新工科背景下三維工程圖實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革研究

溫寶琴 馬春暉 袁昌富 彭 霞

（石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆 石河子 832003）

0 引言

2017 年2 月和4 月， 教育部在復(fù)旦大學(xué)和天津大學(xué)分別召開(kāi)了綜合性高校和工科優(yōu)勢(shì)高校的新工科研討會(huì)，形成了新工科建設(shè)的“復(fù)旦共識(shí)”和“天大行動(dòng)”。 此舉是為了應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革所面臨的新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)而提出“新工科理念”[1-2]。 三維工程圖實(shí)訓(xùn)是一門(mén)傳統(tǒng)工科專業(yè)學(xué)科，是所有工科學(xué)生的技術(shù)基礎(chǔ)課， 是為學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等后續(xù)課程的先導(dǎo)課程，因此，必須對(duì)該學(xué)科進(jìn)行順應(yīng)新工科理念要求的教學(xué)改革研究。

從2019 年我校的機(jī)械類專業(yè)就開(kāi)始了專業(yè)認(rèn)證的準(zhǔn)備工作， 工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心就是要確認(rèn)工科專業(yè)畢業(yè)生達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是一種以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口要求為導(dǎo)向的合格性評(píng)價(jià)， 旨在為相關(guān)工程技術(shù)人才進(jìn)入工業(yè)界從業(yè)提供預(yù)備教育質(zhì)量保證。 工程教育專業(yè)認(rèn)證突出強(qiáng)調(diào)以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心，突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)成果，更多的是聚焦于學(xué)生“應(yīng)該得到什么”，因此學(xué)校提出了新的人才培養(yǎng)方案，為達(dá)到工科畢業(yè)生的基本知識(shí)、能力和素質(zhì)的要求，教師教學(xué)工作不得不做出改革和調(diào)整。本文闡述了在新型冠狀病毒肺炎疫情，新工科理念，工程專業(yè)認(rèn)證三重背景下對(duì)三維工程圖實(shí)訓(xùn)所做出的教學(xué)改革。

1 教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.1 信息量大且學(xué)時(shí)有限

三維工程圖實(shí)訓(xùn)是大一第二學(xué)期開(kāi)設(shè)的課程，經(jīng)過(guò)大一第一學(xué)期畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生的專業(yè)知識(shí)有了一定的儲(chǔ)備， 工程素養(yǎng)得以提高，這為三維工程圖實(shí)訓(xùn)的學(xué)習(xí)打下來(lái)基礎(chǔ)，使得課程進(jìn)行更加容易。 學(xué)習(xí)三維建模軟件繪制三維圖，意味著學(xué)生需要更強(qiáng)的空間想象能力，對(duì)于空間想象能力不好的同學(xué)這門(mén)課程的學(xué)習(xí)無(wú)疑是充滿挑戰(zhàn)的。根據(jù)課程目標(biāo)，學(xué)生要能夠熟練操作三維軟件繪制各種三維模型零件及裝配體的創(chuàng)建并轉(zhuǎn)化生成二維零件圖和裝配圖。學(xué)生需要學(xué)習(xí)軟件的操作指南及各種三維零部件的繪制方法，總體來(lái)說(shuō)信息量大，學(xué)習(xí)強(qiáng)度大。三維工程圖實(shí)訓(xùn)是一門(mén)操作性， 實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，相較于老師講授，更側(cè)重于學(xué)生自己動(dòng)手操作，然而上課時(shí)間是作為老師講授知識(shí)，操作示范的時(shí)間，還是學(xué)生上機(jī)操作的時(shí)間這兩者就產(chǎn)生了矛盾。學(xué)時(shí)有限有時(shí)就會(huì)造成老師講授和學(xué)生練習(xí)難以協(xié)調(diào)的情況。

1.2 教學(xué)形式單一，教學(xué)監(jiān)管力度小

三維工程圖實(shí)訓(xùn)一直以來(lái)都是采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即老師教授，學(xué)生隨后練習(xí)，一整堂課下來(lái)師生互動(dòng)極少，課堂學(xué)習(xí)氛圍嚴(yán)肅，不活潑，較為枯燥，這往往容易觸發(fā)學(xué)生的厭學(xué)情緒， 導(dǎo)致學(xué)習(xí)質(zhì)量較差。除了課堂時(shí)間， 其余的課下時(shí)間師生交流互動(dòng)極少，老師難以了解和掌握學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的掌握情況，這樣極其不利于老師的教學(xué)，所以教學(xué)模式的改革勢(shì)在必行。

1.3 學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)薄弱，課下花費(fèi)時(shí)間少

由于受到規(guī)定學(xué)時(shí)的限制， 僅憑課上的學(xué)習(xí)時(shí)間，是很難完成教學(xué)目標(biāo)的，學(xué)生的掌握情況也不好，所以三維工程圖實(shí)訓(xùn)這門(mén)課程的學(xué)習(xí)不僅需要課上學(xué)習(xí)， 更重要的是要求學(xué)生在課下肯花時(shí)間自主學(xué)習(xí)，然而就目前而言，學(xué)生的惰性較強(qiáng)，自主學(xué)習(xí)的意識(shí)薄弱，自主學(xué)習(xí)的能力欠缺，還有一些客觀因素存在，比如其他學(xué)科難度更大，課程作業(yè)多，學(xué)校各項(xiàng)事務(wù)繁雜，學(xué)生精力有限，無(wú)法分配更多的時(shí)間在三維工程圖實(shí)訓(xùn)課程的學(xué)習(xí)。還有一個(gè)不可忽視的因素就是學(xué)生對(duì)于該課程的學(xué)習(xí)興趣不濃厚，以至于學(xué)習(xí)積極性低，學(xué)習(xí)質(zhì)量也就不言而喻了，所以如何改進(jìn)課堂， 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是目前需要考慮的一個(gè)問(wèn)題。綜上所述，種種因素夾雜在一起，學(xué)習(xí)效率低下。

