基于“理實一體化”的《機(jī)械制圖》課程改革與研究

汝艷 余凱平 江奎

中國人民解放軍陸軍炮兵防空兵學(xué)院機(jī)械工程系??安徽合肥???230031

摘???要：針對傳統(tǒng)機(jī)械制圖教學(xué)中課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)側(cè)重知識傳授、機(jī)件的表達(dá)方法與功能設(shè)計要求相脫離、重理論輕實踐的問題，采用理實一體化教學(xué)模式，增加實踐任務(wù)教學(xué)模塊;充分發(fā)揮智慧教室的優(yōu)勢，采用任務(wù)驅(qū)動式的分組教學(xué)模式;并構(gòu)建了“理論—實踐—反饋”一體化的考核評價體系，使“理實一體化”貫穿于整個教學(xué)過程中，從而適應(yīng)軍隊人才培養(yǎng)需求。

關(guān)鍵詞：理實一體化;實踐任務(wù);分組教學(xué);考核評價

中圖分類號：G642??????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Reform?and?Research?of?Mechanical?Drawing?Course?Based??on?the“?Integration?of?Theory?and?Practice”

Ru?Yan???Yu?Kaiping???Jiang?Kui

Department?of?Mechanical?Engineering，PLA?Army?Academy?of?Artillery?and?Air?Defense??AnhuiHefei????230031

Abstract：?In?the?traditional?mechanical?drawing?teaching，the?content?structure?lays?emphasis?on?knowledge?imparting?the?drawing?expression?method?is?machine?parts?is?separated?from?the?functional?design?requirements，?and?the?theory?is?more?important?than?practice.?Adopting?the?teaching?mode?of?integrating?theory?and?practice，?adding?the?teaching?module?of?practical?task;Give?full?play?to?the?advantages?of?the?smart?classroom?and?adopt?the?task-driven?group?teaching?mode;The?integrated?evaluation?system?of?"theory，practice?and?feedback"?is?constructed.?The?research?idea?of?"task-driven?design-focused"?was?adopted?to?explore?feasible?solutions.?The?integration?of?theory?and?reality?runs?through?the?whole?teaching?process，?so?as?to?meet?the?needs?of?military?personnel?training.

Key?words：?integration?of?theory?and?practice;?practical?task;group?instruction;examination?evaluation

《機(jī)械制圖》在軍校高等教育機(jī)械工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中占據(jù)著重要的地位，對培養(yǎng)學(xué)員的圖示表達(dá)能力、形象思維能力和創(chuàng)新設(shè)計能力起著非常重要的作用。所學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容與培養(yǎng)的能力、工作態(tài)度以及工作作風(fēng)是軍事指揮人才必備的基本素質(zhì)。本文以課程傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題為切入點，圍繞軍事人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合多年的教學(xué)實踐經(jīng)驗，采用“理實一體、任務(wù)驅(qū)動、突出設(shè)計”的研究思路，在理論課堂教學(xué)中融入實踐教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建以任務(wù)為導(dǎo)向的課程內(nèi)容體系，提高了課程教學(xué)效果。

1傳統(tǒng)課程教學(xué)存在的問題

傳統(tǒng)《機(jī)械制圖》課程主要采用以理論講授為主的教學(xué)模式，實踐學(xué)時少、手段單一，并且缺乏應(yīng)有的激勵機(jī)制，以至于“教員教得累，學(xué)員學(xué)得苦”。傳統(tǒng)教學(xué)模式主要存在以下幾個方面的問題。

一是課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)側(cè)重知識傳授。傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)按照知識點進(jìn)行編排，課程結(jié)構(gòu)側(cè)重理論知識傳授，缺乏實踐能力的培養(yǎng)，弱化了三維構(gòu)型能力以及裝備認(rèn)知能力。造成了學(xué)員所學(xué)的知識內(nèi)容與崗位任職要求出現(xiàn)偏差，不符合以實戰(zhàn)為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)目標(biāo)[1]。

二是機(jī)件的表達(dá)方法與設(shè)計要求相脫離的教學(xué)模式。機(jī)械零部件的結(jié)構(gòu)特點是為實現(xiàn)一定功能而設(shè)計的，但在以往的教學(xué)中，教員往往只傳授圖形的表達(dá)方法，而不分析機(jī)械零部件的結(jié)構(gòu)特點及功能作用，只注重培養(yǎng)學(xué)員形體結(jié)構(gòu)的表達(dá)能力，而脫離了實際設(shè)計，沒有與機(jī)械設(shè)計制造的全過程有機(jī)結(jié)合。造成了學(xué)員不懂功能設(shè)計要求，對機(jī)械零部件的結(jié)構(gòu)知其然而不知其所以然，只是機(jī)械的記憶圖形表達(dá)方法[2]。

