基于“1233”模式的機械制圖教學創新實踐

曹鳳梅，王國斌，李富榮

（銀川能源學院 機械與汽車工程學院，寧夏銀川 750100）

機械制圖是工科機械類等相關專業必修的專業基礎核心課程之一，是學生學習和掌握繪制和閱讀工程圖樣的原理和方法、培養形象思維能力的一門既有系統理論性、又有較強實踐性的技術基礎課，是學生學習后續專業課程的理論基礎，同時也是學生進行課程設計、畢業設計的實踐基礎。

1 課程教學存在的問題

1.1 “教”的過程

1.1.1 過于強調課程內容的系統性和完整性

傳統的機械制圖課程內容包括點、線、面、基本體、組合體、零件圖和裝配圖，知識的系統性和學科體系的完整性很好，教師在教學過程中為確保知識的系統性和完整性，常采用整堂講授的教學方式，“以學生為中心”的教學理念體現不足。

1.1.2 忽略了學生工程實踐應用能力的培養

教師在教學過程中側重理論知識的傳授和教材及習題集上的繪圖、識圖，各知識點在工程實踐中的應用性體現不足，導致學生在后續進行課程設計、畢業設計時應用能力明顯不足[1]。

1.2 “學”的過程

1.2.1 學生被動學習，主動性不足

機械制圖課程是學生學習的第一門機械類專業課程，學生沒有工程實踐經驗，加上部分學生的自我約束力較弱、課后自學能力不強等因素影響，一些學生在學習過程中倍感吃力，學習興趣降低。

1.2.2 學生空間思維能力弱，理論水平偏低

學生在由“物”到“圖”的畫圖過程中能力尚可，但是在由“圖”到“物”讀圖過程中存在學習困難，難以對一些復雜的二維工程圖進行三維準確表達[2]。

2 課程創新實踐

基于“成果導向”教育理念，結合銀川能源學院應用型本科院校的辦學定位，機械制圖課程教學團隊本著“學生中心、能力本位、職業導向”的思路，用“1233”模式對課程進行整體教學設計（見圖1），堅持1 個原則——“以學生為中心”，通過理論和實踐2 個教學環節，采用3 個教學模塊和3 個具體的項目，從教學目標的確定、教學內容的重構、教學方法的創新、教學環境的創設和教學評價的改革等方面進行教學創新實踐，并在該模式下形成了一定的課程思政特色，強化了教學效果，提高了學生對于知識的應用能力[3]，培養了學生的工程素養。

圖1 “1233”模式整體教學設計[4]

2.1 教學目標的確定

堅持1 個原則——“以學生為中心”，學生要獲得什么成果，為什么讓學生獲得這些成果，是基于“成果導向”教育理念確定課程教學目標、進行教學設計的基礎，為此，首先需要逆向分析和確定學習者的學習成果，由需求決定培養目標—畢業要求—學習者成果—教學目標的原則，確定課程的知識、能力和素質目標。

2.2 教學內容的重構

傳統的機械制圖課程內容不包括計算機繪圖和測繪實踐，但根據課程教學目標，需將原機械制圖、CAD繪圖、測繪實踐三門課程的內容進行整合，可以看出，整合后的課程兼具理論性和實踐性且理論和實踐聯系緊密的特點，所以課程教學內容的整合必須以建設具有高階性、創新性和挑戰度的“金課”為標準，理論教學和實踐教學2 個環節同向同行、相互融合，達成課程教學目標。

2.2.1 課程教學內容構架

根據學生的認知過程，從學生學習與接受的角度出發，由簡入難、循序漸進，將理論教學內容整合為3個模塊，并通過實踐教學環節3 個具體的項目開展理論教學[5]，達到理論和實踐教學同向同行、相互融合，共同完成課程教學的知識、能力和素質目標。具體課程教學內容架構如圖2 所示。

圖2 課程教學內容架構

2.2.2 教學內容融入“競賽”元素，打造“金課”

在課程教學的3 個模塊中，融入學科競賽“先進成圖與產品信息建模創新大賽”[6]“機械創新設計大賽”“三維數字化創新設計大賽”等對于機械制圖國家標準的掌握程度、選擇合理的機件表達方法、零部件尺寸的標注、技術要求的標注、裝配圖識讀與繪制內容等方面的需求，培養學生利用所學知識解決工程實際問題的能力及主動思考和學習的積極性[7]，為打造機械制圖課程“創新性、高階性和挑戰度”的“金課”起到了推動作用。

