基于“1233”模式的機(jī)械制圖教學(xué)創(chuàng)新實踐

曹鳳梅，王國斌，李富榮

（銀川能源學(xué)院 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，寧夏銀川 750100）

機(jī)械制圖是工科機(jī)械類等相關(guān)專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)核心課程之一，是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握繪制和閱讀工程圖樣的原理和方法、培養(yǎng)形象思維能力的一門既有系統(tǒng)理論性、又有較強(qiáng)實踐性的技術(shù)基礎(chǔ)課，是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的理論基礎(chǔ)，同時也是學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計的實踐基礎(chǔ)。

1 課程教學(xué)存在的問題

1.1 “教”的過程

1.1.1 過于強(qiáng)調(diào)課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性

傳統(tǒng)的機(jī)械制圖課程內(nèi)容包括點、線、面、基本體、組合體、零件圖和裝配圖，知識的系統(tǒng)性和學(xué)科體系的完整性很好，教師在教學(xué)過程中為確保知識的系統(tǒng)性和完整性，常采用整堂講授的教學(xué)方式，“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念體現(xiàn)不足。

1.1.2 忽略了學(xué)生工程實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)

教師在教學(xué)過程中側(cè)重理論知識的傳授和教材及習(xí)題集上的繪圖、識圖，各知識點在工程實踐中的應(yīng)用性體現(xiàn)不足，導(dǎo)致學(xué)生在后續(xù)進(jìn)行課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計時應(yīng)用能力明顯不足[1]。

1.2 “學(xué)”的過程

1.2.1 學(xué)生被動學(xué)習(xí)，主動性不足

機(jī)械制圖課程是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一門機(jī)械類專業(yè)課程，學(xué)生沒有工程實踐經(jīng)驗，加上部分學(xué)生的自我約束力較弱、課后自學(xué)能力不強(qiáng)等因素影響，一些學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中倍感吃力，學(xué)習(xí)興趣降低。

1.2.2 學(xué)生空間思維能力弱，理論水平偏低

學(xué)生在由“物”到“圖”的畫圖過程中能力尚可，但是在由“圖”到“物”讀圖過程中存在學(xué)習(xí)困難，難以對一些復(fù)雜的二維工程圖進(jìn)行三維準(zhǔn)確表達(dá)[2]。

2 課程創(chuàng)新實踐

基于“成果導(dǎo)向”教育理念，結(jié)合銀川能源學(xué)院應(yīng)用型本科院校的辦學(xué)定位，機(jī)械制圖課程教學(xué)團(tuán)隊本著“學(xué)生中心、能力本位、職業(yè)導(dǎo)向”的思路，用“1233”模式對課程進(jìn)行整體教學(xué)設(shè)計（見圖1），堅持1 個原則——“以學(xué)生為中心”，通過理論和實踐2 個教學(xué)環(huán)節(jié)，采用3 個教學(xué)模塊和3 個具體的項目，從教學(xué)目標(biāo)的確定、教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)、教學(xué)方法的創(chuàng)新、教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)和教學(xué)評價的改革等方面進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新實踐，并在該模式下形成了一定的課程思政特色，強(qiáng)化了教學(xué)效果，提高了學(xué)生對于知識的應(yīng)用能力[3]，培養(yǎng)了學(xué)生的工程素養(yǎng)。

圖1 “1233”模式整體教學(xué)設(shè)計[4]

2.1 教學(xué)目標(biāo)的確定

堅持1 個原則——“以學(xué)生為中心”，學(xué)生要獲得什么成果，為什么讓學(xué)生獲得這些成果，是基于“成果導(dǎo)向”教育理念確定課程教學(xué)目標(biāo)、進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ)，為此，首先需要逆向分析和確定學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成果，由需求決定培養(yǎng)目標(biāo)—畢業(yè)要求—學(xué)習(xí)者成果—教學(xué)目標(biāo)的原則，確定課程的知識、能力和素質(zhì)目標(biāo)。

2.2 教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)

傳統(tǒng)的機(jī)械制圖課程內(nèi)容不包括計算機(jī)繪圖和測繪實踐，但根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)，需將原機(jī)械制圖、CAD繪圖、測繪實踐三門課程的內(nèi)容進(jìn)行整合，可以看出，整合后的課程兼具理論性和實踐性且理論和實踐聯(lián)系緊密的特點，所以課程教學(xué)內(nèi)容的整合必須以建設(shè)具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的“金課”為標(biāo)準(zhǔn)，理論教學(xué)和實踐教學(xué)2 個環(huán)節(jié)同向同行、相互融合，達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)。

