丁喬　韓麗艷　孫軼紅　仵亞紅　李茂盛

［摘 要］為切實提高應(yīng)用型高校工程圖學課程質(zhì)量，秉承“以學生為中心，以成果為導(dǎo)向，持續(xù)改進，思政貫通”的教學理念，貫徹“緊跟時代發(fā)展，資源建設(shè)與模式改革同行，能力與素質(zhì)培養(yǎng)并重”的改革思路，課題組構(gòu)建了強化空間想象力和圖學應(yīng)用及工程素養(yǎng)漸進提高的“2+X”課程體系，創(chuàng)建了“互聯(lián)網(wǎng)+黃金分割”課堂時間、課內(nèi)與課外貫通、課程與思政同行互融的教學模式，實施了創(chuàng)新的考核方案，實現(xiàn)了“價值引領(lǐng)常態(tài)化、知識傳授系統(tǒng)化、能力訓練長效化和素質(zhì)培養(yǎng)高階化”的課程目標。此次改革在教學內(nèi)容、教學方法、教學模式等方面取得了突出成績。

［關(guān)鍵詞］工程圖學；教學模式；課程體系；教學方法；考核方案

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）15-0068-04

培養(yǎng)人才是大學的第一使命，是大學的根和本。無論是構(gòu)建世界百年未有之大變局下的新發(fā)展格局，還是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命引發(fā)的深刻變革，都對高校人才培養(yǎng)提出了新要求[1]。工程教育在我國高等教育中一直占據(jù)舉足輕重的地位[2]。黨的十八大以來，我國高等教育界先后實施了兩輪卓越工程師教育培養(yǎng)計劃，并以新工科建設(shè)驅(qū)動高等工程教育改革與發(fā)展。

工程圖學是一門以圖形為研究對象，用畫圖來表達設(shè)計思想的科學，工程圖學課程是高校工科學生職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的第一門課程，是學生掌握專業(yè)知識技能和進行科學邏輯思維訓練的必修課程。該課程注重培養(yǎng)學生的空間思維、構(gòu)型設(shè)計和繪圖表達能力，為后續(xù)課程的學習奠定重要的“語言”基礎(chǔ)，對培養(yǎng)學生遵守工程規(guī)范起到重要作用。因此，工程圖學課程教學在新形勢下?lián)摿酥匾娜瞬排囵B(yǎng)任務(wù)，迫切需要在課程體系、教學方法和教學模式等方面進行變革與創(chuàng)新，利用信息化技術(shù)進行課程建設(shè)與應(yīng)用，以適應(yīng)信息化社會的發(fā)展和當代學生獲取知識與信息的需要。

一、課程面臨的挑戰(zhàn)與問題

（一）部分學生的好奇心、興趣、潛力未得到有效激發(fā)，學習內(nèi)驅(qū)力有待提高

當前，還有部分高校教師沿用傳統(tǒng)的、以知識傳授為主的教育模式，學生使用同樣的教材、被動地按照同樣的進度學習。這樣的教學方式以教師為主導(dǎo)進行“滿堂灌”，學生被動學習，參與度不高，教師按照工廠化流水線生產(chǎn)模式培養(yǎng)人才，導(dǎo)致學生的好奇心、興趣、潛力未得以有效激發(fā)。

（二）部分學生難以適應(yīng)“以學生為中心”的學習模式，自主學習能力有待培養(yǎng)

盡管一些教師的教學理念與時俱進，但由于教學設(shè)計能力不強，部分學生的主動學習能力及持續(xù)性不足，難以適應(yīng)“以學生為中心”的學習模式。

（三）多元思維能力尚欠缺，創(chuàng)新意識的引導(dǎo)有待強化

多元思維也就是“空間思維”，是指跳出點、線、面的限制，能從上下左右、四面八方去思考問題的思維方式，也就是要“立起來思考”。當前、應(yīng)用型本科院校學生大多存在圖與形思維轉(zhuǎn)換困難、圖學知識應(yīng)用能力較差、后續(xù)課程對解決工程問題能力提升的支撐力度不足等問題。

工程圖學因與圖的“數(shù)字”化天然關(guān)聯(lián)、是創(chuàng)新的源泉載體而確定了其工科基礎(chǔ)課的課程地位。工程圖學課程教學既要達到“金課”所要求的“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”，又要解決課程面臨的問題，強化學生的創(chuàng)新意識，為學生的職業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

