省級精品資源共享課程“工程圖學”第二課堂教學體系的構建與實踐

孫金風 趙大興 李冬林

摘 要 針對當前大學生工程制圖能力、創(chuàng)新與實踐動手能力較差的現(xiàn)狀，以具有創(chuàng)新意識的大學生為主體，采取先易后難、逐步推進、貫穿始終的原則，以室外展窗、開放實驗室、實習工廠、課程網(wǎng)站等為實踐平臺和活動陣地，依托省級精品資源共享課程教學平臺、全國大學生先進成圖技術與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽，進行“工程圖學”第二課堂教學體系的構建與實踐，成功實施后激發(fā)了大學生學習“工程圖學”課程的主觀能動性，提高其空間思維能力、工程實踐表達能力與創(chuàng)新能力。

關鍵詞 工程圖學 第二課堂 教學體系

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2018.09.047

Abstract Aiming at the current situation of poor engineering drawing ability， innovation and practical ability of college students， students with innovative consciousness are the active subjects， it is to construct and practice the second classroom teaching system of engineering graphics， which is taken the principle of easy to difficult， progressive and penetrating. The outdoor exhibition window， open laboratory， internship factory， course website and so on are the practice platform and the activity position. It is relied on the provincial high-quality resources sharing course teaching platform， national college students advanced mapping technology and product information modeling innovation competition. After successful implementation， students are motivated to learn the subjective initiative of the course of engineering graphics， and improve their spatial thinking ability， engineering practice expression ability and innovation ability.

Keywords engineering graphics； the second classroom； teaching system

0 引言

《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確提出要“培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神與能力，強化學生實踐動手能力”，《湖北省教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》要求“增強學生的創(chuàng)新精神，增強學生的實踐能力”。可見，努力提高機械類大學生人才的空間思維能力、工程圖樣的閱讀和繪制能力是工科院校踐行教育改革、提高人才培養(yǎng)質量的當務之急。

“工程圖學”課程是高等院校工科類等專業(yè)中理論和實踐性都很強的一門專業(yè)基礎課，工程圖樣的閱讀和繪制能力是本課程培養(yǎng)的重點，它是工程人員表達設計與創(chuàng)新思想的語言，并為培養(yǎng)學生自學能力、分析問題和解決問題的能力打下堅實的基礎?！肮こ虉D學”課程主要面向大一學生開設，學生對于專業(yè)知識了解甚少，且很多學生沒有豐富的空間想象能力，加之學時較少，大學生工程制圖能力、創(chuàng)新與實踐動手能力普遍較差。這樣，僅僅依靠傳統(tǒng)的第一課堂的教學學時和活動空間已不能滿足現(xiàn)代人才培養(yǎng)的需要，應結合現(xiàn)代工程實踐的實際情況，借助湖北省精品資源共享課程“工程圖學”這一省級教學平臺，依托全國大學生先進成圖技術與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽，將“工程圖學”的教學模式重新整合，打造相應的“工程圖學”第二教學課堂，并對第一課堂教學進行有效補充和延伸，在豐富大學生課余學習空間的基礎上，激發(fā)學生學習“工程圖學”的主觀能動性和創(chuàng)造性，達到提高大學生空間思維能力、工程實踐表達能力與創(chuàng)新能力的目的。

1 第二課堂教學的作用

第二課堂活動是第一課堂活動的補充和延續(xù)，是高等工科教學教育必不可少的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和實踐能力強的高素質應用型人才的重要途徑，高等工科院校應將第二課堂教學活動納入整個教學體系進行統(tǒng)籌規(guī)劃。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新與實踐能力離不開良好的學習氛圍和育人環(huán)境，更與學校的校訓精神緊密相關。因此，高等工科院校應始堅持以培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新與實踐能力為重點，高度強化教學實踐環(huán)節(jié)，提高大學生的實際動手能力和實踐技能，實現(xiàn)從知識理論型向知識實踐型的轉變。高校應引導學生參加各類學科競賽活動，選派相應的骨干教師，對進行創(chuàng)新實踐的學生給予適當?shù)慕?jīng)費支持和創(chuàng)新學分認定，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新毅力和責任心。第二課堂活動應注意課內(nèi)與課外相結合，理論與實踐相結合，構建相應的實踐平臺和活動陣地。

2 第二課堂教學體系的構建

“工程圖學”第二課堂教學體系的構建，應該實現(xiàn)“工程圖學”基礎課和專業(yè)課之間的近距離和全過程接觸，找到啟迪大學生創(chuàng)新思維的支撐點，為學生實踐動手性、創(chuàng)新主動性、工作前瞻性做好基礎準備工作。近年來，課題組成員依托湖北省精品資源共享課程省級教學平臺、全國大學生先進成圖技術與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽不斷踐行“工程圖學”第二課堂教學活動，構建的“工程圖學”第二課堂教學體系如下。

