新形勢下非機(jī)械類專業(yè)工程制圖課程教學(xué)改革研究

高夢迪* 馬志林 劉從虎 王 楠

0 引言

為應(yīng)對全球“工業(yè)4.0”時(shí)期帶來的發(fā)展機(jī)遇，中國提出了“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃。同時(shí)教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，加強(qiáng)人才培養(yǎng)，來支持這一戰(zhàn)略。新工科的內(nèi)涵是以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[1]。新工科面臨的是新型產(chǎn)業(yè)、新型技術(shù)、新型市場，傳統(tǒng)工科培養(yǎng)模式在新形勢下不能夠很好地滿足人才培養(yǎng)需求。因此針對傳統(tǒng)工科的變革，建立適應(yīng)新形勢、新趨勢的人才培養(yǎng)體系變得尤為重要起來?！豆こ讨茍D》是非機(jī)械類專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，一般涉及了電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化、電子信息工程、通信工程等專業(yè)。《工程制圖》主要為了培養(yǎng)學(xué)生的識圖和繪圖的基本技能、學(xué)習(xí)利用計(jì)算機(jī)軟件完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和表達(dá)、空間想象能力，以及建立起初步的工程設(shè)計(jì)理念和意識，為后續(xù)從事相關(guān)的職業(yè)奠定理論基礎(chǔ)。

新形勢下的《工程制圖》教學(xué)仍存在著諸多問題：（1）教學(xué)內(nèi)容缺乏專業(yè)特色；（2）課時(shí)少，授課方式乏味；（3）忽略新興技術(shù)對教學(xué)的影響；（4）未能適應(yīng)市場新變化。為了解決這些教學(xué)問題，提升教學(xué)質(zhì)量，諸多教育工作者對《工程制圖》課程進(jìn)行了一系列的改革和實(shí)踐。北京建筑大學(xué)徐瑞潔強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐教學(xué)在《工程制圖》教學(xué)中的重要性，通過實(shí)踐教學(xué)提升學(xué)生的動(dòng)手能力、思維能力、創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力[2]；同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院尹建閣依據(jù)“工程制圖”課程的教學(xué)要求，在教學(xué)方法和教學(xué)手段上進(jìn)行基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)實(shí)踐與探索，豐富了課堂教學(xué)形式，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)效率[3]；西南科技大學(xué)張文等根據(jù)OBE 理念下課程體系設(shè)計(jì)原則，以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，從課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、考核方式、持續(xù)改進(jìn)等方面進(jìn)行了改革和探索[4]；電子科技大學(xué)李翔等探討了“工程制圖”小班教學(xué)改革的基本思路，采用學(xué)科特色為背景、先進(jìn)軟硬件為手段、挑戰(zhàn)性項(xiàng)目為引領(lǐng)、學(xué)科前沿為拓展，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力[5]。

新形勢下，社會(huì)對人才的需求發(fā)生了巨大變化，工程技術(shù)人才的培養(yǎng)也需要與時(shí)俱進(jìn)。本文針對《工程制圖》課程所存在的突出問題，以專業(yè)特色為背景，利用信息化手段，結(jié)合前沿技術(shù)，以市場為導(dǎo)向，建立起一套教學(xué)反饋機(jī)制，提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)符合新形勢下市場需求的人才。

1 新形勢下的工程制圖教學(xué)現(xiàn)狀和改革方法

社會(huì)發(fā)展帶來的新形勢，對人才培養(yǎng)模式產(chǎn)生了較大程度的影響，工程制圖課程作為工科類相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，在教學(xué)過程中面臨著新的問題和挑戰(zhàn)。基于新形勢下社會(huì)發(fā)展趨勢，以市場對人才的需求為導(dǎo)向，建立起局部課堂教學(xué)反饋和整體市場需求反饋的人才培養(yǎng)模式，如圖1 所示。其主要內(nèi)容：