二、課程建設(shè)的改革與實踐

基于地方高校高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標和中國工程教育專業(yè)認證標準，在教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目“《機械制圖》智能云課程建設(shè)”和北京市教委“基于‘云教材數(shù)字資源建設(shè)及‘互聯(lián)網(wǎng)+黃金分割教學模式的實踐探索”等教改課題以及機械制圖北京市優(yōu)質(zhì)課程重點項目建設(shè)基礎(chǔ)上，以學生的“學”和“發(fā)展”為中心，反向設(shè)計課程目標，從教學內(nèi)容、教學模式、教學方法、考核方式等方面進行了改革與實踐。

（一）精準定位教學“雙目標”，構(gòu)建工程圖學“2+X”課程體系

從工程教育專業(yè)認證的角度來看，學校的辦學定位決定了專業(yè)的培養(yǎng)目標，專業(yè)的培養(yǎng)目標決定了畢業(yè)要求，畢業(yè)要求決定了課程目標 [3]。北京石油化工學院是一所具有鮮明工程實踐特色的地方應(yīng)用型高校，一直秉承“崇尚實踐、知行并重”的教育理念，提出打造“首善之區(qū)工程師搖籃”、培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的辦學目標。相應(yīng)的，學校機械類專業(yè)的培養(yǎng)目標為：培養(yǎng)能夠綜合運用機械工程及相關(guān)學科理論和專業(yè)知識，在機械工程及其相關(guān)領(lǐng)域從事開發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、應(yīng)用研究、運行管理和經(jīng)營銷售等方面工作的應(yīng)用型工程技術(shù)人才，使其具備良好的人文素養(yǎng)、職業(yè)道德和社會責任感，具有一定創(chuàng)新意識和較強工程實踐能力、良好的人際交往及合作能力。課題組對照布魯姆教育目標分類系統(tǒng)[4]，結(jié)合專業(yè)畢業(yè)達成指標要求和工程圖學課程特點，設(shè)計了教學“雙目標”。知識和能力教學目標為：培養(yǎng)學生做到“形—圖—形”的正確轉(zhuǎn)換，能夠讀懂機械圖樣并繪制出符合國標要求的圖樣，具有圖形思維能力、工程表達能力和創(chuàng)意構(gòu)型能力。同時，設(shè)計了思政教學目標，分為初級目標和高級目標。初級目標是在教與學的過程中，有意識地培養(yǎng)學生具有規(guī)范規(guī)矩意識、嚴謹細致的科學精神和一絲不茍的工作作風；高級目標是培養(yǎng)學生能夠運用唯物辯證法的觀點分析問題和解決問題，增強社會責任感，具有家國情懷和使命擔當。課程教學“雙目標”同向同行、相互交融。

在此基礎(chǔ)上，建設(shè)必修的理論知識和實踐技能兩類課程，任選其中課程形成（X）制圖進階課或競賽、科研項目、“繪圖會友”社團、技能認證等遞進式“2+X”課程體系，如圖1所示。制圖學習由大一延續(xù)到大三，教師對學有余力的學生進行深度培養(yǎng)。理論教學部分安排在大一，為學生必修內(nèi)容。實踐環(huán)節(jié)部分安排在大一和大二，為學生必修內(nèi)容，工科各個專業(yè)根據(jù)培養(yǎng)方案為學生提供難度不同的實踐項目，包括個人獨立實踐、小組協(xié)作實踐，培養(yǎng)學生的動手能力、工匠精神和團隊合作精神，同時鍛煉其圖學思維、創(chuàng)意實現(xiàn)能力。學業(yè)挑戰(zhàn)部分是以興趣為導(dǎo)向，以能力提升、素養(yǎng)提高、視野開闊為目標而設(shè)置的，是從大一貫穿到大三的選修內(nèi)容，任課教師以賽促學、以賽促研、以賽促教，提高課程挑戰(zhàn)度，教學效果顯著?！袄L圖會友”社團是依托于工程圖學教研室建立的學生組織，開展了構(gòu)型設(shè)計、3D打印、競賽培訓等活動，以滿足個人獨特的學習興趣和不同層次的學習需求，同時讓高年級學生為低年級學生答疑解惑。教師的科研隊伍吸納對科研感興趣的本科學生參與科學研究，以提高學生運用圖學和其他相關(guān)學科知識綜合解決工程問題的能力。工程圖學“2+X”課程體系解決了制圖課程與后續(xù)課程的有序銜接問題，保證了價值引領(lǐng)常態(tài)化、知識傳授系統(tǒng)化、能力訓練長效化和素質(zhì)培養(yǎng)高階化。

