圖學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

呂秋娟

摘要：圖學(xué)是研究繪制和閱讀工程圖樣的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程對(duì)提高學(xué)員的空間想象能力和形象思維能力、增強(qiáng)工程圖的表達(dá)與認(rèn)知技能具有重要作用。為了有效調(diào)動(dòng)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)潛能，強(qiáng)化學(xué)員對(duì)工程信息的圖形化表達(dá)與認(rèn)知能力，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)注重更新教學(xué)思想、教學(xué)理念，不斷引入先進(jìn)的教學(xué)方法和手段，利用國(guó)家級(jí)中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)，建設(shè)專有SPOC“工程圖學(xué)”課程。實(shí)踐結(jié)果表明，學(xué)員的讀圖綜合應(yīng)用能力和空間思維能力大為增強(qiáng)，學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性也得到進(jìn)一步提高。

關(guān)鍵詞：圖學(xué);教學(xué)改革;教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2020）12-0134-02

一、概述

“工程圖”被譽(yù)為“工程界語(yǔ)言”。圖學(xué)課程是研究繪制和閱讀工程圖樣的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，也是探討用工程圖表達(dá)工程產(chǎn)品與結(jié)構(gòu)的課程。它依托機(jī)械工程實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)員繪制、閱讀工程圖的基本技能，強(qiáng)化工程信息的圖形化表達(dá)與交流能力，對(duì)提高學(xué)員的形象思維與空間分析能力、增強(qiáng)工程圖的表達(dá)與認(rèn)知技能具有重要作用。該課程是學(xué)員進(jìn)入大學(xué)的“工程技術(shù)第一課”，不僅影響后續(xù)課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，也關(guān)乎學(xué)員的崗位任職能力。對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，要學(xué)好“工程制圖”課程，必須具備一定的空間想象能力和形象思維能力。許多學(xué)員感到課程難學(xué)，想象不出立體的空間幾何形狀。為了有效提高學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，近年來(lái)，圖學(xué)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過不懈努力、不斷積累，對(duì)圖學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)改革與探索。

二、更新教學(xué)思想

圖學(xué)課程內(nèi)容包括緒論與制圖基本知識(shí)和技能、正投影法基礎(chǔ)、組合體、軸測(cè)圖、機(jī)件形狀的基本表示方法、零件圖、裝配圖七大塊，每一部分的教學(xué)內(nèi)容前后銜接緊密，信息量大。對(duì)于一些抽象復(fù)雜的基本理論和形體特征，學(xué)員上課難以聽懂，習(xí)題集中的作業(yè)不會(huì)做。針對(duì)這種情況，教員注重持續(xù)更新教學(xué)思想、教學(xué)理念，不斷引入先進(jìn)的教學(xué)方法和手段，通過展示大量的立體三維建模過程，幫助學(xué)員理解平面立體和曲面立體的截交線、相貫線的位置及畫法。教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教員以培養(yǎng)學(xué)員的工程圖學(xué)基本技能為根本目標(biāo)，注重拓寬知識(shí)面，提高空間思維與表達(dá)能力。

