非機(jī)類工程圖學(xué)閉環(huán)反饋教學(xué)改革與教學(xué)評(píng)價(jià)

白海英， 張?jiān)戚x， 王秀英

（吉林大學(xué) 機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130025）

非機(jī)類工程圖學(xué)閉環(huán)反饋教學(xué)改革與教學(xué)評(píng)價(jià)

白海英， 張?jiān)戚x， 王秀英

（吉林大學(xué) 機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130025）

根據(jù)非機(jī)類工程圖學(xué)課程的特點(diǎn)及教學(xué)改革的實(shí)際需要，建立了一種新的非機(jī)類工程圖學(xué)閉環(huán)反饋教學(xué)改革與教學(xué)評(píng)價(jià)體系.通過分析教學(xué)中存在的問題，對(duì)教材建設(shè)、工程訓(xùn)練、現(xiàn)代教學(xué)模式等進(jìn)行了改革與實(shí)踐，提出了以設(shè)計(jì)制圖為指導(dǎo)思想、圖學(xué)與其他學(xué)科有機(jī)融合的設(shè)想，并通過閉環(huán)反饋不斷調(diào)整改革方案，使其不斷得到完善.利用建立的評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)了教學(xué)改革的效果，結(jié)果表明所提出的教學(xué)改革方法可有效地提高教學(xué)質(zhì)量，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)及創(chuàng)新能力.

非機(jī)類；工程圖學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)評(píng)價(jià)

0 引言

非機(jī)類工程圖學(xué)是理工科學(xué)生必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，它既有系統(tǒng)的理論又有較強(qiáng)的實(shí)踐性和技術(shù)性，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)、創(chuàng)新能力起著重要的作用.近幾年來，由于受各學(xué)科培養(yǎng)方向、專業(yè)設(shè)置及課程總體規(guī)劃的影響，課程之間的調(diào)整較多，學(xué)時(shí)變化較大，隨之帶來的突出問題是絕大部分專業(yè)無后續(xù)的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造方面的課程安排，而把工程圖學(xué)課程作為學(xué)生獲取機(jī)械方面知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、工程素質(zhì)、拓寬專業(yè)口徑的唯一來源，因此，工程圖學(xué)課程所處的地位越加變得重要［1］.近幾年來，雖然對(duì)非機(jī)類工程圖學(xué)課程也進(jìn)行了一些改革，但效果不夠明顯，無論從課程體系到教學(xué)內(nèi)容以及在教學(xué)手段方面，都難以適應(yīng)目前對(duì)本科生培養(yǎng)總目標(biāo)的要求.鑒于此本文針對(duì)非機(jī)類工程圖學(xué)課程的教學(xué)改革與教學(xué)評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，提出一種新的閉環(huán)反饋教學(xué)改革與教學(xué)評(píng)價(jià)體系.

1 閉環(huán)反饋教學(xué)改革與教學(xué)評(píng)價(jià)體系

閉環(huán)反饋教學(xué)改革框圖如圖1所示.該教學(xué)改革方案首先以社會(huì)就業(yè)需求、非機(jī)類專業(yè)學(xué)生的教學(xué)定位及完成教學(xué)各環(huán)節(jié)的條件為基礎(chǔ)，確定非機(jī)類學(xué)生工程圖學(xué)課程的培養(yǎng)目標(biāo)；再根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)提出結(jié)課時(shí)學(xué)生所要達(dá)到的能力要求并與培養(yǎng)方案中的學(xué)生能力要求進(jìn)行比較，通過二者之間的差距不斷調(diào)整培養(yǎng)目標(biāo).另外，當(dāng)結(jié)課時(shí)學(xué)生達(dá)到的能力要求與培養(yǎng)方案中的能力要求有偏差時(shí)，通過對(duì)教學(xué)改革和教學(xué)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行調(diào)整，使工程圖學(xué)課程不斷得到完善.

圖1 閉環(huán)反饋教學(xué)改革框圖

2 教學(xué)改革

2.1 教學(xué)改革與教材建設(shè)

教學(xué)改革的核心內(nèi)容主要體現(xiàn)在教材建設(shè)，即教材內(nèi)容的更新上.畫法幾何與機(jī)械制圖作為工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一門重要學(xué)科，為工程技術(shù)等領(lǐng)域解決空間幾何及機(jī)構(gòu)、工程設(shè)計(jì)等問題提供了可靠的理論依據(jù)和有效手段［2］.我們通過對(duì)國(guó)內(nèi)外圖學(xué)教育的現(xiàn)狀分析，結(jié)合我校的實(shí)際情況，編寫了《工程設(shè)計(jì)制圖》教材.新教材在內(nèi)容上保留了圖學(xué)的精華，拓寬了圖學(xué)的領(lǐng)域.

