基于卓越工程師培養(yǎng)的工程圖學課程教學模式的探索與實踐

梁艷書　叢萌　朱英杰

[摘 要]卓越工程師教育培養(yǎng)計劃是教育部啟動的一項重大的改革項目。它關系到一大批創(chuàng)新型工程人才的培養(yǎng)。根據(jù)“卓越工程師”的培養(yǎng)目標及要求，結合工程圖學課程的特點，從教學方法、課堂內外教學實踐及考試方法等方面進行了探索與實踐。

[關鍵詞]卓越工程師；工程圖學；教學模式

[中圖分類號] G423 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）06-0132-03

為了貫徹《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》精神，進一步推進高等工程教育改革，培養(yǎng)造就一大批能適應經濟社會發(fā)展的、實踐和創(chuàng)新能力強的高質量各類型工程技術人才，教育部于2010年6月啟動實施了的一項重大舉措——“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”。這一項重大的改革項目，對我國經濟方式的轉變，更長遠的持續(xù)發(fā)展，更好地面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，有著重要的意義和深遠的影響。

天津商業(yè)大學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”學生。今年，“卓越班”的第一批學生已走向工作崗位。經過大學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科基礎，又要注重實踐能力的培養(yǎng)。工程圖學課程作為熱能與動力工程專業(yè)的核心技術基礎課，是學生接觸工程實踐最早的一門課程，在培養(yǎng)學生的工程素質、實踐能力、創(chuàng)新意識方面起著其他課程不可替代的作用。工程圖學課程組經過幾年的探索與實踐，不斷改進教學方法和教學手段，完善教育教學體系。特別是在實踐教學上，加強了實踐環(huán)節(jié)，充分優(yōu)化育人環(huán)境，將課內、外與及社會實踐有效地結合起來，引導、鼓勵學生理論聯(lián)系實際，并進行知識的轉化和再創(chuàng)造。通過工程圖學課程的學習，學生形成了正確的價值觀、人生觀和世界觀，為畢業(yè)很快能融入社會，發(fā)揮知識的有效性，做好了充分的知識和能力儲備。

一、改進教學方法，增強學習自主性

（一）講好緒論，提高學生對課程學習的興趣和認識

在教學中，應改變原有的“管、灌”模式，激發(fā)學生內在的學習動力。

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，需要教師下一番功夫才行。因為它涉及學生對本課程的了解、興趣、對工程圖學的重視程度，直接影響后面的教學。在緒論中，教師通過學生們熟悉的產品，介紹其加工過程，引入“工程”概念，讓學生了解本課程包含的內容，學習的重點，以及所處學科的地位、作用。如以輸出軸零件圖為例，來說明工程圖樣在加工制造、檢驗、裝配過程中所起到的作用，這對剛剛踏入校門的學生近距離接近專業(yè)，盡快提升對專業(yè)的認識能力和興趣，感悟專業(yè)特色和優(yōu)勢，起到了很好的作用。可見，講好緒論，可以使學生學習目的更明確，同時也增強了學生學習的積極性。

（二）成立研究性學習小組，開放模型實驗室

“研究性學習小組”的教學模式起源于70年代的美國，它克服了傳統(tǒng)教學“教師講授”為主，學生被動學習的弊端，提高了課堂教學效率。對“卓越班”的學生，我們以4-5人為單位，組成研究性學習小組，在培養(yǎng)學生合作精神與人際交往能力的同時，突出學生在教學中的重要地位。為便于研究性小組的學習討論，教師根據(jù)教學內容嘗試采用基于項目的研究性教學模式，建立了“截切立體的投影”、“相貫立體的投影”、“平面圖形尺寸標注”、“零件圖尺寸標注”、“零件圖視圖選擇”等多個研究項目。對每一個研究項目，以具體問題為導向，通過習題課、專題研究、小組討論等多種模式的教學載體進行探討。在工程圖學的課程設計中，學生們也是以小組為單位自選題目完成課程設計的任務，這在很大程度上能夠鍛煉學生們的分工合作與解決問題的能力。從選題時的“頭腦風暴”，到方案的確定與實施，再到解決問題與成果展示，都需要小組的幾名學生來共同完成。在研究性學習的過程中，學生之間優(yōu)勢互補，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)意，自我設計，自我控制，擁有高度的自主性，而教師給予學生研究方法的指點和支持。這樣的教學方法大大提高了學生學習的自主性和教學效果，營造了“寬而不懈，嚴而不死”的學習氛圍。

為了增強學生對立體、零件、部件等的感性認識，學以致用，模型實驗室每周都有半天時間對學生開放，教師要求每個小組每學期能參觀模型實驗室3-5次，并親手裝拆模型，了解模型構造，這樣能增強學生們的空間想象力和實踐操作能力。

二、加大課堂教學實踐能力的培養(yǎng)

在傳統(tǒng)的教學中，理論知識的傳授占了很大的學時，這就導致理論與實際應用之間存在嚴重的脫節(jié)，學生在后繼的課程設計和畢業(yè)設計中對工程圖學課程所學的知識不能融會貫通，不能恰當、熟練的應用。為了改變現(xiàn)狀，應加強實踐教學。實踐教學包括課內、外兩個實踐平臺。對于剛剛進入大一的新生來說，課堂教學是教師傳授知識的主要途徑，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和動手能力的重要渠道。