2.1 建立吸納學生的長效機制

空間想象能力、工程圖樣表達能力和創(chuàng)新能力是機械類人才適應現(xiàn)代社會與發(fā)展最基本和最重要的能力，第二課堂的開發(fā)與建設要以具有創(chuàng)新意識的學生為主體，因此有必要建立相應的長效機制。學校積極鼓勵大學生參加各種第二課堂活動，制定了一定的獎勵辦法，并要求學生在畢業(yè)之前必須完成一定的創(chuàng)新學分，而創(chuàng)新學分的完成主要依賴于第二課堂活動。相應激勵機制的建立為“工程圖學”第二課堂教學的開展輸送了大量具有創(chuàng)新精神的大學生。

2.2 打造“雙師型”教研團隊

處于教學一線具有實際工作背景的教師和高學歷中青年教師為課題組成員是保證第二課堂教學正常開展的重要前提，骨干教師應具備很好的理論知識并具有理實融合的能力，才能有效地做好第二課堂活動方案的“頂層設計”，有針對性地進行教學內(nèi)容、教學方法的改革。學校應該對于熱心從事教學的的骨干教師進行有針對性的培養(yǎng)，比如在學科競賽過程中推行老帶新政策，教師全程參與第二課堂活動的設計、方案制定、作品制作及其調試等關鍵環(huán)節(jié)；對于從事第二課堂活動的教師獎勵一定的教學工作量，在學校教研項目中，設置專門的研究課題；構建全方位的教學活動評價體系，教師在第二課堂活動中取得的業(yè)績納入相應的考核內(nèi)容，并在學校評優(yōu)及其職稱評審中予以優(yōu)先考慮。

2.3 建設第二課堂實踐平臺和活動陣地

第二課堂教學的開展有別于第一課堂，它并不局限于傳統(tǒng)的教室來進行。將建構主義教育理論引入“工程圖學”第二課堂教學環(huán)節(jié)，研究并制作了工程圖學交互式看圖實踐室外展窗。通過三棱柱變屏、燈箱變換和發(fā)光二極管顯示等多種形式，將多媒體課件中的重點教學內(nèi)容和交互性強的知識點移植到室外展窗中，建立全天候開放的交互看圖實踐園地，以利于學生運用立體化的教學資源主動學習。交互式看圖實踐展窗包括緒論、投影基礎、基本幾何體視圖、組合體視圖、機件的表示法、零部件模型庫和看圖能力測試等多個單元）。根據(jù)各種看圖練習的目標類型，結合學習思維過程，將題目、答案、模型分為可見內(nèi)容和由學生點按交互按鈕才可見的兩種情況，展窗激發(fā)了學生興趣與主動思維，圖物對照將形體視圖和實體模型對照展示，培養(yǎng)學生圖與物的空間轉換和思辨能力，產(chǎn)生了較好的教學效果。

除了積極建設室外展窗外，我們還努力完善零部件測繪開放實驗室、實習工廠、課程網(wǎng)站等實踐平臺和活動陣地?！肮こ虉D學”課程教學中所涉及到的立體模型、實物、各種工程實踐中的圖紙、測繪用的機械設備等都可以放入零部件測繪開放實驗室供學生課余時間進行觀摩學習和思考，是學生模仿后開展創(chuàng)新設計的重要源泉；學校的實習工廠也是學生進行工程實踐、訓練動手能力重要的場所；“工程圖學”課程網(wǎng)站更是為學生自學制圖理論知識提供了便利。

2.4 鼓勵學生參加全國大學生先進成圖技術與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽

全國大學生先進成圖技術與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽是國內(nèi)圖學類課程最高級別的“國家級”賽事。大賽由教育部高等學校工程圖學教學指導委員會、中國圖學學會制圖技術專業(yè)委員會、中國圖學學會產(chǎn)品信息建模專業(yè)委員會主辦，大賽涵蓋機械、建筑、水利和道橋四個類別，自2008年至今已連續(xù)成功舉辦多屆，旨在為高等學校圖學教育者提供一個互相學習、交流的機會，共同探索成圖理論和技術發(fā)展的方向，研究先進成圖技術的手段，為展示大學生成圖理論技術水平和創(chuàng)新能力提供科學的平臺，為吸引鼓勵優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。

依托全國大學生先進成圖技術與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽，可以有效啟迪學生的創(chuàng)新思維，鍛煉學生的創(chuàng)新能力，并最終體現(xiàn)出學生的工程制圖表達能力，是“工程圖學”課程第二課堂教學體系中重要的組成部分和活動方式。學生參與各種賽事需要學校、學院等有關部門通力合作，積極給予支持，相應的協(xié)調和獎勵機制需要形成制度化。