1）在投影基礎(chǔ)各章節(jié)中，以體為主線，從形體出發(fā)講授畫法幾何部分，遵循三維立體到二維圖形的認(rèn)識(shí)規(guī)律，力求少而精.刪減幾何元素中線線垂直、線面垂直、輔助平面法求相貫線和截交線、復(fù)合相貫線等內(nèi)容，加強(qiáng)組合體讀圖能力的培養(yǎng)［3］.在機(jī)件的表達(dá)方法章節(jié)中，要求學(xué)生掌握視圖、剖視圖、斷面圖和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖樣畫法，并利用這些方法，根據(jù)機(jī)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)谋磉_(dá)方案，完整、準(zhǔn)確、清晰地表達(dá)機(jī)件.在零件圖章節(jié)中，將重點(diǎn)放在對(duì)典型零件的畫法及表達(dá)規(guī)律上.例如：對(duì)軸套類零件采用一個(gè)主視圖附加移出斷面圖、局部放大圖、局部視圖和簡(jiǎn)化畫法叉架類零件采用幾個(gè)基本視圖或剖視圖、斷面圖局部視圖、斜視圖、局部放大圖等表達(dá)；在畫典型零件過程中讓學(xué)生了解零件的工藝結(jié)構(gòu)、標(biāo)注尺寸、技術(shù)要求、材料的熱處理等［4］.在裝配圖章節(jié)中，要求學(xué)生能完成較低難度的裝配圖的繪制，而重點(diǎn)以閱讀裝配圖為主.

2）根據(jù)社會(huì)對(duì)實(shí)際人才的需求，在課程教材內(nèi)容的構(gòu)建方面適當(dāng)增加和融入了機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械精度設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝與材料等交叉學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生了解機(jī)械的常用機(jī)構(gòu)和機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟，拓寬學(xué)生的工程意識(shí).例如：在常用機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)章節(jié)中，重點(diǎn)扼要地介紹對(duì)心直動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用場(chǎng)合、設(shè)計(jì)方法機(jī)構(gòu)尺寸的確定；在連桿機(jī)構(gòu)章節(jié)中列舉了很多生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用的機(jī)構(gòu)裝置等.

新教材內(nèi)容以設(shè)計(jì)繪圖為主線，以體為綱，涉及工程領(lǐng)域，拓展了學(xué)生的知識(shí)面，充分體現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)的教育目標(biāo).

2.2 教學(xué)改革與工程訓(xùn)練

工程圖學(xué)課程是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后最早接觸的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，其課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力、構(gòu)思能力、繪制和閱讀工程圖樣的基本技能.該課程的學(xué)習(xí)效果將直接影響到后續(xù)課程的學(xué)習(xí).因此在教學(xué)中如何加強(qiáng)工程訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和動(dòng)手能力顯得尤為重要［5－6］.

1）精講多練加強(qiáng)輔導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生參與意識(shí)和自學(xué)能力.工程圖學(xué)是一門形象思維很強(qiáng)的課程，非機(jī)類制圖課程學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多，因此需要教師講授時(shí)要少而精，以求在有限的時(shí)間內(nèi)擴(kuò)大課堂信息量.為保證教學(xué)效果，教師要充分利用實(shí)物模型、習(xí)題輔導(dǎo)園地、網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)答疑系統(tǒng)、三維模型庫(kù)等輔助教學(xué)條件，提高學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力.鑒于大一的學(xué)生做工程圖學(xué)作業(yè)時(shí)往往不知道錯(cuò)在哪兒的問題，教師要充分利用課外輔導(dǎo)時(shí)間，從畫好每1條線，標(biāo)好每1個(gè)數(shù)字開始，認(rèn)真指導(dǎo)學(xué)生完成作業(yè).

2）強(qiáng)化實(shí)踐性教學(xué)，提高學(xué)生綜合能力.為達(dá)到這一目標(biāo)，利用第2學(xué)期末短學(xué)期的2周時(shí)間，設(shè)置了非機(jī)類專業(yè)本科生工程圖學(xué)綜合實(shí)踐的教學(xué)環(huán)節(jié)，即3人為1個(gè)小組，在教師指導(dǎo)下測(cè)繪齒輪油泵部件.測(cè)繪工作與機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)際緊密相關(guān)，它涉及到大量的機(jī)械設(shè)計(jì)和工藝方面的知識(shí).在綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過利用工具進(jìn)行拆裝實(shí)驗(yàn)，了解部件的工作原理、拆裝順序和裝配工藝及每個(gè)零件的用途和分類；掌握和貫徹國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)械制圖》中的有關(guān)規(guī)定和查閱有關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)；徒手繪制零件草圖；用尺規(guī)等儀器繪制裝配圖；用AutoCAD軟件繪圖并用繪圖機(jī)輸出圖樣；編寫設(shè)計(jì)說明書；最后每組提交齒輪油泵的全部技術(shù)文件等，由此得到了實(shí)際的工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練.