2.3 教學方法的創新

2.3.1 項目導向、任務驅動，達成學習成果

教學內容是基于教學目標進行設計，教學目標的設定應與最終的學生學習成果保持一致，由學生學習成果反推出各個教學模塊的子目標，并將這些子目標與課程的知識點關聯。梳理和歸納知識點模塊，以生產實際或后續專業課程中常見的機件模型為載體，通過項目導向、任務驅動的方法將具體實踐任務的完成作為學習成果，并與整合后的課程教學內容相對應。

由表1 可知，每一個知識模塊的最終學習成果都是相關的具體任務，這樣學生可以在理解課程知識點的基礎上，以項目為導向，以具體任務的完成為驅動力，將理論和實踐緊密結合，在這個過程中達成學習目標，即掌握繪圖和識圖的能力、工程實踐能力并培養團隊溝通協作能力[8]。

2.3.2 基于工作過程的學習過程

學生剛進入大學，工程實踐經驗匱乏，缺少對機械零件的感性認識和相應的設計、制造、工藝知識儲備，為此，基于工作過程的具體工作任務的執行對于課程學習非常必要。例如，在學習零件圖內容時，教師引導學生識讀同類零件圖，分析其特點和表達方法，然后給定同類零件實物或模型，發放任務書，分組按照“徒手繪制草圖—測量工件—繪制零件圖—尺寸和技術要求標注”的生產實踐中的實際工作過程，在“讀—測—繪”的學習過程中完成具體的工作任務[9]，“學會學習—學會應用—學會工作”，提高了學生對于課程知識的應用能力。

2.3.3 小組合作學習，凸顯學生主體地位

基于工作過程的學習過程，需要安排學生進行分組合作學習。根據班內學生的差異、任務的難易程度等進行科學分組。小組課下/課堂進行討論，確定完成任務的方案，分工合作，共同完成任務，并通過課堂展示、組間交流與評價、組內互評等環節開展合作與競爭，讓學生有更好的學習體驗，凸顯其主體地位[10]。

2.3.4 正誤對比法促進深度線上學習

選擇教學中的重難點、學生學習過程中存在的典型和共性問題及易混易錯的內容，將其作為案例導入課程在線學習平臺的章節內容，學生可通過正誤對比強化對知識點的理解和記憶[11]。同時，在線課程章節檢測也針對性地設置試題，使學生能夠“舉一反三”，深化線上學習效果。

2.4 教學環境的創設

（1）建設機械制圖在線課程平臺，課程資源為涵蓋知識點的微視頻、課件、隨堂測試、討論題、單元作業、單元測試等，使課程線上線下教學順利開展，形成人人皆學、處處能學、時時可學的泛在化學習新環境。

（2）利用“模型、實物、動畫、測繪室、微課視頻”等創設教學情境，提高學生主動學習的意愿，強化對課程知識的認識與理解。

（3）利用CAD 技術，制作三維模型及動畫，為學生課余學習提供資料[12]；借助相關網站，如三維網、中國機械CAD 論壇、CIDP 制造業數字資源平臺等，拓寬學生學習視野，提高其學習興趣。

2.5 教學評價的改革

（1）“N+1+1”的考核方式。實施“N+1+1”過程考核方式，注重對學生學習過程與學習結果兩方面的考核，改末端考試為過程監控，考核方式具體如表2所示：

表2 “ N+1+1”的考核方式

（2）課程教學大綱主導課程考核內容。加大對學生讀圖能力的考核力度，增加徒手繪圖能力考核環節，使課程考核滿足課程教學大綱的要求。

（3）注重學習目標的達成評價。利用學習通建成的機械制圖在線學習平臺，查看學生在章節微課視頻學習的進度和時間、小組任務提交和完成情況等量化三維教學目標的達成度，達到對學生學習過程的有效評價。