2.2.1 課程教學(xué)內(nèi)容構(gòu)架

根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知過程，從學(xué)生學(xué)習(xí)與接受的角度出發(fā)，由簡入難、循序漸進(jìn)，將理論教學(xué)內(nèi)容整合為3個模塊，并通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)3 個具體的項目開展理論教學(xué)[5]，達(dá)到理論和實踐教學(xué)同向同行、相互融合，共同完成課程教學(xué)的知識、能力和素質(zhì)目標(biāo)。具體課程教學(xué)內(nèi)容架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 課程教學(xué)內(nèi)容架構(gòu)

2.2.2 教學(xué)內(nèi)容融入“競賽”元素，打造“金課”

在課程教學(xué)的3 個模塊中，融入學(xué)科競賽“先進(jìn)成圖與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽”[6]“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽”“三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽”等對于機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)的掌握程度、選擇合理的機(jī)件表達(dá)方法、零部件尺寸的標(biāo)注、技術(shù)要求的標(biāo)注、裝配圖識讀與繪制內(nèi)容等方面的需求，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決工程實際問題的能力及主動思考和學(xué)習(xí)的積極性[7]，為打造機(jī)械制圖課程“創(chuàng)新性、高階性和挑戰(zhàn)度”的“金課”起到了推動作用。

2.3 教學(xué)方法的創(chuàng)新

2.3.1 項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動，達(dá)成學(xué)習(xí)成果

教學(xué)內(nèi)容是基于教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定應(yīng)與最終的學(xué)生學(xué)習(xí)成果保持一致，由學(xué)生學(xué)習(xí)成果反推出各個教學(xué)模塊的子目標(biāo)，并將這些子目標(biāo)與課程的知識點關(guān)聯(lián)。梳理和歸納知識點模塊，以生產(chǎn)實際或后續(xù)專業(yè)課程中常見的機(jī)件模型為載體，通過項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動的方法將具體實踐任務(wù)的完成作為學(xué)習(xí)成果，并與整合后的課程教學(xué)內(nèi)容相對應(yīng)。

由表1 可知，每一個知識模塊的最終學(xué)習(xí)成果都是相關(guān)的具體任務(wù)，這樣學(xué)生可以在理解課程知識點的基礎(chǔ)上，以項目為導(dǎo)向，以具體任務(wù)的完成為驅(qū)動力，將理論和實踐緊密結(jié)合，在這個過程中達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，即掌握繪圖和識圖的能力、工程實踐能力并培養(yǎng)團(tuán)隊溝通協(xié)作能力[8]。

2.3.2 基于工作過程的學(xué)習(xí)過程

學(xué)生剛進(jìn)入大學(xué)，工程實踐經(jīng)驗匱乏，缺少對機(jī)械零件的感性認(rèn)識和相應(yīng)的設(shè)計、制造、工藝知識儲備，為此，基于工作過程的具體工作任務(wù)的執(zhí)行對于課程學(xué)習(xí)非常必要。例如，在學(xué)習(xí)零件圖內(nèi)容時，教師引導(dǎo)學(xué)生識讀同類零件圖，分析其特點和表達(dá)方法，然后給定同類零件實物或模型，發(fā)放任務(wù)書，分組按照“徒手繪制草圖—測量工件—繪制零件圖—尺寸和技術(shù)要求標(biāo)注”的生產(chǎn)實踐中的實際工作過程，在“讀—測—繪”的學(xué)習(xí)過程中完成具體的工作任務(wù)[9]，“學(xué)會學(xué)習(xí)—學(xué)會應(yīng)用—學(xué)會工作”，提高了學(xué)生對于課程知識的應(yīng)用能力。

2.3.3 小組合作學(xué)習(xí)，凸顯學(xué)生主體地位

基于工作過程的學(xué)習(xí)過程，需要安排學(xué)生進(jìn)行分組合作學(xué)習(xí)。根據(jù)班內(nèi)學(xué)生的差異、任務(wù)的難易程度等進(jìn)行科學(xué)分組。小組課下/課堂進(jìn)行討論，確定完成任務(wù)的方案，分工合作，共同完成任務(wù)，并通過課堂展示、組間交流與評價、組內(nèi)互評等環(huán)節(jié)開展合作與競爭，讓學(xué)生有更好的學(xué)習(xí)體驗，凸顯其主體地位[10]。

