面向卓越工程師培養(yǎng)的工程圖學(xué)課程的教學(xué)改革與實踐

梁艷書 朱英杰 叢萌 郭桂梅 李蕊

摘要：卓越工程師培養(yǎng)計劃是教育部啟動的一項重大改革項目。根據(jù)“卓越工程師”的培養(yǎng)目標(biāo)及要求，結(jié)合工程圖學(xué)課程的特點，文章從教學(xué)方法、課堂內(nèi)、外教學(xué)實踐及考試方法等方面進行了與實改革與實踐。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；工程圖學(xué)；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）09-0040-02

“強國必先強教”，為進一步推進高等工程教育改革，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，教育部于2010年6月率先啟動了的一項重大改革項目“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”。其主要目標(biāo)是面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。這對于加快經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變、實現(xiàn)未來我國經(jīng)濟社會的持續(xù)發(fā)展，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

天津商業(yè)大學(xué)作為天津市首批九個試點單位之一，于2011年啟動實施了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”。同年，能源與動力工程專業(yè)開始招收第一批“卓越班”學(xué)生。今年，“卓越班”的第一批學(xué)生已走向工作崗位。經(jīng)過大學(xué)4年的培養(yǎng)，他們將成為卓越工程師的優(yōu)秀后備人才。

培養(yǎng)卓越工程師既要具備堅實的學(xué)科基礎(chǔ)，又要注重實踐能力的培養(yǎng)?！肮こ虉D學(xué)”課程作為“熱能與動力工程專業(yè)”的核心技術(shù)基礎(chǔ)課，是學(xué)生接觸工程實踐最早的一門課程，在培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)、實踐能力、創(chuàng)新意識方面起著其他課程不可替代的作用，工程圖學(xué)課程組經(jīng)過幾年的探索與實踐，不斷改進教學(xué)方法和手段，完善實踐教育體系，優(yōu)化實踐育人環(huán)境。在實踐中培養(yǎng)了學(xué)生正確的人生觀、世界觀和價值觀，使學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力切實得到了提高。

一、改進教學(xué)方法，提高學(xué)習(xí)有效性

1.采用引導(dǎo)式教學(xué)，提高學(xué)生參與意識。在教學(xué)中，應(yīng)改變原有的“管、灌”模式，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力。

“緒論”是本課程的第一堂課，看似簡單的課程介紹，實際上要講好并不是一件容易的事，需要老師要下一番功夫才行，因為它涉及到學(xué)生對本課程的了解、興趣、對工程圖學(xué)的重視程度，直接影響后面的教學(xué)。在緒論中我們直接引入“工程”的概念，介紹工程圖學(xué)課程在工程、學(xué)科中所處的地位、作用，包含的內(nèi)容。通過具體的實例：以輸出軸等零件圖為例，來說明工程圖樣在加工制造、檢驗、裝配過程中起到的作用，為剛剛踏入校門的學(xué)生近距離接近專業(yè)，盡快提升對專業(yè)認(rèn)識能力和興趣，感悟?qū)I(yè)特色和優(yōu)勢，收到了很好的效果。

2.成立研究性學(xué)習(xí)小組，采用項目教學(xué)法。“研究性學(xué)習(xí)小組”的教學(xué)模式起源于上世紀(jì)70年代的美國，它克服傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，提高了課堂教學(xué)效率。對于“卓越班”的學(xué)生，我們以4～5人為單位，組成研究性學(xué)習(xí)小組，在培養(yǎng)學(xué)生合作精神與人際交往能力的同時，突出學(xué)生在教學(xué)中的重要地位。為便于研究性小組的學(xué)習(xí)討論，嘗試采用基于項目的研究性教學(xué)模式，建立了“截切立體的投影”、“相貫立體的投影”、“平面圖形尺寸標(biāo)注”、“零件圖尺寸標(biāo)注”、“零件圖視圖選擇”等多個研究項目，進行以問題為導(dǎo)向，以作業(yè)、專題研究報告、組織研討課等為載體的教學(xué)模式的探索。在工程圖學(xué)的課程設(shè)計中，同學(xué)們也是以小組為單位自選題目完成課程設(shè)計的任務(wù)，這在很大程度上能夠鍛煉同學(xué)們的分工合作與解決問題的能力。從選題時的“頭腦風(fēng)暴”，到方案的確定與實施，再到解決問題與成果展示，都需要小組的幾名同學(xué)來共同完成。在整個研究性學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生始終擁有高度的自主性，能夠?qū)W(xué)習(xí)過程自我設(shè)計、自我控制，學(xué)生之間優(yōu)勢互補、充分發(fā)揮、實施自己的創(chuàng)意。而教師在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的干預(yù)和控制降低到最低限度，在必要時給予學(xué)生以研究方法的指點和支持，這樣的教學(xué)方法大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和教學(xué)效果。積極營造“寬而不懈，嚴(yán)而不死”的學(xué)習(xí)氛圍。