（1）教學(xué)內(nèi)容專業(yè)化，增強(qiáng)專業(yè)特色；

（2）教學(xué)手段多樣化，結(jié)合信息技術(shù)；

（3）教學(xué)理念前沿化，緊貼技術(shù)前沿；

（4）人才培養(yǎng)市場化，符合社會(huì)發(fā)展。

局部課堂教學(xué)反饋是從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)理念著手設(shè)計(jì)課程教學(xué)，這三者相互結(jié)合，利用多種考核方法，分析教學(xué)效果，再反饋給教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)理念，然后適當(dāng)調(diào)整課程教學(xué)設(shè)計(jì)。整體市場需求反饋是通過多種途徑確定當(dāng)前市場對人才的需求，確立符合市場需求的人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，與當(dāng)前的人才培養(yǎng)結(jié)果相比較，將結(jié)果反饋給教學(xué)目標(biāo)，通過調(diào)整教學(xué)目標(biāo)來改變教學(xué)模式。

圖1 工程制圖教學(xué)改革反饋流程圖

1.1 教學(xué)內(nèi)容專業(yè)化

目前非機(jī)械類專業(yè)工程制圖教學(xué)很大一部分仍舊按照機(jī)械類專業(yè)的教學(xué)模式來進(jìn)行的，缺乏諸如電子信息、自動(dòng)化、電氣以及通信等非機(jī)械類專業(yè)特點(diǎn)，這導(dǎo)致非機(jī)械類學(xué)生對工程制圖這門專業(yè)基礎(chǔ)課，重視程度不足，學(xué)習(xí)積極性不高，未能認(rèn)識到工程制圖在本專業(yè)的定位。

各專業(yè)特色不同，不能一概而論的使用機(jī)械專業(yè)課程背景，需確立新的專業(yè)特色背景。課程初始階段，以工程制圖基礎(chǔ)概論為前提，結(jié)合工程制圖在本專業(yè)發(fā)展歷程和應(yīng)用，全面向?qū)W生展示工程制圖在專業(yè)培養(yǎng)體系中的重要性，樹立正確的學(xué)習(xí)觀。

教學(xué)過程中也需要不斷突出專業(yè)特色，加深學(xué)生對工程制圖的認(rèn)知。每節(jié)課的課程首先通過與專業(yè)相關(guān)的背景介紹引入教學(xué)中，吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)課堂氛圍。其次借助實(shí)際的工程技術(shù)專業(yè)相關(guān)的工程制圖實(shí)例，如圖1 所示，讓學(xué)生切身感受到所學(xué)的課程與本專業(yè)的聯(lián)系，以及在實(shí)際生活的應(yīng)用。同時(shí)借助案例引入課程知識點(diǎn)，將知識點(diǎn)融入工程實(shí)際中，而不是單純利用教材上傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)案例，使課程內(nèi)容變得貼近專業(yè)特色，提升課程區(qū)分度。最后從課堂上學(xué)生的反應(yīng)和課后作業(yè)考核情況，總結(jié)課程教學(xué)效果，反饋給教學(xué)環(huán)節(jié)，適時(shí)調(diào)節(jié)教學(xué)過程，達(dá)到最大化的教學(xué)期望。

圖2 iphone6 工程圖教學(xué)案例[5]

1.2 教學(xué)手段多樣化

新形勢下，教學(xué)技術(shù)和手段不斷革新，工程制圖課程從傳統(tǒng)的板書和徒手繪圖轉(zhuǎn)變成使用多媒體課件進(jìn)行授課。相對于之前，工程制圖課時(shí)量減少，任務(wù)量加大，使用多媒體授課可以大大提高授課效率，尤其針對圖形復(fù)雜，不易徒手繪圖演示的截交線、相貫線、剖視圖等章節(jié)內(nèi)容。但是也逐漸成為部分老師授課的唯一手段，這導(dǎo)致講課節(jié)奏過快，演示過程簡略，增大了學(xué)生的接受知識的難度，同時(shí)板書的減少，也導(dǎo)致課程重難點(diǎn)不突出，影響教學(xué)效果[6]。