三是重理論知識學(xué)習(xí)而輕綜合實踐能力培養(yǎng)。軍隊人才培養(yǎng)的目標(biāo)是貼近部隊、貼近崗位、貼近實戰(zhàn)，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實際。但在傳統(tǒng)教學(xué)中，教員往往只重理論講授而忽視了實踐教學(xué)的安排，沒能夠把理論教學(xué)和實踐教學(xué)有機(jī)的結(jié)合起來，使得學(xué)員對工程實際相關(guān)的知識能懂不會用，實際應(yīng)用能力不足，無法適應(yīng)裝備現(xiàn)代化建設(shè)的需要。

為深入貫徹陸軍實戰(zhàn)化教學(xué)訓(xùn)練改革要求，提高軍校學(xué)員的創(chuàng)新意識和實踐能力，培養(yǎng)適應(yīng)陸軍建設(shè)需要的創(chuàng)新型指揮人才，針對以上問題，將理實一體化貫穿于整個《機(jī)械制圖》課程教學(xué)過程中，做到教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源、教學(xué)方法以及評價體系理實一體化。

2理實一體化教學(xué)改革的措施

2.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，增加實踐任務(wù)教學(xué)模塊

在專業(yè)基礎(chǔ)課教育中貫穿工程能力養(yǎng)成和任職崗位能力提高的要求，是當(dāng)前陸軍院?！稒C(jī)械制圖》課程面臨的新任務(wù)。針對軍校學(xué)員的特點和需求，對課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，增加了實踐任務(wù)教學(xué)模塊，如圖1所示。課程模塊劃分環(huán)環(huán)相扣，由易到難，符合學(xué)員的認(rèn)知規(guī)律。實踐教學(xué)任務(wù)的選取與軍事裝備相結(jié)合，難度設(shè)置合理，使得學(xué)員在學(xué)習(xí)基本理論知識的同時，對武器裝備的構(gòu)造有一定的了解，有利于培養(yǎng)新型軍事人才。

2.1.1優(yōu)化調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)的《機(jī)械制圖》課程教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于畫法幾何部分知識的傳授，教學(xué)內(nèi)容主要包括制圖的基本知識、投影法的基本原理和形體表達(dá)方法等內(nèi)容。隨著混合式教學(xué)方法的出現(xiàn)及智慧教學(xué)的普及，緊密結(jié)合崗位任職要求，充分考慮學(xué)員后續(xù)課程學(xué)習(xí)，優(yōu)化調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，壓縮與繪制和閱讀裝備圖樣聯(lián)系不緊密的畫法幾何內(nèi)容，增加了裝備圖樣的識讀以及計算機(jī)繪圖內(nèi)容，突出構(gòu)形設(shè)計，培養(yǎng)制圖綜合技能，強(qiáng)化實踐教學(xué)任務(wù)。課程內(nèi)容遵循學(xué)員的認(rèn)知規(guī)律和能力培養(yǎng)規(guī)律，實踐教學(xué)任務(wù)緊扣理論知識內(nèi)容。

2.1.2利用線上平臺增加實踐內(nèi)容

基于理實一體化的教學(xué)改革增加了實踐教學(xué)內(nèi)容，如果僅僅通過壓縮理論學(xué)時來增加實踐學(xué)時，勢必會導(dǎo)致學(xué)員理論知識掌握不牢固，這樣反而不利于實踐教學(xué)的開展，從而影響教學(xué)效果。為了保證理論知識的掌握程度能夠使實踐教學(xué)順利進(jìn)行，依托愛課堂教學(xué)平臺，利用智慧教室，采用線上線下混合式的教學(xué)模式。按照“課前”“課中”和“課后”三個階段逐步開展智慧教學(xué)。課前充分準(zhǔn)備、課上傳遞知識、課后鞏固知識，有效擴(kuò)展了傳統(tǒng)教學(xué)對時間和空間的限制[2]。

為了充分利用課堂時間，提高實踐教學(xué)效率，教員將制作的知識點講解視頻上傳至我院定制的CIDP機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)平臺，利用該平臺豐富的教學(xué)資源，學(xué)員可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況查閱資料，主動的解決問題，這樣有利于教員更好的組織實踐教學(xué)，整個課程的實踐教學(xué)規(guī)劃更為合理，時間利用率也顯著提高《機(jī)械制圖》課程教學(xué)實施過程如表1所示。

