基于創(chuàng)新思維的畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖課程教學(xué)探索

劉 鵬 石建平 饒 俊 王雅靜 楊炳飛 張小偉

1.河北地質(zhì)大學(xué)寶石與材料工藝學(xué)院 河北石家莊 050031

2.貴陽(yáng)學(xué)院電子與通信工程學(xué)院 貴州貴陽(yáng) 550005

經(jīng)濟(jì)新常態(tài)和供給側(cè)改革對(duì)高校畢業(yè)生數(shù)量需求放緩，加劇了高校畢業(yè)生就業(yè)形勢(shì)的嚴(yán)峻，也對(duì)大學(xué)生綜合素質(zhì)提出更高的要求；新時(shí)代對(duì)工科專業(yè)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的內(nèi)涵亦賦予了新的內(nèi)容，其中創(chuàng)新思維和能力成為新時(shí)代用人單位對(duì)高校畢業(yè)生的基本要求[1]。用人單位越來(lái)越看重創(chuàng)新思維等綜合能力[1]，而目前人才培養(yǎng)過(guò)程仍處在創(chuàng)新教育的探索階段[2,3]，加之新時(shí)代大學(xué)生的時(shí)代特征帶來(lái)的各種挑戰(zhàn)，使人才培養(yǎng)模式難以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)和供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革對(duì)人才質(zhì)量的要求。為彌補(bǔ)高校畢業(yè)生能力與用人單位之間要求的差距，提高高校畢業(yè)生的就業(yè)質(zhì)量和滿意度，從而解決高校畢業(yè)生就業(yè)難和結(jié)構(gòu)性失衡問(wèn)題，以畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖課程為例，按新理念、新質(zhì)量、新模式、新體系、新結(jié)構(gòu)的新工科內(nèi)涵，從教學(xué)理念更新、教學(xué)內(nèi)容整合、實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)和教學(xué)方法改革等方面開(kāi)展了課程教學(xué)探索，為培養(yǎng)具備較強(qiáng)創(chuàng)新思維和能力的高素質(zhì)人才提供參考。

1 課程特點(diǎn)

1.1 課程性質(zhì)

畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖是很多工科專業(yè)的基礎(chǔ)必修課，在課程體系中起基石平臺(tái)作用。課程主要學(xué)習(xí)有關(guān)機(jī)械制圖方面的基本知識(shí)，學(xué)習(xí)各種投影法(主要是正投影法)的基本理論及其應(yīng)用，掌握機(jī)件的各種表示法，培養(yǎng)繪制和閱讀工程圖紙的能力、空間幾何問(wèn)題的圖解能力，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定良好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

1.2 課程特點(diǎn)

1.2.1 內(nèi)容較抽象 需較強(qiáng)空間想象力

本課程內(nèi)容較抽象，即便對(duì)于常見(jiàn)幾何形體的投影，均需想象和思考一番，而對(duì)于復(fù)雜組合體及實(shí)際機(jī)械設(shè)備的視圖問(wèn)題，更需要有豐富的形體想象、構(gòu)思能力，才能結(jié)合理論知識(shí)將其與實(shí)際形體和所對(duì)應(yīng)視圖正確聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)而培養(yǎng)和訓(xùn)練閱讀工程圖紙、圖解空間幾何問(wèn)題的能力。

1.2.2 工程實(shí)用性強(qiáng) 與實(shí)際聯(lián)系緊密

畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖課程，一方面，學(xué)習(xí)理論，培養(yǎng)學(xué)生的讀圖和識(shí)圖的思維和能力；另一方面，與實(shí)際工程問(wèn)題及機(jī)械設(shè)備相結(jié)合，訓(xùn)練其從工程中來(lái)、到工程中去的動(dòng)手實(shí)踐能力，為專業(yè)課程及就業(yè)后的工作打下扎實(shí)基礎(chǔ)。

2 教學(xué)現(xiàn)狀

目前本課程僅48學(xué)時(shí)，課時(shí)相對(duì)較少，加之比較抽象難學(xué)，故學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)復(fù)雜圖學(xué)的積極性不高，在教學(xué)過(guò)程中容易出現(xiàn)以下典型問(wèn)題。

