樣的基本表示方法，理論性較強；第二學期的工程圖學課程主要包括標準件常用件的表達、圖樣中的特殊表示方法、零件圖和裝配圖，與工程實際聯(lián)系緊密。工程圖的識讀與表達是機械類專業(yè)學生的必備技能。傳統(tǒng)的工程圖學教學注重理論知識的講解，教學方法較為單一，對學生整體素質(zhì)的提高起到的作用不明顯，存在一定的問題，主要問題匯總?cè)缦隆?/p>

1.1 教學目標受限制，對素質(zhì)提高關(guān)注度低

工程圖學課程的教學目標是通過研究繪制和閱讀工程圖樣的原理和方法，培養(yǎng)學生用圖表達設(shè)計思想，用圖分析和解決工程問題的能力。該目標注重基礎(chǔ)知識和基本原理的教學，對于如何更好地與工程實踐問題相結(jié)合，鍛煉學生更加全面、廣闊的思維，提高學生的工程素質(zhì)，關(guān)注較少。

1.2 教學內(nèi)容偏理論，與實踐知識結(jié)合得少

工程圖學課程內(nèi)容理論性較強，對于數(shù)理基礎(chǔ)較為薄弱的學生來說，學習起來十分困難，猶如聽天書一般，再加上學生作為大一新生，對專業(yè)類的課程缺乏充分的認識，導致學習中感到盲目和無措。

1.3 教學方法較固定，創(chuàng)新與開放思想不足

傳統(tǒng)的工程圖學教學方法是講授法與板書相結(jié)合，目前，通過使用多媒體課件，在板書授課方面進行了一定的簡化，學生可以根據(jù)課件中的動畫，跟隨老師逐步認識各個作圖步驟，對學生的學習效果有一定的改善作用。但教學方法仍以知識灌輸為主，學生在課堂中較為被動，難以體現(xiàn)學生的創(chuàng)造性思維。結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的要求，如何改進教學方法，促進教學中的創(chuàng)新與開放，仍然是一線教師亟待解決的問題。

1.4 評價方式較單一，考核形式欠缺多元化

工程圖學課程的評價體系是平時表現(xiàn)+期末卷面成績，平時表現(xiàn)的考核一定程度上體現(xiàn)了對過程的關(guān)注，但是形式仍然過于單一，學生往往忙于應(yīng)付老師點名、收作業(yè)，忙于期末考試前對重點的記憶，而難以真正領(lǐng)會課程中包含的知識。

2 主要研究內(nèi)容

工程圖學課程作為機械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)專業(yè)核心課程的重要鋪墊，該課程具有與專業(yè)結(jié)合緊密，對學生的幾何、數(shù)理思維訓練較為抽象，知識覆蓋面廣且類型多樣等特點。各層次高校的機械類專業(yè)均開設(shè)工程圖學課程，不同類型高校學生的特點不同，工程圖學課程的學情也不相同。以泰山科技學院為例，大一新生普遍對專業(yè)的了解程度不深，學生的學習能力與形象思維能力差異較大，以往的教學過程中發(fā)現(xiàn)大部分學生存在重解題、忽視工程問題等情況。因此，結(jié)合課程特點和學情分析，在泰山科技學院等應(yīng)用型大學中，工程圖學課程建設(shè)目標和研究內(nèi)容應(yīng)主要集中在如何引導學生打好扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，建立系統(tǒng)性工程思維以及提高解決問題的創(chuàng)新意識。