（一）構型設計訓練

工程圖學中的構型設計，是研究平面圖形、立體和零件部件的幾何形狀、構成方式及設計方法，其重點是進行幾何造型的訓練。這種創(chuàng)意構型、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。構型設計訓練與相應的教學內容相一致。教師可以從學生們從熟悉的日常生活物品著手，如家用電器、廚房用具等，進行訓練。在教師的指引下，學生們經歷了一個由簡單到復雜、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。學生們把自己的“作品”當堂進行展示。由于能將自己所學的知識和生活實際密切聯(lián)系起來，學生們的興趣得到了極大的提高，在不知不覺中學生們的基礎知識得到了鞏固，工程意識和工程素質也經過有序的訓練逐步得到了增強。

（二）零部件測繪實踐

零部件測繪是工程圖學實踐教學的一個重要環(huán)節(jié)。在課堂上動手開展測繪實訓，讓學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準件，這不但能讓學生學會使用測繪工具，而且更重要的是通過實訓讓學生了解零件的結構。繪制工程草圖，能讓學生們理解了工藝結構的作用和要求，為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下基礎，并向具備基本工程應用能力的“卓越工程師”又邁進了一步。

（三）綜合工程項目訓練

綜合工程項目訓練在本課程學習結束后利用一周的時間來完成，是一次較為全面的設計與表達練習。它提倡和培養(yǎng)學生們的獨立思考與創(chuàng)造設計能力，是一項較為綜合的能力訓練。教師根據(jù)課程的要求和特點，提出設計任務的要求。設計題目可由教師指定，也可以由學生自由選取，經教師審查并給予指導。簡單的設計可由個人獨立完成，復雜的則需要幾名學生制訂計劃、明確分工，共同合作完成。通過此次訓練，學生們既鞏固了所學的知識，又可以查缺補漏，彌補本課程所學知識的不足，并將所學的知識融會貫通，綜合運用。

三、為學生積極搭建課外實踐平臺

除了課堂教學，我們還為“卓越班”提供了充足的、豐富多彩的課外實踐和科技創(chuàng)新的機會，為工程知識轉化成工程能力創(chuàng)造了條件。

（一）鼓勵參加學校SRT項目

積極鼓勵“卓越班”學生參加SRT——學生科研素質拓展項目，指導學生在SRT項目中將所學的理論知識與實際結合起來，培養(yǎng)學生的科研思維和科研方法。學生在項目研究過程中邊干別學，逐步培養(yǎng)了基本的科研能力和素質。近兩年來，教師指導的SRT項目涉及的范圍很廣，如三維模型庫的設計、折疊自行車的設計、自動洗碗機的設計等多個項目，其中自動洗碗機獲批天津市大學生創(chuàng)業(yè)項目。部分學生將SRT中的研究成果申報了專利，還有一些學生將SRT的研究成果進一步拓展，成為了畢業(yè)設計中的主要研究方向。

（二）積極參加學科競賽和專業(yè)技能培訓

對學習工程圖學課程的“卓越班”學生，教師積極鼓勵、輔導他們參加學科競賽并考取專業(yè)技能證書。這既是對學生所學知識的檢驗，又是培養(yǎng)“卓越班”學生實踐能力與應用能力的良好機會。近年來，課程組組織、輔導“卓越班”學生參加了多種類型的學科、技能競賽，如“機械設計創(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，學校還與天津市工程圖學學會聯(lián)合組織開辦了CAD等級考試一級、二級培訓班，為“卓越班”學生參加專業(yè)技能培訓創(chuàng)造了良好的條件。自2011年以來，先后有包括“卓越班”學生在內的800多名學生參加了培訓，考取CAD等級證書的學生更是達到了千人以上，這在一定程度上滿足了國家對于“卓越計劃”學生培養(yǎng)的要求和社會對應用型人才的需要。

四、考核方法改革

考核是對教師“教”和學生“學”的效果的一個檢驗。傳統(tǒng)的考評體系，考試結果是評價教學效果的一個重要的指標，教師和學生更看中的是“佳績”。為了應付考試，有的學生不求甚解，死記硬背，影響了發(fā)散思維、創(chuàng)造性思維的鍛煉。我們培養(yǎng)的卓越工程師，應該是以提升素質為本，增強學生的學習主動性，從而提高學生的研究能力和工程實踐能力。因此，教學效果的評價體系也應從注重考試結果向注重學習過程轉變。

為此，工程圖學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%的做法，并且平時成績包括作業(yè)、提問、展示、答疑等多個環(huán)節(jié)，更重注考核學生解決實際問題的能力和綜合知識的運用能力。

五、結束語

經過對教學方法和教學方式不斷的探索和改革實踐，“卓越班”的教學效果得到了明顯的提高。在近兩年的考核中，“卓越班”的平均成績要比普通班學生高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。教育改革和探索是無止境的，作為一名高校教師，我們會追蹤畢業(yè)后“卓越班”學生工作的情況，從而及時更新教學內容、教學方法和手段，以滿足科技進步、社會發(fā)展的需求，使學生不僅從課堂上，而且從豐富的社會中獲得知識，并且把學到的知識與社會需求對接。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 教育部.卓越工程師培養(yǎng)計劃[M].北京：中國教育出版社，2010.

[2] 孫蘭鳳，梁艷書.工程制圖[M].北京：中國高等教育出版社，2010.

[3] 梁艷書，朱英杰，郭桂梅，叢萌.工程圖學教學中工程素質培養(yǎng)的探索與實踐[J].大學教育，2013（4）：63-64.

[4] 沈貴鵬，樸珍.高校教師“教學卓越”的思考與探索[J].中國輕工教育，2013（2）：10-13.

[5] 梁艷書，叢萌.淺談工程圖學教學中工程素質的培養(yǎng)[J].教育教學論壇，2013（7）：90-93.

[6] 林健.構建工程實踐教育體系培養(yǎng)造就卓越工程師[J].中國高等教育，2012（13）：15-17.

[責任編輯：陳 明]