2.1 課堂教學(xué)枯燥單調(diào)

畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖自身內(nèi)容比較抽象，需面對(duì)各種各樣的二維圖或三維圖，缺少理實(shí)互動(dòng)環(huán)節(jié)，時(shí)間久了，學(xué)生容易感覺(jué)枯燥無(wú)味；且若沒(méi)有入門或掌握技巧，難以建立起視圖的空間立體形狀，對(duì)于各種問(wèn)題，容易無(wú)處著手，學(xué)生就會(huì)感覺(jué)課堂乏味。此外，學(xué)習(xí)目的性不強(qiáng)，學(xué)生注意力就會(huì)不集中，容易產(chǎn)生厭倦情緒和厭學(xué)心理，教學(xué)過(guò)程會(huì)變得無(wú)趣。

2.2 缺乏創(chuàng)新教育有效方式

正值目前從上到下均重視創(chuàng)新教育，進(jìn)行了多方探索，雖然能起到鞏固相關(guān)知識(shí)和提高動(dòng)手操作能力的作用，但對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維能力和綜合分析能力的開(kāi)發(fā)和培養(yǎng)作用不明顯。在實(shí)際育人過(guò)程中，有效的教學(xué)方式較少，操作性不強(qiáng)，在如何探索出適應(yīng)各自育人對(duì)象的創(chuàng)新方式方面存在諸多問(wèn)題。

2.3 教學(xué)方法和手段單一

目前的“教師—PPT—學(xué)生”的教學(xué)方法和手段，雖然相比傳統(tǒng)“教師—板書(shū)—學(xué)生”進(jìn)步很大，但其過(guò)程較快，學(xué)生接受較慢，還來(lái)不及理解，PPT已經(jīng)翻頁(yè)了；雖然增加了部分模型輔助教學(xué)，但方法仍顯單一，學(xué)生處在被動(dòng)學(xué)習(xí)地位，成就感不強(qiáng)，學(xué)習(xí)積極性容易受挫。

3 學(xué)生特征

了解和掌握學(xué)生特征，有助于改善和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，尤其可提高綜合素質(zhì)和能力[1]。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、文獻(xiàn)查閱及與“95后”實(shí)際接觸等方式，其共性特征為[4,5]：(1)認(rèn)知方面。時(shí)代感強(qiáng)，易接受新事物，價(jià)值觀務(wù)實(shí)、多元化，才藝多、知識(shí)面廣，思想認(rèn)識(shí)不深刻，功利化傾向明顯、實(shí)用主義觀念強(qiáng)烈，權(quán)益意識(shí)強(qiáng)，自我管理能力差。(2)思維方面。思維活躍、觀念超前、求新求異，假性成熟，具有批判精神，辨別能力弱，易受外界影響。(3)心理方面。自我意識(shí)較強(qiáng)，情感強(qiáng)烈豐富、情緒化傾向明顯，易沖動(dòng)，心理脆弱，浮躁追求虛榮，缺乏吃苦耐勞精神和堅(jiān)強(qiáng)意志，責(zé)任意識(shí)較弱。(4)行為方面。自信樂(lè)觀、熱情開(kāi)放、崇尚自由，個(gè)性張揚(yáng)、參與意識(shí)強(qiáng)烈，常將興趣作為行事的出發(fā)點(diǎn)和歸宿點(diǎn)，獨(dú)立性與依賴性并存，與網(wǎng)絡(luò)為伴成常態(tài)，期望獲得關(guān)注，認(rèn)知與行為往往沖突，挫折承受能力差。

4 教學(xué)改革措施

針對(duì)畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖課程教學(xué)現(xiàn)狀、課程特點(diǎn)和“95后”大學(xué)生時(shí)代特征，按新理念、新質(zhì)量、新模式、新體系、新結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵，結(jié)合新時(shí)代對(duì)工科專業(yè)學(xué)生素養(yǎng)和能力要求，以強(qiáng)化大學(xué)生創(chuàng)新思維和能力為目標(biāo)，基于五步體驗(yàn)式教學(xué)法，從教學(xué)理念更新、教學(xué)內(nèi)容整合、實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)和教學(xué)方法等方面進(jìn)行了課程教學(xué)的初步探索。