（二）基于因材施教和聚焦產(chǎn)出的理念，創(chuàng)建“三位一體”教學模式

筆者在深入分析總結(jié)傳統(tǒng)課堂和新興課堂優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上[5]，進行了多年的教學改革實踐，發(fā)現(xiàn)：對于應(yīng)用型本科高校大一學生，尤其是不具有前修知識儲備的新生來講，完全的“翻轉(zhuǎn)教學”效果不盡如人意。因此，為取得更好的教學效果，筆者開展了“互聯(lián)網(wǎng)+黃金分割”課堂時間教學，同時開展了課內(nèi)與課外貫通的實踐教學、課程與思政同行互融的教學。

1.“互聯(lián)網(wǎng)+黃金分割”課堂時間教學模式

對課堂時間進行黃金比例分割，即課中約三分之一的時間用于在云班課平臺上開展“翻轉(zhuǎn)課堂”教學，約三分之二的時間用于教師精講。教師每次課前都在云班課里推送本次課的課件和慕課鏈接，發(fā)布自主學習內(nèi)容，著力培養(yǎng)學生的自主學習能力。教師課中用約三分之一的時間借助云班課平臺開展“以學生為中心”的教學，通過同伴互教、展示討論、分題制以及做中學、線上小測試等活動，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的課堂參與度。教師用約三分之二的時間利用傳統(tǒng)的木模、三維造型和3D打印等現(xiàn)代技術(shù)講授教學中的重點、難點，并引入工程案例激發(fā)學生的求知欲。學生課后依據(jù)云班課平臺大數(shù)據(jù)反饋查漏補缺，以固化知識、拓展能力。

2.課內(nèi)與課外貫通的實踐教學模式

建設(shè)制圖手工工作坊，搭建學生多維發(fā)展的平臺。按照學生的認知能力和個性化需求將實踐教學劃分為課內(nèi)基礎(chǔ)實踐模塊和課外能力提升模塊，在大一到大三分階段分層次在課內(nèi)與課外同時實踐。指導(dǎo)學生自主拼接“拆分式組合體和軸類零件實訓教學模型”及“榫卯”等構(gòu)件，將傳統(tǒng)文化引入課內(nèi)外實踐教學活動中，增強學生內(nèi)驅(qū)力，提高學生動手能力和創(chuàng)新意識。

3.課程與思政同行互融的教學模式

大一階段是學生形成世界觀、人生觀、價值觀，培養(yǎng)學習生活好習慣，引導(dǎo)其熱愛專業(yè)和國家，具有使命擔當、大情懷的關(guān)鍵時期。積極推進課程思政建設(shè)，深化立德樹人成效，基于課程特點將工程師的基本素質(zhì)與唯物辯證法的科學思維及大國工匠精神深度融合，結(jié)合社會熱點，精心設(shè)計“拆、畫孔明鎖”“識榫卯”“冬奧”等教學活動，從中培養(yǎng)學生嚴謹細致的工作作風，也讓學生了解了中國傳統(tǒng)文化的博大精深，進而增強文化自信、民族自豪感。

（三）成立跨學校教師團隊，共建共享課程資源

為加強教學研究，打造教師教學發(fā)展共同體，提升教育教學能力，課題組組建了北京石油化工學院跨校教學團隊，實施跨校上課，綜合校際教學思想，設(shè)計與應(yīng)用型院校學生認知習慣相符合的教學方式：以“基本體”為切入點，將“軸測圖”和“換面法”知識點分散到與其相關(guān)聯(lián)的教學內(nèi)容中?；谛碌慕虒W內(nèi)容框架，跨校教學團隊共同出版了云教材及配套的慕課、課件，融入工程中、生活中的案例和思政元素，擴充了線上題庫等，為應(yīng)用型本科高校師生提供與教學目標相匹配的線上資源，保障混合式教學有效開展，為學生終身學習打下了堅實基礎(chǔ)。