二、加大課堂教學(xué)實踐能力的培養(yǎng)

在傳統(tǒng)的教學(xué)中，理論知識的傳授占了很大的學(xué)時，這就導(dǎo)致理論與實際應(yīng)用之間存在著嚴(yán)重的脫節(jié)，在后繼的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中對于工程圖學(xué)課程所學(xué)的知識不能融會貫通，不能恰當(dāng)、熟練的應(yīng)用。為了能改變現(xiàn)狀，應(yīng)加強實踐教學(xué)。實踐教學(xué)包括課內(nèi)外兩個實踐平臺，對于剛剛進入大一的新生來說，課堂教學(xué)是教師傳授知識的主要途徑，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和動手能力的重要渠道。

1.構(gòu)型設(shè)計訓(xùn)練。工程圖學(xué)中的構(gòu)型設(shè)計，是研究平面圖形、立體和零件部件的幾何形狀、構(gòu)成方式及設(shè)計方法，其重點是進行幾何造型的訓(xùn)練。這種創(chuàng)意構(gòu)型、形體表達的過程，對空間想象能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著非常重要的作用。構(gòu)型設(shè)計訓(xùn)練與相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容相一致。老師從學(xué)生們從熟悉的日常生活物品著手，進行訓(xùn)練，如家用電器、廚房用具等。在老師的指引下，學(xué)生們經(jīng)歷了一個由簡單到復(fù)雜、循序漸進的過程，從平面圖形、組合體，到零件圖，最后是裝配圖。學(xué)生們把自己的“作品”當(dāng)堂進行展示。在了解自己所學(xué)和生活實際的密切聯(lián)系之后，學(xué)生們的興趣得到了極大的提高，學(xué)生們的基礎(chǔ)知識、工程意識和工程素質(zhì)也經(jīng)過有序的訓(xùn)練逐步得到了增強。

2.零部件測繪。零部件測繪是工程圖學(xué)實踐教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)。在課堂上開展的測繪實訓(xùn)中，學(xué)生們從測量最簡單的零件——軸的尺寸開始，到盤蓋類、箱體類零件及軸承等標(biāo)準(zhǔn)件，了解零件的結(jié)構(gòu)。通過繪制工程草圖，學(xué)生們理解了工藝結(jié)構(gòu)的作用和要求，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)，并向具備基本工程應(yīng)用能力的“卓越工程師”又邁進了一步。

3.綜合工程項目訓(xùn)練。綜合工程項目訓(xùn)練是課程學(xué)習(xí)結(jié)束后培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)的一項綜合能力訓(xùn)練，是一次較為全面的設(shè)計與表達練習(xí)，它提倡學(xué)生們的獨立思考與創(chuàng)造設(shè)計。根據(jù)課程的特點，每位學(xué)生按照老師的指定要求完成設(shè)計任務(wù)。設(shè)計題目可由教師指定，如減速箱、回油閥、柱塞泵等裝配部件，也鼓勵學(xué)生自由選取，由老師予以指導(dǎo)并進行審查。簡單的設(shè)計可由個人獨立完成，復(fù)雜的則需要幾名學(xué)生制訂計劃、明確分工，共同合作完成。

三、為學(xué)生積極搭建課外實踐平臺

除了課堂教學(xué)，課程組還為“卓越班”學(xué)生積極參加課外科技創(chuàng)新活動提供了充足的實踐機會，實現(xiàn)了學(xué)生將工程知識向工程能力的有效轉(zhuǎn)化。