4.1 更新理念及整合內(nèi)容

4.1.1 更新教學(xué)理念

采用大學(xué)生樂(lè)于接受的五步體驗(yàn)式教學(xué)法，使用一邊現(xiàn)場(chǎng)制作所需教具—各種模型，一邊理論講授的體驗(yàn)式教學(xué)方法，讓學(xué)生參與到教學(xué)過(guò)程中，提高其學(xué)習(xí)興趣和效果；并同時(shí)采用Flash動(dòng)畫(huà)視頻、PPT課件、微課等現(xiàn)代手段，化抽象知識(shí)點(diǎn)為具體化、形象化的實(shí)物或模型，進(jìn)行創(chuàng)新思維和綜合分析能力的培養(yǎng)。

4.1.2 整合教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)新工科的知識(shí)技能要求，對(duì)講授內(nèi)容進(jìn)行整合，從簡(jiǎn)到繁，從易到難，從規(guī)則幾何體到不規(guī)則幾何體，從單體到組合體；學(xué)習(xí)各種機(jī)件的表達(dá)方式及零件圖、裝配圖之后，增加與后續(xù)專業(yè)課程相關(guān)的機(jī)械設(shè)備圖。結(jié)合學(xué)生特征，探尋畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖講授內(nèi)容相匹配的體驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)實(shí)踐項(xiàng)目，提煉出創(chuàng)新思維與課程教學(xué)便于耦合的教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行知識(shí)技能與體驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)實(shí)踐項(xiàng)目的融合，使學(xué)生能夠參與到教學(xué)中并發(fā)揮積極作用。

4.2 改革教學(xué)方法

以五步(連接、呈現(xiàn)、體驗(yàn)、反思、應(yīng)用)優(yōu)化教學(xué)法為主，綜合運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、討論教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、案例教學(xué)法等多種方法進(jìn)行創(chuàng)新思維訓(xùn)練和培養(yǎng)。尤其充分利用學(xué)生人手一部智能手機(jī)且學(xué)生普遍是低頭族的特征，在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中，提高參與度，讓其與其他同伴及時(shí)進(jìn)行探討與分享，參與整個(gè)教學(xué)過(guò)程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果。為了更好說(shuō)明，以基于三視圖學(xué)習(xí)為例，給出五步優(yōu)化體驗(yàn)式教學(xué)法的教學(xué)過(guò)程(如圖1所示)。

圖1 五步教學(xué)方法示例

4.3 強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)

基于五步優(yōu)化教學(xué)法，探索其在畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖中的應(yīng)用，采用“教師—連接/知識(shí)點(diǎn)呈現(xiàn)/案例體驗(yàn)/討論反思—學(xué)生應(yīng)用”的教學(xué)模式，將實(shí)踐環(huán)節(jié)與課堂理論教學(xué)相融合，將現(xiàn)場(chǎng)制作所需教具模型或?qū)嵨?，以及?shí)際儀器設(shè)備視圖融入教學(xué)內(nèi)容和課堂教學(xué)中，在實(shí)踐中強(qiáng)化理論知識(shí)應(yīng)用，在理論知識(shí)指導(dǎo)下強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)。

4.4 完善考核方式

將末端考試改為基于全過(guò)程的考核形式：(1)平時(shí)考核成績(jī)：出勤、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐模型制作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課下作業(yè)等；(2)末端考核—期末考試成績(jī)：以基本理論知識(shí)應(yīng)用的考查為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，將新時(shí)代對(duì)工科專業(yè)的能力和素質(zhì)要求滲透到試題之中，以綜合分析題型為主，考查學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維能力。

5 結(jié)語(yǔ)

以強(qiáng)化創(chuàng)新思維和能力為目標(biāo)，針對(duì)課程和學(xué)生實(shí)際情況，基于五步體驗(yàn)式教學(xué)法，從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐環(huán)節(jié)和教學(xué)方法等對(duì)畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖課程進(jìn)行了“教學(xué)做一體化”的初步教學(xué)實(shí)踐，期望為新時(shí)代地方應(yīng)用型本科普通高校其他工科專業(yè)課程的教學(xué)改革和新工科人才培養(yǎng)的探索提供有益的經(jīng)驗(yàn)參考。