2.3 教學(xué)改革與現(xiàn)代教學(xué)模式

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的工程圖學(xué)教學(xué)手段已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求.另外，在非機(jī)類工程圖學(xué)課的學(xué)時(shí)逐漸減少的情況下，要完成新的教學(xué)體系所規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容，并在有限的時(shí)間內(nèi)，增加學(xué)生的課堂信息量，就必須對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革，開發(fā)適合教學(xué)需要的高質(zhì)量的多媒體教學(xué)軟件，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提高授課效率和質(zhì)量.

1）注重傳統(tǒng)內(nèi)容與現(xiàn)代技術(shù)的有機(jī)結(jié)合CAD技術(shù)從根本上改變了傳統(tǒng)的手工繪圖和出圖模式，人們可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行交互設(shè)計(jì)和計(jì)算.在講授計(jì)算機(jī)繪圖時(shí)，除了將二維計(jì)算機(jī)繪圖（AutoCAD）納入工程圖學(xué)課程中，還必須在原有計(jì)算機(jī)繪圖內(nèi)容的基礎(chǔ)上加入三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪圖的應(yīng)用.在學(xué)生的作業(yè)中，適當(dāng)削弱儀器繪圖的量，將計(jì)算機(jī)繪圖與手工繪圖有機(jī)結(jié)合起來加強(qiáng)學(xué)生計(jì)算機(jī)繪圖與徒手繪圖的能力.結(jié)合工程圖學(xué)課程，開設(shè)CAD、CATIA、UG等相關(guān)工程軟件培訓(xùn)課，讓更多的學(xué)生根據(jù)自己的興趣獲取更多的知識(shí).

2）開發(fā)智能化的教學(xué)軟件.對(duì)于學(xué)生缺乏感性知識(shí)的內(nèi)容，如金屬材料成型簡(jiǎn)介與鑄鍛工藝結(jié)構(gòu)、機(jī)械加工工藝結(jié)構(gòu)、螺紋緊固件聯(lián)接、鍵銷聯(lián)接、零件圖和裝配圖等，采用多媒體授課，不僅可以有助于對(duì)所學(xué)內(nèi)容的消化和理解，加大課堂教學(xué)的信息量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，減少教師的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高教學(xué)質(zhì)量.目前，我們已經(jīng)研制開發(fā)了與工程制圖教學(xué)相配套的授課與助教型、習(xí)題輔導(dǎo)與助學(xué)型、自測(cè)型等系列教學(xué)軟件，已建成教學(xué)、習(xí)題、輔導(dǎo)、考試、考查為一體的網(wǎng)絡(luò)版智能型多媒體教學(xué)系統(tǒng)，該系列教學(xué)軟件和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的使用，已大大提高了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性.

3 教學(xué)評(píng)價(jià)

非機(jī)類工程圖學(xué)課程的教學(xué)評(píng)價(jià)通過學(xué)生成績(jī)、學(xué)生能力和教學(xué)質(zhì)量3方面進(jìn)行.學(xué)生成績(jī)是平時(shí)教學(xué)過程中學(xué)生學(xué)習(xí)效果的直接反饋，主要包括平時(shí)作業(yè)成績(jī)和期末考試成績(jī)；學(xué)生能力體現(xiàn)在手工和尺規(guī)及CAD繪圖、課程設(shè)計(jì)及答辯等方面，它主要考察學(xué)生自主構(gòu)思、設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力；教學(xué)質(zhì)量主要考察教學(xué)過程中教學(xué)是否滿足基本要求，結(jié)課時(shí)學(xué)生是否達(dá)到預(yù)期培養(yǎng)目標(biāo).教學(xué)評(píng)價(jià)框圖如圖2所示.

圖2 教學(xué)評(píng)價(jià)框圖

3.1 教學(xué)評(píng)價(jià)的內(nèi)容

成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)包括平時(shí)成績(jī)、期末成績(jī)和計(jì)算機(jī)繪圖成績(jī).平時(shí)成績(jī)（包含小作業(yè)、大作業(yè)）占總成績(jī)的20%，期末考試成績(jī)占總成績(jī)的70%，計(jì)算機(jī)繪圖成績(jī)占總成績(jī)的10%.能力評(píng)價(jià)是通過在工程圖學(xué)課程中增設(shè)綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的.主要評(píng)估學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力、空間結(jié)構(gòu)分析能力、工程實(shí)踐能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力.教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)是通過學(xué)生的信息反饋、督學(xué)的教學(xué)評(píng)議機(jī)制、試卷的分析與統(tǒng)計(jì)來實(shí)現(xiàn).