（4）自我評價和互評方式的靈活使用。充分利用在線課程平臺的分組功能，在不同任務、不同分組方式下，小組作品可靈活采取教師、組間、組內、自評的評價方式，或將其中幾種組合應用；也可根據制圖課程作業量大的特點，在教師講解并說明評價標準后，選取學生易出錯部分作業，學生進行自評；選取學生易掌握部分作業，進行學生間互評。通過這樣的方式，使學生反思、對比并調整學習策略，培養學生自我評價能力和互相評價的能力。

2.6 課程思政

2.6.1 以落實立德樹人任務為課程思政建設的目標——入心

課程團隊是一支思想政治素質過硬、專業素質扎實的教師團隊，始終堅持以德立身、以德立學、以德施教，這不僅體現在課堂教學的言傳身教，還體現在教師進行課余輔導答疑，教師以自身為榜樣擔負起錘煉學生品格、傳授理論知識、培養創新思維等職責，落實課程立德樹人的根本目標[13]。

2.6.2 以促進學生全面發展為課程思政建設的導向——入耳

課程教學過程貫徹全課程育人、全方位育人的育人理念，基于“1233”模式，堅持1 個原則——“以學生為中心”，在理論和實踐教學2 個環節，通過課程教學的3 個模塊和3 個驅動項目，將抽象的育人目標具體落實到每節課中，如畫圖、尺寸標注要遵守國家制圖標準；在“一點、一線、一面”中要求規范性、嚴謹性，即便小小的螺釘螺母，也要遵守其畫法規定；小組合作學習實現團結協作，取長補短。在潛移默化中將圖學素養與價值導向相結合，促使學生專業知識的學習與課程思政建設的目標趨于一致。

2.6.3 以豐富課程思政內容凸顯思政教育的價值引領作用——入腦

機械制圖課程是工程技術人員必備的一門特殊“語言”，又是學生學習機械類專業的第一門課程，在整個人才培養過程中起著十分重要的作用，需要豐富的課程思政內容來凸顯思政教育的價值引領作用。當面對每周6 學時，需完成作業、大作業、尺規繪圖、徒手繪圖、計算機繪圖等任務的巨大壓力時，用“中華民族百年奮斗”精神、“兩彈一星”精神、北京冬奧會精神等堅定學生學好課程的信念；當學生用了幾乎所有課余時間才完成了一個小小球閥的測繪任務時，用國產航母“山東號”、中國制造大飛機、中國高鐵等案例激發學生學習的動力；當面臨同一個機件多個表達方案、相同的兩視圖卻有不同的構型這些困惑時，用“超級雜交水稻”“中國芯”“天河一號”等案例激勵學生要有主動適應和引領產業變革和科技創新的勇氣和毅力[14]。

3 結語

基于“1233”模式的機械制圖教學創新實踐，在使學生達到知識和能力目標的同時，圍繞素質目標開展課程思政教學，該課程于2017 年獲得校級優質課程“一等獎”，課程教案獲優秀教案，基于課程制作的微課獲得校級微課大賽一等獎，課程于2019 年立項為自治區級“一流課程”。目前，通過學校在線課程平臺，建設了機械制圖在線課程，課程上線不到兩學期，訪問量已達25 000 余人次。自融入課程思政進行線上線下混合式教學以來，學校及學院督導組評價該課程等級為優秀，在校內也開展了觀摩課，反響良好。同時，學生到課率高，學習積極性高，課程學習氣氛活躍，學生對課程團隊教師評教平均分在95 分以上。創新實踐成效體現在以下幾個方面。

（1）2017 年，根據學校應用型人才培養定位，形成了基于成果導向教育理念的課程教學大綱，同年，課程嘗試基于“1233”模式的教學創新實踐。圖3 為主講教師所帶2017—2021 級各班機械制圖成績分布圖，可以看出，五年來學生成績逐漸趨于合理，不及格率也大大降低。

圖3 2017—2021 年課程成績分布

（2）學生的實踐能力增強，創新意識提高。機械制圖教學團隊教師指導學生獲批國家級大學生創新創業項目3 項，自治區級項目10 項；在各級各類學科競賽中獲國家級獎項4 項，自治區級獎項10 余項。

（3）該課程在各屆學生畢業設計環節的評價越來越高。圖樣要反映設計者最終的設計思想和設計成果，同時也是畢業設計過程的重要存檔資料。近年來，在畢業設計工作總結中，各專業負責人和指導教師均肯定了學生對機械制圖應用的能力。