2.2強(qiáng)化工程意識，鼓勵學(xué)員參加創(chuàng)新實踐

將理論教學(xué)與創(chuàng)新設(shè)計實踐教學(xué)相融合，加深學(xué)員對機(jī)械制圖課程教學(xué)內(nèi)容、對武器裝備零部件的結(jié)構(gòu)與功能、對機(jī)械零部件的表達(dá)方法等全方位的理解，培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新精神。在創(chuàng)新設(shè)計實踐教學(xué)中，教員提出機(jī)械零部件的功能，要求學(xué)員設(shè)計出合理的結(jié)構(gòu)，并繪制出零件圖和裝配圖[3]。通過完成項目設(shè)計實踐教學(xué)活動，學(xué)員對枯燥的零件設(shè)計、名目繁多的技術(shù)要求、不同零件的制造方法和裝配圖的表達(dá)方法等，有了更深刻的理解[3]。

同時，鼓勵學(xué)員積極參加各類創(chuàng)新大賽，引導(dǎo)學(xué)員掌握設(shè)計的過程和方法，了解制圖知識在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用。從而培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新能力、知識的綜合應(yīng)用能力、科學(xué)研究的基本能力[4]。

2.3豐富教學(xué)資源，提升信息化教學(xué)水平

為了提高學(xué)員的裝備認(rèn)知能力、實踐動手能力、空間思維能力和計算機(jī)繪圖能力，課程組按照“基本實踐→綜合實踐→創(chuàng)新實踐”三層次上升模式，不斷完善《機(jī)械制圖》課程教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施。本著“虛實結(jié)合，互為補充”的原則進(jìn)行虛擬仿真實踐教學(xué)資源建設(shè)，在虛擬仿真智慧教室硬件設(shè)施的基礎(chǔ)上，引進(jìn)VR虛擬仿真技術(shù)，對現(xiàn)有實驗設(shè)備進(jìn)行改造升級，充分培養(yǎng)學(xué)員綜合應(yīng)用課程所學(xué)知識的能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。開發(fā)3D教材，將難于學(xué)習(xí)的知識點以3D教學(xué)資源的形式展現(xiàn)，學(xué)員通過掃描書上的二維碼即可進(jìn)行三維可視化互動學(xué)習(xí)，力圖達(dá)到“教員易教，學(xué)員易學(xué)”的目的。

啟動基于CIDP的機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)平臺定制服務(wù)，教員和學(xué)員可在平臺上實現(xiàn)資源重構(gòu)，滿足線上線下虛實互補的教學(xué)模式，豐富實踐教學(xué)形式，提升教學(xué)保障信息化水平，保證實踐課教學(xué)效果。

2.4依托智慧教室，采用任務(wù)驅(qū)動式的分組教學(xué)方法

結(jié)合智慧校園的建設(shè)，探索教學(xué)新方法，充分發(fā)揮智慧教室的優(yōu)勢。目前，我院已將絕大部分教室改建為智慧教室，包括虛擬仿真智慧教室、雙向互動教室和研討教室。針對《機(jī)械制圖》課程教學(xué)實踐性強(qiáng)的特點，開展基于智慧教室的課程教學(xué)改革探索，對進(jìn)一步挖掘智慧教室功能，促進(jìn)課程教學(xué)效果具有重要意義。在課程教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動式的分組教學(xué)方法，將知識點整合為若干個任務(wù)，學(xué)員以小組為單位來完成任務(wù)。通過這種形式，使學(xué)員在學(xué)習(xí)過程中變被動為主動，由教員滿堂灌變?yōu)閷W(xué)員積極探索。以前單個學(xué)員學(xué)習(xí)過程中遇到問題無法解決，現(xiàn)在可通過小組成員討論協(xié)作完成[5]。

2.5構(gòu)建“理論一實踐一反饋”一體化的考核評價體系

教學(xué)實施效果如何，需要教學(xué)評價來檢驗，教學(xué)評價是對教學(xué)過程和結(jié)果進(jìn)行的價值判斷，也是進(jìn)一步完善理實一體化教學(xué)模式的有效途徑。理實一體化教學(xué)模式的評價也是一種綜合的評價，既要對學(xué)員的學(xué)習(xí)成果予以評價，又要對教員創(chuàng)新性教學(xué)模式進(jìn)行評價。