3 第二課堂教學體系的實踐

3.1 實踐方案

第一，以“工程圖學”第一課堂為基礎，將成圖大賽理念和重要知識內(nèi)容融入到課內(nèi)教學，并組建以高年級學生帶動低年級學生的教研團隊，吸納具有創(chuàng)新意識的學生加入，共同攜手開展第二課堂教學。第二，以省級精品資源共享課程教學平臺和全國大學生先進成圖技術與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽為依托帶領學生們積極開展各種競賽和科研活動，在豐富大學生學習生活的基礎上充分調動學生求知的積極性，鼓勵學生進行創(chuàng)新思維與工程實踐，并最終用工程圖表達設計和創(chuàng)新思想。第三，采取先易后難、逐步推進、貫穿始終的原則來開展第二課堂教學活動；對于低年級學生可以鼓勵多觀摩室外展窗、多訪問課程網(wǎng)站，然后再到學校開放實驗室、實習工廠去學習和實踐，逐步推進學生的思維向深入發(fā)展；第二課堂活動的開展要貫穿“工程圖學”課程學習始終、貫穿各類大賽始終、貫穿四年學習始終。

3.2 實踐效果

近五年來，為努力提高本科教學質量，作為學校本科教學質量的監(jiān)控措施之一，學校教務處聘請教學專家督導組（包括2名省級教學名師和13名知名教授）每年對全校所屬的省級精品資源共享課程進行隨堂聽課、課后隨機走訪并評價，督導組對“工程圖學”課內(nèi)外的教學質量及其效果給予了高度評價。機械專業(yè)的后續(xù)專業(yè)課教師一致認為，近五年學生的繪圖能力有了明顯改善，尤其是貫徹執(zhí)行國家標準意識、徒手繪圖能力、構型設計能力等與以前的學生相比都有了很大提高。

經(jīng)過課題組成員的努力實踐，積極開展“工程圖學”第二課堂教學活動，在培養(yǎng)學生創(chuàng)新與實踐能力的發(fā)展之路上取得了較為豐碩的成果。2017年指導學生在第十屆“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽獲得機械類團體二等獎1項、個人全能一等獎3項、建模一等獎1項、建模二等獎3項、尺規(guī)二等獎1項。同時本次機械類團體競賽首次引入3D打印項目，在競賽現(xiàn)場由參賽團隊指定團隊其中的2人實時制作完成，要在4小時之內(nèi)完成零件建模、裝配、3D打印及其后處理；280所高校派出團體選手參加機械類3D打印項目的爭奪，競賽現(xiàn)場異常激烈，我校機械選手不畏強手，最后勇奪前8名（其中一等獎1名、二等獎2名、三等獎5名），這8所團隊由北京太爾時代科技有限公司現(xiàn)場獎勵價值近萬元的3D打印機。這些成績在為學校贏得榮譽的同時，也激發(fā)了廣大學生學習“工程圖學”課程的主觀能動性，鍛煉了學生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力。

3.3 存在的問題

良好有序的第二課堂教學活動，可為學生創(chuàng)新思維能力和工程實踐能力的培養(yǎng)提供廣闊的舞臺。但課題組成員在開展“工程圖學”第二課堂教學活動中也深刻體會到存在不少問題：一是學校相關教學部門沒有足夠重視第二課堂教學，沒有將第二課堂活動提升到與第一課堂教學同等重要的地位，更別說設立專門的部門進行有效管理；二是老師的積極性不高，很多第二課堂教學活動與老師的工資待遇及職稱晉升關聯(lián)度較小，目前有的第二課堂教學活動處于師生自發(fā)狀態(tài)；三是缺乏經(jīng)費保障，雖然學校設立了大學生課外科技活動基金，但對于機械類工科的課題而言，那只是杯水車薪，特別是涉及到參賽項目外而又比較好的作品，往往因為沒有經(jīng)費而無法繼續(xù)進行；四是固定活動場地缺乏、學生參與面不夠廣，沒有固定的辦公室和活動場所，導致第二課堂教學活動不能吸納更多的學生參與。

4 結束語

依托湖北省精品資源共享課程省級教學平臺和全國大學生先進成圖技術與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽，本課題組構建了完善的“工程圖學”第二課堂教學體系，成功實踐后，學生學習“工程圖學”課程的主觀能動性得到了較大提升，空間思維能力、工程實踐表達能力與創(chuàng)新能力也在潛移默化中獲得了訓練和提高，同時，學生的個性也得到了促進和彰顯。但能否將這一教學體系長期持久地實踐下去，還需要學校各級領導和廣大師生共同努力，并加以新的探索和研究，這樣才能在培養(yǎng)學生綜合素質上獲得更大的成果。

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