當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了極大的發(fā)展，工程制圖課程的教學(xué)結(jié)合信息化技術(shù)是一大趨勢。近年來，隨著各大“MOOC”平臺的完善，匯集了眾多優(yōu)秀的教學(xué)資源，充分利用該資源，可以大大地提高教學(xué)效果。課前利用“MOOC”平臺學(xué)習(xí)課程知識，一方面學(xué)生可以提前預(yù)習(xí)知識點(diǎn)，一方面通過平臺反饋，教師可以掌握學(xué)生學(xué)習(xí)過程遇到的難點(diǎn)和疑問。課堂上以講解重點(diǎn)知識為主，解答學(xué)生所存在的問題，增加與學(xué)生的互動(dòng)。

如智能手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備的普及，學(xué)生在手機(jī)上花費(fèi)的時(shí)間越來越多，可以合理利用移動(dòng)設(shè)備，來提升課后學(xué)習(xí)效果。（1）將二維碼應(yīng)用在工程制圖課程。如今，社會(huì)流行“你掃我，還是我掃你”的潮流，學(xué)生對于二維碼感覺到新穎，通過將課程配套資料，每一課時(shí)的PPT，習(xí)題答案等利用二維碼技術(shù)生成相應(yīng)的二維碼，學(xué)生可以隨時(shí)掃二維碼獲得相應(yīng)的資料。（2）利用如學(xué)習(xí)通等微課平臺，將一些課堂補(bǔ)充，難點(diǎn)介紹制作成微課，讓學(xué)生課后在微課平臺上觀看，微課時(shí)間短，不會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生疲勞，同時(shí)可以在該平臺上生成章節(jié)測驗(yàn)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)一步檢測，反饋到教學(xué)過程中。（3）微信公眾號的使用。可以通過微信公眾號將特定的文字、圖片、視頻等推送給學(xué)生，與學(xué)生全面的溝通與交流與互動(dòng)，老師向?qū)W生推送內(nèi)容，學(xué)生對不明白的地方給出反饋，老師在線上解答。

1.3 教學(xué)理念前沿化

新興技術(shù)的出現(xiàn)改變著生活和生產(chǎn)方式，工程制圖的教學(xué)方式不能墨守成規(guī)，也應(yīng)該緊貼前沿技術(shù)。3D打印技術(shù)作為快速成型領(lǐng)域的一種新興技術(shù)，通過材料的逐漸累積來疊加成形出實(shí)體零件，改變了傳統(tǒng)的加工方式，它融合了機(jī)械工程技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、三維模型技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、激光技術(shù)等多學(xué)科的技術(shù)[7]。3D 打印技術(shù)可以應(yīng)用到工程制圖課程實(shí)踐教學(xué)當(dāng)中。通過將班級學(xué)生分組，各組選擇一個(gè)專業(yè)應(yīng)用相關(guān)的零件結(jié)構(gòu)，討論利用3D 打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可行性，小組成員利用三維設(shè)計(jì)軟件繪制零件結(jié)構(gòu)，借助我院現(xiàn)有的3D 打印實(shí)驗(yàn)平臺，實(shí)現(xiàn)零件的打印。在這個(gè)過程中，以學(xué)生為主，讓學(xué)生參與到討論、設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)，以及實(shí)踐過程中去，老師在這個(gè)過程中給予指導(dǎo)。工程制圖的實(shí)踐不僅僅是利用傳統(tǒng)的測繪手段，還需要結(jié)合相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生對工程制圖的理解，讓學(xué)生接觸前沿的科學(xué)技術(shù)，同時(shí)也增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作和溝通的能力。