2.3.4 正誤對比法促進(jìn)深度線上學(xué)習(xí)

選擇教學(xué)中的重難點、學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的典型和共性問題及易混易錯的內(nèi)容，將其作為案例導(dǎo)入課程在線學(xué)習(xí)平臺的章節(jié)內(nèi)容，學(xué)生可通過正誤對比強(qiáng)化對知識點的理解和記憶[11]。同時，在線課程章節(jié)檢測也針對性地設(shè)置試題，使學(xué)生能夠“舉一反三”，深化線上學(xué)習(xí)效果。

2.4 教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)

（1）建設(shè)機(jī)械制圖在線課程平臺，課程資源為涵蓋知識點的微視頻、課件、隨堂測試、討論題、單元作業(yè)、單元測試等，使課程線上線下教學(xué)順利開展，形成人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的泛在化學(xué)習(xí)新環(huán)境。

（2）利用“模型、實物、動畫、測繪室、微課視頻”等創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意愿，強(qiáng)化對課程知識的認(rèn)識與理解。

（3）利用CAD 技術(shù)，制作三維模型及動畫，為學(xué)生課余學(xué)習(xí)提供資料[12]；借助相關(guān)網(wǎng)站，如三維網(wǎng)、中國機(jī)械CAD 論壇、CIDP 制造業(yè)數(shù)字資源平臺等，拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)視野，提高其學(xué)習(xí)興趣。

2.5 教學(xué)評價的改革

（1）“N+1+1”的考核方式。實施“N+1+1”過程考核方式，注重對學(xué)生學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)結(jié)果兩方面的考核，改末端考試為過程監(jiān)控，考核方式具體如表2所示：

表2 “ N+1+1”的考核方式

（2）課程教學(xué)大綱主導(dǎo)課程考核內(nèi)容。加大對學(xué)生讀圖能力的考核力度，增加徒手繪圖能力考核環(huán)節(jié)，使課程考核滿足課程教學(xué)大綱的要求。

（3）注重學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成評價。利用學(xué)習(xí)通建成的機(jī)械制圖在線學(xué)習(xí)平臺，查看學(xué)生在章節(jié)微課視頻學(xué)習(xí)的進(jìn)度和時間、小組任務(wù)提交和完成情況等量化三維教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度，達(dá)到對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的有效評價。

（4）自我評價和互評方式的靈活使用。充分利用在線課程平臺的分組功能，在不同任務(wù)、不同分組方式下，小組作品可靈活采取教師、組間、組內(nèi)、自評的評價方式，或?qū)⑵渲袔追N組合應(yīng)用；也可根據(jù)制圖課程作業(yè)量大的特點，在教師講解并說明評價標(biāo)準(zhǔn)后，選取學(xué)生易出錯部分作業(yè)，學(xué)生進(jìn)行自評；選取學(xué)生易掌握部分作業(yè)，進(jìn)行學(xué)生間互評。通過這樣的方式，使學(xué)生反思、對比并調(diào)整學(xué)習(xí)策略，培養(yǎng)學(xué)生自我評價能力和互相評價的能力。

2.6 課程思政

2.6.1 以落實立德樹人任務(wù)為課程思政建設(shè)的目標(biāo)——入心

課程團(tuán)隊是一支思想政治素質(zhì)過硬、專業(yè)素質(zhì)扎實的教師團(tuán)隊，始終堅持以德立身、以德立學(xué)、以德施教，這不僅體現(xiàn)在課堂教學(xué)的言傳身教，還體現(xiàn)在教師進(jìn)行課余輔導(dǎo)答疑，教師以自身為榜樣擔(dān)負(fù)起錘煉學(xué)生品格、傳授理論知識、培養(yǎng)創(chuàng)新思維等職責(zé)，落實課程立德樹人的根本目標(biāo)[13]。

2.6.2 以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展為課程思政建設(shè)的導(dǎo)向——入耳