（四）根據(jù)課程目標創(chuàng)新考核方式，實現(xiàn)“促學+助學+督學”的考核目的

聚焦課程目標，按照過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合、評價主體與評價指標多元化、評價內(nèi)容與評價方式全面化的原則[6]，細化各環(huán)節(jié)評價標準，設(shè)計包含思政考查點的過程性多元化評價方案。將工程素養(yǎng)和思政表現(xiàn)納入知識能力考核中，加大力度考核實踐項目作品的規(guī)范性、嚴謹性以及學習態(tài)度等。評價主體由教師考核學生變成教師和學生共同參與，期末試卷由學生分組出題，教師檢查、修改，最后由課程負責人組卷。評價方式有學生自評、生生互評、教師評閱。在計算機繪圖實踐環(huán)節(jié)引入第三方機構(gòu)認證考核，建立注重評價與反饋的課程持續(xù)改進機制，通過QQ、微信和云班課平臺大數(shù)據(jù)過程跟蹤、即時反饋功能，了解教學效果，及時調(diào)整教與學的策略。這種全過程多元化的評價方案可實現(xiàn)“促學+助學+督學”的目的。

三、課程建設(shè)的創(chuàng)新與成果

（一）教學模式創(chuàng)新：配比課堂時間，理論、實踐、思政互融，培養(yǎng)學習習慣和工匠精神

根據(jù)因材施教和聚焦產(chǎn)出理念，構(gòu)建“三位一體”教學新模式，可有效激發(fā)學生學習興趣，養(yǎng)成自主學習習慣，提升工程素養(yǎng)、規(guī)范意識與團隊精神。

（二）課程體系創(chuàng)新：打破章節(jié)邊界，設(shè)置制圖系列遞進課程，提高圖學思維和應(yīng)用能力

緊扣應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)目標，重構(gòu)以“基本體”為切入點，“軸測圖”和“換面法”知識點為主的教學內(nèi)容，構(gòu)建滿足不同學生需求的“2+X”課程體系。注重學生思考和動手實踐，形成了“工程素養(yǎng)—工程認知—工程實踐”相銜接的課程鏈。

（三）考核方案創(chuàng)新：依托大數(shù)據(jù)反饋，引入第三方機構(gòu)評價，實現(xiàn)過程激勵與實時督促

以實現(xiàn)學生的能力達成為目標，制訂貫穿教學全過程，由教師、學生、第三方機構(gòu)共同參與的多元化考核方案，以落實過程監(jiān)控和質(zhì)量評價，加強互動和即時反饋，切實提高應(yīng)用型本科院校學生學習的主動性和持續(xù)性，促進學生綜合能力提升、全方位發(fā)展。

北京石油化工學院工程圖學課程秉承“以學生為中心，以成果為導(dǎo)向，持續(xù)改進，思政貫通”的教學理念，貫徹“緊跟時代發(fā)展，資源建設(shè)與模式改革同行，能力與素質(zhì)培養(yǎng)并重”的改革思路，進行了多年的課程建設(shè)，取得了顯著成果。2019年機械制圖課程被評為北京市高等學校優(yōu)質(zhì)本科課程（重點）；2020年《工程制圖》（云教材）被評為北京市高等學校優(yōu)質(zhì)本科教材課件；2021年機械制圖課程被評為北京市高校課程思政示范課程； 2022年“以教學內(nèi)容重構(gòu)為抓手，工科應(yīng)用型高?！こ虉D學課程改革與實踐”獲北京市高等教育教學成果二等獎。這些課程建設(shè)成果對各高校提高學生的自主學習能力、創(chuàng)新意識、運用知識解決問題的能力等具有較好的借鑒和輻射作用。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 施佳歡，蔡穎蔚，鄭昱. 一流本科課程建設(shè)的實踐路徑：以南京大學優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)為例[J].中國大學教學，2021（4）：49-53.

[2] 周緒紅，陳朝暉，李正良.工程學科在線開放課程體系建設(shè)的探索與創(chuàng)新[J].中國大學教學，2021（8）：16-20.

[3］ 李寧. 筑好計算機專業(yè)的第一級臺階：談計算機導(dǎo)論課程教學[J].中國大學教學，2021（9）：37-41.

[4］ 丁喬，張孟玫，李茂盛，等. 以學生為中心的機械制圖混合式教學模式研究與實踐[J]. 圖學學報， 2018，39（2）：362-366.

[5] 黃治同，紀越峰，尹長川. 面向電子信息類創(chuàng)新人才培養(yǎng)的一流本科課程建設(shè)探索與實踐[J]. 中國大學教學， 2021（10）：43-48.

[6］ 李海東，吳昊. 基于全過程的混合式教學質(zhì)量評價體系研究：以國家級線上線下混合式一流課程為例[J].中國大學教學，2021（5）：65-71.

［責任編輯：鐘 嵐］