3.2 教學(xué)評(píng)價(jià)的分析

選取2個(gè)班的學(xué)生對(duì)教學(xué)改革前、后的教學(xué)情況進(jìn)行對(duì)比分析.圖3為教學(xué)評(píng)價(jià)效果圖，它主要從草圖和尺規(guī)繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖、平時(shí)成績(jī)、考試成績(jī)、相關(guān)知識(shí)應(yīng)用及教學(xué)質(zhì)量7個(gè)方面對(duì)工程圖學(xué)教學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)，每部分評(píng)價(jià)均分成5個(gè)等級(jí)，5.0分為最優(yōu)，1.0分為最差.圖中所對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)分值為全班平均值.

圖3 教學(xué)改革評(píng)價(jià)效果圖

從圖3可以看出：教學(xué)改革前，各方面能力相對(duì)平均，其中學(xué)生手繪的草圖、尺規(guī)繪圖的任務(wù)比較多，學(xué)生在此方面的能力較為突出，而在計(jì)算機(jī)繪圖方面存在明顯不足；教學(xué)改革后，除草圖、尺規(guī)繪圖任務(wù)相對(duì)降低以外，其它各方面能力均有所提高，尤其在CAD、CATIA繪圖方面，學(xué)生的計(jì)算機(jī)繪圖能力有明顯的提高.這說明，本教學(xué)改革方法可逐步提高學(xué)生的工程圖學(xué)能力，不斷完善本課程體系的建設(shè).

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)工程圖學(xué)學(xué)科的總體改革和發(fā)展趨勢(shì)結(jié)合近幾年來在非機(jī)類課程教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)，在課程教學(xué)改革方面進(jìn)行了探索和嘗試.在教改中既考慮了新課程體系所涉及的教學(xué)內(nèi)容和范圍，又考慮了各內(nèi)容和各環(huán)節(jié)間的交叉銜接關(guān)系，并將教學(xué)改革與教學(xué)評(píng)價(jià)有機(jī)地結(jié)合在一起.本文提出的教學(xué)改革與教學(xué)評(píng)價(jià)，有助于不斷改進(jìn)教學(xué)方法，提高課程的教學(xué)質(zhì)量以及培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新能力.

［1］ 龐永俊，孫冰心，王月亭，等.從工程圖學(xué)發(fā)展趨勢(shì)談工程圖學(xué)教學(xué)改革［J］.河北建筑工程學(xué)報(bào)，2010 28（4）：118－120.

［2］ 黨改紅，王國(guó)省，齊峰.工程圖學(xué)類課程的教學(xué)改革與研究［J］.中國(guó)電力教育，2011（32）：100－102.

［3］ 王秀英.工程制圖［M］.北京：科學(xué)出版社，2003：27－72.

［4］ 侯洪生.機(jī)械工程圖學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社2008：196－219.

［5］ 王秀英，白海英，張秀芝.面向創(chuàng)新人才培養(yǎng)的工程圖學(xué)綜合實(shí)踐［J］.工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2009，30（5）：148－152.

［6］ 姚俊紅.工程圖學(xué)教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［J］中國(guó)電力教育，2011（2）：79－80.

Teaching reforming and teaching evaluation of non－mechanical engineering drawing based on closed－loop feedback

BAI Hai－ying， ZHANG Yun－h(huán)ui， WANG Xiu－ying
（College of Mechanical Science and Engineering，Jilin Uiversity，Changchun 130025，China）

According to the characters of non－mechanical engineering drawing course and the actual needs of teaching reform，we establishe a new set of teaching reform and teaching evaluation system of non－mechanical engineering drawing based on closed－loop feedback.The reform and practice on textbooks，engineering training and teaching mode are discussed through analyzing the problems in teaching process.The design of drawing is put forward as a kind of guiding ideology.And the idea which is a combination of the engineering drawing and other science is presented.The closed－loop feedback constantly adjusts the reform program.Using the evaluation method，we evaluate the effect of teaching reform.The results show that the methods of teaching reform can effectively improve the quality of teaching and train the engineering quality and innovation capability of students.

non－mechanism；engineering drawing；teaching reform；teaching evaluation

G420

A

1004－4353（2012）03－0247－04

20120523

吉林省教育廳教育教學(xué)研究項(xiàng)目（200841）

白海英（1955—），女，副教授，研究方向?yàn)楣こ虉D學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)及理論.