2 線上線下混合式改革思路

在當(dāng)今疫情防控，新工科理念，工程專業(yè)認(rèn)證三重背景下，傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足課程學(xué)習(xí)要求了， 所以這時(shí)就急需線上教學(xué)模式來(lái)救場(chǎng)，因此就有了線上線下混合式改革思路。疫情期間停課不停學(xué)，各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件派上了用場(chǎng)，如釘釘，騰訊課堂，騰訊會(huì)議等[3]，使用這些軟件就可以讓教學(xué)不受時(shí)間和空間的限制，是教育界一項(xiàng)重大的改革，改變了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)觀念和學(xué)習(xí)方法。

線上教學(xué)主要是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)施的教學(xué)活動(dòng)，線下教學(xué)主要是指師生面對(duì)面地進(jìn)行互動(dòng)的課堂教學(xué)?；旌鲜浇虒W(xué)是把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢(shì)和互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，將課堂教學(xué)與信息技術(shù)進(jìn)行融合，這樣既發(fā)揮了教師引導(dǎo)、啟發(fā)和把控教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)作用， 又充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高課程的教學(xué)質(zhì)量。

現(xiàn)在就三維工程圖實(shí)訓(xùn)這門(mén)課的線上線下混合式教學(xué)改革的思路大致如下：（1） 充分利用線上資源進(jìn)行課前學(xué)習(xí)。 根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容，教師把要學(xué)習(xí)的內(nèi)容、學(xué)習(xí)的重點(diǎn)及難點(diǎn)告知學(xué)生，把學(xué)習(xí)資源推送到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，要求學(xué)生在課前對(duì)將要學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行預(yù)習(xí)，并對(duì)遇到的問(wèn)題進(jìn)行匯總，使學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行學(xué)習(xí)，這樣能在提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性的同時(shí)，鍛煉其自主學(xué)習(xí)能力。 三維工程圖實(shí)訓(xùn)這門(mén)課本就需要學(xué)生大量地上機(jī)操作，如果課前提前進(jìn)行了視頻學(xué)習(xí)， 就可以大大縮短課堂教學(xué)時(shí)間，留更多的時(shí)間讓學(xué)生自主聯(lián)系。

（2）建立課程班級(jí)QQ 群，方便師生聯(lián)系，方便學(xué)生提問(wèn)，老師答疑解惑，拉近師生的距離，更加方便了老師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的監(jiān)管。

（3）利用線上資源鞏固復(fù)習(xí)：對(duì)于課堂時(shí)間內(nèi)沒(méi)有弄清楚的知識(shí)點(diǎn)， 學(xué)生可以通過(guò)反復(fù)觀看授課PPT、教學(xué)視頻等進(jìn)行學(xué)習(xí)，目前很多教學(xué)軟件就很先進(jìn)，可以看課堂回放，對(duì)于那些來(lái)不及學(xué)習(xí)或掌握不好的學(xué)生就很方便。老師可以在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上發(fā)布習(xí)題，作業(yè)，學(xué)生也通過(guò)學(xué)習(xí)端按時(shí)提交作業(yè)。 另外，中國(guó)大學(xué)MOOC、智慧職教、雨課堂等資源和教學(xué)平臺(tái)的運(yùn)用，也為線上線下混合式教學(xué)提供了保障。

3 教學(xué)改革實(shí)施效果

經(jīng)過(guò)近一年的線上線下混合式改革教學(xué)的實(shí)施，三維工程圖實(shí)訓(xùn)的教學(xué)效果有了很大的提高。我校大二學(xué)生參加第十三屆“高教杯”全國(guó)大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽中有六名學(xué)生獲獎(jiǎng)，其中一等獎(jiǎng)一名，三等獎(jiǎng)五名。 這樣的教學(xué)模式為老師減輕了教學(xué)負(fù)擔(dān)，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。 師生間的交流互動(dòng)增加，拉近了師生關(guān)系，有效利用了課上課下的學(xué)習(xí)時(shí)間，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，達(dá)到教學(xué)要求，并提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，做到了把課堂還給學(xué)生。使得手機(jī)，互聯(lián)網(wǎng)不再是干擾學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙，而是有利于學(xué)習(xí)的好幫手。

4 結(jié)語(yǔ)

在新工科的背景下，工程專業(yè)認(rèn)證工作的緊迫準(zhǔn)備下，嚴(yán)峻的疫情防控形勢(shì)下，通過(guò)對(duì)三維工程圖實(shí)訓(xùn)的教學(xué)改革研究，提出了線上線下混合式教學(xué)的新模式，將課堂教學(xué)與信息技術(shù)進(jìn)行融合，既發(fā)揮了教師引導(dǎo)、啟發(fā)和把控教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)作用，又將理論與實(shí)踐充分融合，以學(xué)生為中心，突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，順應(yīng)了新工科理念，符合新的人才培養(yǎng)方案。在未來(lái)，這種線上線下混合式教學(xué)將可能成為大勢(shì)所趨，在全國(guó)范圍內(nèi)普及。