根據(jù)目前工程圖學課程教學中存在的問題，結(jié)合相關(guān)競賽，在課程教學中探索以賽促教、教賽融合模式，主要研究內(nèi)容包括以下四點。

2.1 基于大賽指導思想，優(yōu)化工程圖學課程培養(yǎng)目標

現(xiàn)代企業(yè)需要的是創(chuàng)新型應(yīng)用型人才，為滿足企業(yè)需求，需要在課程教學中加強對學生創(chuàng)新能力、實踐能力的培養(yǎng)。目前機械類學科競賽按照模式主要分為封閉式、開放式、半開放式和半封閉式四種。如表1 所示幾種競賽的內(nèi)容都與工程圖學課程的內(nèi)容有較多聯(lián)系。其中，全國大學生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽與工程圖學課程的結(jié)合最為緊密，該競賽是由原教育部高等學校工程圖學課程教學指導委員會、中國圖學學會制圖技術(shù)專業(yè)委員會和中國圖學學會產(chǎn)品信息建模專業(yè)委員會聯(lián)合主辦的圖學類課程最高級別的國家級賽事，2018年被中國高等教育學會列入全國普通高校學科競賽排行榜。該競賽的考核內(nèi)容包含制圖基礎(chǔ)知識、尺規(guī)繪圖、構(gòu)型與設(shè)計、計算機建模、輕量化設(shè)計及3D 打印[2]。該競賽以培養(yǎng)學生的工匠精神，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，探索圖學的發(fā)展方向，創(chuàng)新成圖載體的方法與手段為宗旨，目的在于以賽促教，以賽促學，全面提高大學生的圖學能力，為中國制造走向中國創(chuàng)造培養(yǎng)大量優(yōu)秀人才。將該競賽的指導思想和考查重點融入工程圖學課程的培養(yǎng)目標，為課程教學內(nèi)容的重構(gòu)和教學方法的改進指引方向。

表1 工程圖學課程相關(guān)學科競賽

2.2 根據(jù)大賽考核內(nèi)容，優(yōu)化工程圖學課程教學內(nèi)容

根據(jù)本校學生特點和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標，結(jié)合競賽重點考核內(nèi)容，本著夠用、實用、理實結(jié)合的原則，對教學內(nèi)容進行優(yōu)化和重組：刪減難度較大、抽象、理論性強的換面法、復雜組合體的相貫線等內(nèi)容，增設(shè)構(gòu)型、測繪、工程實訓等教學環(huán)節(jié)[1]，根據(jù)不同知識模塊特點采用混合式教學形式，全方位、多維度將大賽經(jīng)驗融合反饋至教學環(huán)節(jié)，深入優(yōu)化課程建設(shè)。通過合理改進授課中的知識點，促進學生思考，如在講解點、線、面的投影及組合體等內(nèi)容時，結(jié)合競賽中的構(gòu)型設(shè)計模塊，對授課內(nèi)容作整體的提升；在講解圖學的基礎(chǔ)知識時，也可借鑒競賽題目，鍛煉學生全面思考問題的能力。在課程的實訓環(huán)節(jié)，為學生準備項目式、開放式選題，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，通過自主探究，選擇最優(yōu)表達方案，系統(tǒng)性解決工程問題。

授課過程中，結(jié)合相關(guān)專業(yè)課和競賽內(nèi)容，增加方案設(shè)計和加工制造的內(nèi)容，使學生提前認識和理解機械結(jié)構(gòu)設(shè)計開發(fā)的系統(tǒng)性思維：從投影理論、立體構(gòu)型、組合體表達、機件表達、標準件常用件表達到加工要求表達、生產(chǎn)圖樣表達，對機械零件的設(shè)計過程有完整的思路。

優(yōu)化后的教學內(nèi)容，鍛煉學生從問題的發(fā)掘、設(shè)計方案的確定、方案決策、工程圖繪制到3D 原型制作等能力，形成產(chǎn)品設(shè)計到制造的全局觀，建立清晰的認識和準確的定位。

2.3 基于大賽對學生的能力要求，優(yōu)化教學方法

要從根本上提高工程圖學課程的教學效果，并為競賽培養(yǎng)能力出眾的學生，應(yīng)當積極探索適合本課程的教學方法。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，學生接觸到的資源越來越豐富，這些資源的利用情況直接影響課程的教學效果。根據(jù)競賽對學生的能力要求，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，對學生的課程學習進行全方位的輔導和檢測。通過項目式教學，培養(yǎng)學生各方面的能力，如為學生布置小組任務(wù)，將團隊合作能力的鍛煉貫穿整個教學過程，使學生學會合作包容，團結(jié)協(xié)作克服困難；設(shè)計表達的理論知識配合項目任務(wù)，使學生明白知行合一，運用知識解決實際問題，同時加深對知識的理解和吸收；與實踐緊密結(jié)合的生產(chǎn)圖樣表達任務(wù)，使學生從專業(yè)出發(fā)，多角度全面觀察事物，養(yǎng)成工程的標準意識；每個課程項目的答辯和展示，鍛煉學生自信地和社會公眾進行交流，誠信展示學習成果。通過以上教學方法的實施，全面提高學生的綜合能力，培養(yǎng)更適合現(xiàn)代社會的綜合型人才。