一是對學(xué)員學(xué)習(xí)效果的評價。為了掌握《機(jī)械制圖》課程理實一體化教學(xué)是否達(dá)到了預(yù)期的效果，一方面對學(xué)員學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行研究分析，包括學(xué)習(xí)氛圍是否改善、學(xué)習(xí)興趣是否提高、學(xué)習(xí)時間分配是否合理等進(jìn)行研究分析，主要通過教學(xué)聯(lián)席會、抽樣問卷調(diào)查等方式開展。另外一方面對課程成績進(jìn)行分析研究，教學(xué)全程建立“理論—實踐—反饋”一體化的課程考核方式，即總體評價由若干個階段性教學(xué)目標(biāo)實踐成果考核組成，與課程模塊化教學(xué)相呼應(yīng)，每個階段的考核按權(quán)重記入總評成績?？傇u成績反映學(xué)員在學(xué)習(xí)過程中的綜合表現(xiàn)，通過對繪圖實踐的評價鍛煉學(xué)員的知識應(yīng)用能力，并通過全程考核時時給學(xué)員以督促，該過程化考核評價體系體現(xiàn)了學(xué)員整個學(xué)期各個階段的學(xué)習(xí)效果[6]。從理論知識的學(xué)習(xí)到繪圖實踐的完成，再到教學(xué)反饋形成良性循環(huán)過程。理實一體化教學(xué)使得學(xué)員要親自動手完成所有實踐教學(xué)模塊的任務(wù)，要求所有圖樣都要遵守國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并且每次實踐教學(xué)任務(wù)都安排了考核評價和結(jié)果反饋，通過這種教學(xué)模式潛移默化、循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)員的空間想象能力、標(biāo)準(zhǔn)化意識、認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)，這對于一名未來戰(zhàn)場的指揮員來說至關(guān)重要，也體現(xiàn)了《機(jī)械制圖》課程對職業(yè)精神的培養(yǎng)過程。

二是對教員創(chuàng)新性教學(xué)模式的評價。隨著理實一體化教學(xué)的開展，要求對教員的教學(xué)理念、教學(xué)設(shè)計、先進(jìn)教學(xué)方法和手段的運用等隨之變革，主要采用專家評價、同行評價、學(xué)員評教等方式開展評價。

3理實一體化教學(xué)改革的成效

3.1培養(yǎng)了學(xué)員創(chuàng)新能力

在《機(jī)械制圖》課程教學(xué)以及圖學(xué)建模俱樂部的培訓(xùn)工作中開展應(yīng)用實踐，取得了較好的應(yīng)用效果，提高了學(xué)員學(xué)習(xí)主動性、裝備認(rèn)知能力以及創(chuàng)新設(shè)計能力。學(xué)員參加省級和國家級競賽，均取得了優(yōu)異成績，展現(xiàn)了我院學(xué)員經(jīng)典成圖技術(shù)、產(chǎn)品信息建模的創(chuàng)新能力，為部隊培養(yǎng)了更多高素質(zhì)新型軍事指揮人才。

3.2促進(jìn)了師資隊伍建設(shè)

理實一體化教學(xué)模式對《機(jī)械制圖》授課教員的能力素質(zhì)提出了更高的要求，既要有扎實的理論知識，又要有豐富的實踐經(jīng)驗。教員運用新的教學(xué)理念和手段，參加各類教學(xué)競賽，均獲得優(yōu)異成績[7]。

參考文獻(xiàn)：

[1]?賈輝，石璐珊，梁征.?軍?！袄韺嵰惑w化”教學(xué)模式探究——以電路基礎(chǔ)課程為例[J].船舶職業(yè)教育，2021，9（2）：26-29.

[2]?趙書紅.?基于超星泛雅平臺的混合式教學(xué)實踐與研究[J].?中國信息技術(shù)教育，?2018（12）：103-106.

[3]?施岳定，張學(xué)昌，許少鋒，吳紅兵.?加強(qiáng)實踐能力培養(yǎng)的機(jī)械制圖課程改造研究基于產(chǎn)品功能表達(dá)與設(shè)計[J].大學(xué)教育，2017（1）：58-62.

[4]?陳全，朱希夫.?與機(jī)械創(chuàng)新大賽對接的“工程圖學(xué)”項目教學(xué)研究[J].?江蘇科技信?息，2020（19）：48-52.

[5]?孫軼紅，丁喬，李茂盛.?任務(wù)導(dǎo)向的分組教學(xué)在機(jī)械制圖課程中的探索與實踐[J].理論探索，2017（12?）：51-55.

[6]?孫婉婷.?高職《機(jī)械制圖》課程過程化評價方式改革與實踐[J].?西北成人教育學(xué)院學(xué)報，2018（6）：42-46.

[7]?孫婧，黃葵，孫璐璐.?裝備課程理實一體化教學(xué)實踐[J].?科技視界，2021（5）：?39-40.

基金項目：2020年陸軍炮兵防空兵學(xué)院教育教學(xué)研究項目“基于‘理實一體化’的《機(jī)械制圖》課程改革與研究”（2020JGKT008）

作者簡介：汝艷（1981—??），女，安徽淮北人，碩士，副教授，機(jī)械工程系機(jī)械基礎(chǔ)教研室，主要研究方向為圖學(xué)教育、數(shù)字化設(shè)計及現(xiàn)代設(shè)計理論。