三、引入先進(jìn)的教學(xué)方法

課堂教學(xué)符合認(rèn)知和教育規(guī)律，方法靈活，手段先進(jìn)，充分利用實(shí)體模型室、網(wǎng)絡(luò)模型室以及電子掛圖等資源，采用多媒體和板書相結(jié)合的教學(xué)方式，經(jīng)科學(xué)合理的重組、整合、加工，搭建全方位浸入式的學(xué)習(xí)環(huán)境，以課堂講授為主，課后練習(xí)及自學(xué)為輔，以擬定的繪圖綜合實(shí)踐題目為任務(wù)，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的一體化，力求做到“做中學(xué)，學(xué)中做”，在學(xué)習(xí)探究中完成學(xué)習(xí)任務(wù)，樹立解決工程實(shí)際問題的良好自信;由淺入深，采用漸進(jìn)式的教學(xué)手段，根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)手段，在教學(xué)過程中引入三維幾何建模，加強(qiáng)構(gòu)形設(shè)計(jì)實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)徒手繪圖能力，并將三種教學(xué)手段有效融合，收到事半功倍的教學(xué)效果，有效培養(yǎng)學(xué)員的空間想象能力。為了和最新的先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，體現(xiàn)新理論、新技術(shù)、新裝備、新戰(zhàn)法，教學(xué)中，教員運(yùn)用啟發(fā)式、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式、探究式等多種教學(xué)方法，及時(shí)了解國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)更新內(nèi)容，適時(shí)引入與現(xiàn)役武器裝備密切結(jié)合的內(nèi)容，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性和工程特色。每學(xué)期，根據(jù)教學(xué)、科研及部隊(duì)訓(xùn)練最新成果進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的更新，了解授課對(duì)象所學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，將武器裝備中的圖樣作為實(shí)例，聯(lián)系和學(xué)員后續(xù)課程相關(guān)裝備模型，營(yíng)造課程“工程背景”氛圍，提高學(xué)員學(xué)習(xí)的興趣及積極性。為了加強(qiáng)三維CAD技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，探討實(shí)物模型與數(shù)字模型的融合問題，采用計(jì)算機(jī)軟件，進(jìn)行三維實(shí)體造型演示與訓(xùn)練，將三維形體構(gòu)思設(shè)計(jì)與二維繪圖結(jié)合起來(lái)，激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣。

四、建設(shè)專有SPOC“工程圖學(xué)”課程平臺(tái)

SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模限制性在線課程），最早由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的教授提出。MOOC（Massive Open Online Courses，大規(guī)模開放在線課程）具有大規(guī)模、優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源和開放式網(wǎng)絡(luò)共享課程的特點(diǎn)，教學(xué)資源豐富，學(xué)習(xí)不受時(shí)空限制。為了把傳統(tǒng)的教學(xué)方法和新型教學(xué)資源相結(jié)合，我們?cè)谥袊?guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)上建立了工程圖學(xué)專有SPOC課程，圖1為部分工程圖學(xué)專有SPOC課程。具體教學(xué)步驟如下。第一步，課下自學(xué)，學(xué)員課前充分利用中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)的優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源進(jìn)行部分課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)。第二步，面對(duì)面教學(xué)，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，由教員講解教學(xué)內(nèi)容，做到有的放矢，重難點(diǎn)突出。第三步，學(xué)員課下進(jìn)行小組討論，完成作業(yè)?？臻g想象能力較弱的學(xué)員，可以在中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)再次理解典型例題的過程分析。每單元內(nèi)容完成后，學(xué)員可以在此平臺(tái)上完成單元內(nèi)容測(cè)試，還可以在每次作業(yè)完成后的一周，利用專有SPOC課程平臺(tái)，檢查作業(yè)中的錯(cuò)誤。學(xué)員還可查看教員發(fā)布的作業(yè)和單元測(cè)試，教員也可通過平臺(tái)了解學(xué)員學(xué)習(xí)情況，對(duì)容易出錯(cuò)的問題，可在討論區(qū)和學(xué)員發(fā)起在線討論，如圖2所示。

因此，專有SPOC課程建設(shè)，就是把傳統(tǒng)教學(xué)方式的優(yōu)勢(shì)和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)。這種教學(xué)模式既強(qiáng)調(diào)學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，還要求教員根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)員對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，結(jié)合平臺(tái)教學(xué)環(huán)境，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和面對(duì)面教學(xué)優(yōu)勢(shì)，獲取更好的教學(xué)效果。

五、教學(xué)改革效果

為了了解學(xué)員對(duì)課堂教學(xué)效果和成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)辦法是否認(rèn)可，實(shí)施后的效果如何，教學(xué)組人員采用問卷調(diào)查法，設(shè)置20個(gè)反映課堂教學(xué)效果和學(xué)員學(xué)習(xí)情況的題目，在課程結(jié)束后對(duì)學(xué)員進(jìn)行問卷調(diào)查。統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，83%的學(xué)員通過該課程的學(xué)習(xí)提高了識(shí)圖能力與繪圖能力，具備傳統(tǒng)徒手繪圖和尺規(guī)繪圖的能力;86%的學(xué)員對(duì)自己的期末考試成績(jī)比較滿意，大多數(shù)學(xué)員、教員成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織者和促進(jìn)者。

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