1.4 人才培養(yǎng)市場化

應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)人才應(yīng)以市場為導(dǎo)向，培養(yǎng)滿足社會(huì)需求，支持國家發(fā)展戰(zhàn)略的人才。新形勢下的市場是不斷變化的，對人才的要求也是不斷發(fā)生變化的。工程制圖課程的教學(xué)也要與市場發(fā)展緊密聯(lián)合起來，而不是孤立的，一成不變。學(xué)院建立畢業(yè)生與市場需求反饋制度，通過向合作企業(yè)單位發(fā)放調(diào)查問卷或座談、往屆畢業(yè)生調(diào)查反饋、第三方評價(jià)機(jī)構(gòu)調(diào)研等方式，結(jié)合最新的工程教育發(fā)展需要、社會(huì)及行業(yè)發(fā)展需求、產(chǎn)業(yè)發(fā)展及職場需求等方面，將最新的市場形勢反饋到工程制圖的教學(xué)目標(biāo)上，定期且持續(xù)地對工程制圖的培養(yǎng)目標(biāo)、課程要求、教學(xué)模式、實(shí)踐平臺進(jìn)行改進(jìn)。

1.5 反饋式教學(xué)模式評價(jià)體系

課程中各環(huán)節(jié)教學(xué)效果的評價(jià)是調(diào)節(jié)課程內(nèi)容、安排和教學(xué)方法的依據(jù)，構(gòu)建反饋式教學(xué)培養(yǎng)模式全過程評價(jià)如圖3 所示。

教學(xué)內(nèi)容的安排，是以專業(yè)特色為背景，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生對知識點(diǎn)的理解，通過課堂討論和作業(yè)完成情況來檢驗(yàn)當(dāng)前課程的教學(xué)效果。多種教學(xué)手段的結(jié)合，一方面減輕了課程教學(xué)任務(wù)的繁重，課堂上注重重難點(diǎn)的講解，提升課堂效率，另一方面利用學(xué)生零碎的課余時(shí)間，完成知識點(diǎn)的回顧和測驗(yàn)?？梢蕴嵘龑W(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，以及遇到疑問與其他同學(xué)、老師的溝通能力?；ヂ?lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)分析可以很直觀的觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。傳統(tǒng)的《工程制圖》的實(shí)際運(yùn)用都是以手工繪圖的方式，我院有完善的3D 打印實(shí)驗(yàn)室，設(shè)備充足，充分結(jié)合3D 打印技術(shù)與《工程制圖》的聯(lián)系，讓學(xué)生實(shí)際運(yùn)用制圖理論。在這個(gè)過程中可以鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，發(fā)揮各自的特長。

圖3 反饋式教學(xué)模式評價(jià)體系

反饋式教學(xué)模式評價(jià)體系的目的也是為了符合當(dāng)前的市場需求，在建立各個(gè)評價(jià)指標(biāo)時(shí)要考慮市場反饋得來的人才標(biāo)準(zhǔn)，這也是反饋得一個(gè)環(huán)節(jié)。

2 結(jié)論

新形勢下對工程制圖課程提出了新的要求，教學(xué)活動(dòng)以教學(xué)效果為目標(biāo)，以市場對人才的要求對導(dǎo)向，培養(yǎng)符合社會(huì)發(fā)展需求和支持國家發(fā)展戰(zhàn)略的人才為出發(fā)點(diǎn)。工程制圖課程作為工科類相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，對工科類的人才培養(yǎng)有著重要的作用。建立一套局部課程教學(xué)反饋來提升教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)結(jié)合市場人才需求反饋，來調(diào)整整體教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)方案等，培養(yǎng)符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展需求的優(yōu)秀畢業(yè)生。工程制圖課程改革是需要持續(xù)進(jìn)行的，利用反饋方法，可以讓教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和教學(xué)效果，不斷調(diào)整自己的教學(xué)方式，使學(xué)生在滿足畢業(yè)要求的同時(shí)又符合市場需求，實(shí)現(xiàn)最大化教學(xué)成果。