課程教學(xué)過程貫徹全課程育人、全方位育人的育人理念，基于“1233”模式，堅持1 個原則——“以學(xué)生為中心”，在理論和實踐教學(xué)2 個環(huán)節(jié)，通過課程教學(xué)的3 個模塊和3 個驅(qū)動項目，將抽象的育人目標(biāo)具體落實到每節(jié)課中，如畫圖、尺寸標(biāo)注要遵守國家制圖標(biāo)準(zhǔn)；在“一點、一線、一面”中要求規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)性，即便小小的螺釘螺母，也要遵守其畫法規(guī)定；小組合作學(xué)習(xí)實現(xiàn)團(tuán)結(jié)協(xié)作，取長補(bǔ)短。在潛移默化中將圖學(xué)素養(yǎng)與價值導(dǎo)向相結(jié)合，促使學(xué)生專業(yè)知識的學(xué)習(xí)與課程思政建設(shè)的目標(biāo)趨于一致。

2.6.3 以豐富課程思政內(nèi)容凸顯思政教育的價值引領(lǐng)作用——入腦

機(jī)械制圖課程是工程技術(shù)人員必備的一門特殊“語言”，又是學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械類專業(yè)的第一門課程，在整個人才培養(yǎng)過程中起著十分重要的作用，需要豐富的課程思政內(nèi)容來凸顯思政教育的價值引領(lǐng)作用。當(dāng)面對每周6 學(xué)時，需完成作業(yè)、大作業(yè)、尺規(guī)繪圖、徒手繪圖、計算機(jī)繪圖等任務(wù)的巨大壓力時，用“中華民族百年奮斗”精神、“兩彈一星”精神、北京冬奧會精神等堅定學(xué)生學(xué)好課程的信念；當(dāng)學(xué)生用了幾乎所有課余時間才完成了一個小小球閥的測繪任務(wù)時，用國產(chǎn)航母“山東號”、中國制造大飛機(jī)、中國高鐵等案例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動力；當(dāng)面臨同一個機(jī)件多個表達(dá)方案、相同的兩視圖卻有不同的構(gòu)型這些困惑時，用“超級雜交水稻”“中國芯”“天河一號”等案例激勵學(xué)生要有主動適應(yīng)和引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革和科技創(chuàng)新的勇氣和毅力[14]。

3 結(jié)語

基于“1233”模式的機(jī)械制圖教學(xué)創(chuàng)新實踐，在使學(xué)生達(dá)到知識和能力目標(biāo)的同時，圍繞素質(zhì)目標(biāo)開展課程思政教學(xué)，該課程于2017 年獲得校級優(yōu)質(zhì)課程“一等獎”，課程教案獲優(yōu)秀教案，基于課程制作的微課獲得校級微課大賽一等獎，課程于2019 年立項為自治區(qū)級“一流課程”。目前，通過學(xué)校在線課程平臺，建設(shè)了機(jī)械制圖在線課程，課程上線不到兩學(xué)期，訪問量已達(dá)25 000 余人次。自融入課程思政進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)以來，學(xué)校及學(xué)院督導(dǎo)組評價該課程等級為優(yōu)秀，在校內(nèi)也開展了觀摩課，反響良好。同時，學(xué)生到課率高，學(xué)習(xí)積極性高，課程學(xué)習(xí)氣氛活躍，學(xué)生對課程團(tuán)隊教師評教平均分在95 分以上。創(chuàng)新實踐成效體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）2017 年，根據(jù)學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位，形成了基于成果導(dǎo)向教育理念的課程教學(xué)大綱，同年，課程嘗試基于“1233”模式的教學(xué)創(chuàng)新實踐。圖3 為主講教師所帶2017—2021 級各班機(jī)械制圖成績分布圖，可以看出，五年來學(xué)生成績逐漸趨于合理，不及格率也大大降低。

圖3 2017—2021 年課程成績分布

（2）學(xué)生的實踐能力增強(qiáng)，創(chuàng)新意識提高。機(jī)械制圖教學(xué)團(tuán)隊教師指導(dǎo)學(xué)生獲批國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目3 項，自治區(qū)級項目10 項；在各級各類學(xué)科競賽中獲國家級獎項4 項，自治區(qū)級獎項10 余項。

（3）該課程在各屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的評價越來越高。圖樣要反映設(shè)計者最終的設(shè)計思想和設(shè)計成果，同時也是畢業(yè)設(shè)計過程的重要存檔資料。近年來，在畢業(yè)設(shè)計工作總結(jié)中，各專業(yè)負(fù)責(zé)人和指導(dǎo)教師均肯定了學(xué)生對機(jī)械制圖應(yīng)用的能力。