2.4 充分認識學生特點，改革課程考核方式

為了更充分地發(fā)揮“以賽促教、教賽融合”模式的教學效果，在工程圖學課程的考核方面，應(yīng)結(jié)合學生的特點、競賽的要求，改革課程的考核方式，通過多樣化的考核形式，促進學生更深入地學習和理解課程內(nèi)容。從單一的期末評價轉(zhuǎn)變?yōu)槌掷m(xù)性、實時性的過程性教學評價，從而有效解決成績正態(tài)分布、高分偏多現(xiàn)象；實施考試自主命題、自我測試、自行評價的模式，培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力；實施作業(yè)自主設(shè)計、自我命題、自行測試的模式，培養(yǎng)學生的設(shè)計和構(gòu)思能力；開發(fā)以賽代考的考核機制，設(shè)置與課程對應(yīng)的校內(nèi)學科競賽，將競賽引入第一課堂作為課程內(nèi)容，并以競賽成績作為課程考核的重要參考，為具備專業(yè)水平和能力的學生提供更多機會，激發(fā)學生的學習和參與熱情[3]。

3 需解決的關(guān)鍵問題

當前，以賽促教、教賽融合教學模式的實施過程中仍有一些具體的問題需要解決，主要問題有以下兩個。

3.1 如何將大賽經(jīng)驗反饋至教學環(huán)節(jié)

學科競賽相較于課程教學，難度以及所關(guān)注的重點都有較大區(qū)別，若改革過程中過多強調(diào)競賽知識點，與普通課程教學內(nèi)容偏離較遠，會導致教學效果不理想。因此，適度結(jié)合大賽內(nèi)容，適當融合大賽經(jīng)驗，是實施過程中需要注意的問題。

3.2 教學環(huán)節(jié)如何兼顧拔尖人才培養(yǎng)與普適性

根據(jù)對學生情況的了解，只有部分學生對學科競賽的積極性較高。實施過程中，可首先通過校內(nèi)選拔賽的形式，選拔學習熱情高、基礎(chǔ)較好的學生，開展項目式教學時，以選拔出的學生作為小組長，重點培養(yǎng)和鍛煉，同時對其他學生起到督促和帶動的作用。

4 工程圖學課程在以賽促教、教賽融合模式下的改革效果

通過一學年的實施，在以賽促教、教賽融合模式下，工程圖學課程在教學目標、內(nèi)容、方法和考核方式等方面進行一系列改革，取得了一定的效果，以下是對改革效果的總結(jié)。

4.1 優(yōu)化了工程圖學課程的教學目標，豐富了工程圖學課程的教學內(nèi)容

結(jié)合競賽的教學模式，將課程的知識結(jié)構(gòu)和教學目標從傳統(tǒng)知識型轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ棠芰μ嵘?；課程內(nèi)容的設(shè)置從知識零散式轉(zhuǎn)變?yōu)轫椖考墒剑虒W目標由傳授知識轉(zhuǎn)變?yōu)楦⒅啬芰ε囵B(yǎng)。

4.2 革新了課程教學思路，改進了課程考核機制，促進了教師教學能力的提升

以能力培養(yǎng)為目標，結(jié)合競賽改進傳統(tǒng)的考核方式，教師在教學過程中更多地進行思考和研究，建立縱橫貫通的知識體系、課程體系和實踐教學體系的同時，推動了教師專業(yè)發(fā)展，提升了課程教學組的整體水平。

4.3 構(gòu)建了師生互動的新型課程教學關(guān)系

打破了傳統(tǒng)課堂中的“滿堂灌”教學模式，更加注重以學生為主體，引入翻轉(zhuǎn)課堂，強化課前線上研習，注重課后線上研討、線下實踐，構(gòu)建課前、課中、課后的虛實維度互動關(guān)系。促進了學生自主、協(xié)作學習，激發(fā)了學生的學習興趣和創(chuàng)新意識，為后續(xù)課程中開展討論式教學、研究性學習提供了成功典型范例。

5 結(jié)束語

本文結(jié)合工程圖學課程相關(guān)的學科競賽，從以賽促教、教賽融合的理念出發(fā)，提出工程圖學課程教學的新思路、新方法，并總結(jié)了該模式下工程圖學課程教學中取得的初步成效。實踐證明，通過競賽激發(fā)了學生對工程圖學課程的學習熱情，提高了學生的學習積極性、自主性，鍛煉了學生的工程實踐能力、創(chuàng)新意識、團隊合作意識。以賽促教、教賽融合模式的實施，對教師教學能力的提升也起到了推動作用。