1.鼓勵參加學(xué)校SRT項目。積極鼓勵“卓越班”學(xué)生參加SRT——學(xué)生科研素質(zhì)拓展項目，指導(dǎo)學(xué)生在SRT項目中全面應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識進行實際科研訓(xùn)練，在實踐中學(xué)習(xí)新的專業(yè)知識和科研方法，提高在科研思維和實際動手方面的能力。近兩年來，老師指導(dǎo)的SRT項目涉及的范圍很廣，如三維模型庫的設(shè)計、折疊自行車的設(shè)計、自動洗碗機的設(shè)計等多個項目，其中自動洗碗機獲批天津市大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項目。通過SRT項目訓(xùn)練，學(xué)生還可學(xué)習(xí)多種收集科研、技術(shù)和產(chǎn)品信息的方法，加強英文科技學(xué)術(shù)文獻閱讀和寫作方面的訓(xùn)練。部分學(xué)生將SRT中的研究成果申報了專利，還有一些同學(xué)將SRT的研究成果進一步拓展，成為了畢業(yè)設(shè)計中的主要研究方向。

2.積極參加學(xué)科競賽和專業(yè)技能培訓(xùn)。對于學(xué)習(xí)工程圖學(xué)課程的“卓越班”學(xué)生，老師積極鼓勵他們考取專業(yè)技能證書并參加學(xué)科競賽，這既是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的檢驗，又是培養(yǎng)“卓越班”學(xué)生實踐能力與應(yīng)用能力的良好機會。近年來，課程組組織、輔導(dǎo)“卓越班”學(xué)生參加了多種類型的技能競賽，如“機械設(shè)計創(chuàng)新大賽”、“三維建模大賽”、“天津市投影制圖競賽”、“CAD競賽”、“挑戰(zhàn)杯”等。此外，學(xué)校還與天津工程圖學(xué)學(xué)會一起開辦了CAD等級考試一級、二級培訓(xùn)班，為“卓越班”學(xué)生參加專業(yè)技能培訓(xùn)創(chuàng)造了良好的條件。自2011年以來，先后有包括“卓越班”學(xué)生在內(nèi)的800多名學(xué)生參加了培訓(xùn)，考取CAD等級證書的學(xué)生更是達到了千人以上，一定程度上滿足了國家對于“卓越計劃”學(xué)生培養(yǎng)的要求和社會對于應(yīng)用型人才的需要。

四、改革考核方法

考核是對老師“教”和學(xué)生“學(xué)”的效果的一個檢驗。在以往評價體系下，大多數(shù)學(xué)生和教師追求的是“佳績”，看重的是“考試結(jié)果”。要培養(yǎng)出未來的卓越工程師，應(yīng)形成以素質(zhì)提升為本、適應(yīng)新時期社會需求的評價體系，因此，對學(xué)生知識的考核應(yīng)從注重“學(xué)習(xí)成績”向注重“學(xué)習(xí)成效”轉(zhuǎn)變，從注重“考試結(jié)果”向注重“學(xué)習(xí)過程”轉(zhuǎn)變，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高學(xué)生的研究能力和工程實踐能力。

為此，工程圖學(xué)課程改革了考核的方式，降低期末考試成績的比重，采用平時成績和期末成績各占50%的比例，并且平時成績包括作業(yè)、提問、展示、答疑等多個環(huán)節(jié)，更重注考核學(xué)生解決實際問題的能力和綜合知識的運用能力。

五、結(jié)束語

經(jīng)過對教學(xué)方法和教學(xué)方式不斷的探索和改革實踐，“卓越班”的教學(xué)效果得到明顯的提高，在近兩年考核中，“卓越班”的平均成績要比普通班學(xué)生高10分左右，優(yōu)秀率和普通班之間也有明顯差異。實踐證明，“卓越工程師培養(yǎng)計劃”作為高校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效載體，是一個系統(tǒng)工程。作為一名高校教師，應(yīng)當(dāng)根據(jù)社會進步和經(jīng)濟、科技的發(fā)展需求，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，使學(xué)生不僅從課堂上，而且從豐富的社會中獲得知識，并且把學(xué)到的知識與社會需求對接。完善“卓越工程師”科技人才的培養(yǎng)模式，主動適應(yīng)多元化和多樣化的外部人才需求變化，教育改革和探索是無止境的，作為一名高等教育工作者任重而道遠(yuǎn)。

參考文獻：

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