新形勢下非機械類專業工程制圖課程教學改革研究

高夢迪* 馬志林 劉從虎 王 楠

0 引言

為應對全球“工業4.0”時期帶來的發展機遇，中國提出了“中國制造2025”戰略規劃。同時教育部積極推進新工科建設，加強人才培養，來支持這一戰略。新工科的內涵是以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才[1]。新工科面臨的是新型產業、新型技術、新型市場，傳統工科培養模式在新形勢下不能夠很好地滿足人才培養需求。因此針對傳統工科的變革，建立適應新形勢、新趨勢的人才培養體系變得尤為重要起來。《工程制圖》是非機械類專業的基礎必修課程，一般涉及了電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程、通信工程等專業。《工程制圖》主要為了培養學生的識圖和繪圖的基本技能、學習利用計算機軟件完成產品的設計和表達、空間想象能力，以及建立起初步的工程設計理念和意識，為后續從事相關的職業奠定理論基礎。

新形勢下的《工程制圖》教學仍存在著諸多問題：（1）教學內容缺乏專業特色；（2）課時少，授課方式乏味；（3）忽略新興技術對教學的影響；（4）未能適應市場新變化。為了解決這些教學問題，提升教學質量，諸多教育工作者對《工程制圖》課程進行了一系列的改革和實踐。北京建筑大學徐瑞潔強調了實踐教學在《工程制圖》教學中的重要性，通過實踐教學提升學生的動手能力、思維能力、創新能力和工程實踐能力[2]；同濟大學浙江學院尹建閣依據“工程制圖”課程的教學要求，在教學方法和教學手段上進行基于“互聯網+”的混合式教學實踐與探索，豐富了課堂教學形式，促進了學生學習效率[3]；西南科技大學張文等根據OBE 理念下課程體系設計原則，以學習產出為導向，從課程教學目標、教學內容、考核方式、持續改進等方面進行了改革和探索[4]；電子科技大學李翔等探討了“工程制圖”小班教學改革的基本思路，采用學科特色為背景、先進軟硬件為手段、挑戰性項目為引領、學科前沿為拓展，充分激發學生學習的主動性，培養學生發現問題解決問題的能力[5]。

新形勢下，社會對人才的需求發生了巨大變化，工程技術人才的培養也需要與時俱進。本文針對《工程制圖》課程所存在的突出問題，以專業特色為背景，利用信息化手段，結合前沿技術，以市場為導向，建立起一套教學反饋機制，提升教學質量，培養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現狀和改革方法

社會發展帶來的新形勢，對人才培養模式產生了較大程度的影響，工程制圖課程作為工科類相關專業的基礎課程，在教學過程中面臨著新的問題和挑戰。基于新形勢下社會發展趨勢，以市場對人才的需求為導向，建立起局部課堂教學反饋和整體市場需求反饋的人才培養模式，如圖1 所示。其主要內容：

（1）教學內容專業化，增強專業特色；

（2）教學手段多樣化，結合信息技術；

（3）教學理念前沿化，緊貼技術前沿；

（4）人才培養市場化，符合社會發展。

局部課堂教學反饋是從教學內容、教學手段和教學理念著手設計課程教學，這三者相互結合，利用多種考核方法，分析教學效果，再反饋給教學內容、教學手段和教學理念，然后適當調整課程教學設計。整體市場需求反饋是通過多種途徑確定當前市場對人才的需求，確立符合市場需求的人才培養標準，與當前的人才培養結果相比較，將結果反饋給教學目標，通過調整教學目標來改變教學模式。

圖1 工程制圖教學改革反饋流程圖

1.1 教學內容專業化

目前非機械類專業工程制圖教學很大一部分仍舊按照機械類專業的教學模式來進行的，缺乏諸如電子信息、自動化、電氣以及通信等非機械類專業特點，這導致非機械類學生對工程制圖這門專業基礎課，重視程度不足，學習積極性不高，未能認識到工程制圖在本專業的定位。

各專業特色不同，不能一概而論的使用機械專業課程背景，需確立新的專業特色背景。課程初始階段，以工程制圖基礎概論為前提，結合工程制圖在本專業發展歷程和應用，全面向學生展示工程制圖在專業培養體系中的重要性，樹立正確的學習觀。

教學過程中也需要不斷突出專業特色，加深學生對工程制圖的認知。每節課的課程首先通過與專業相關的背景介紹引入教學中，吸引學生的注意力，調動課堂氛圍。其次借助實際的工程技術專業相關的工程制圖實例，如圖1 所示，讓學生切身感受到所學的課程與本專業的聯系，以及在實際生活的應用。同時借助案例引入課程知識點，將知識點融入工程實際中，而不是單純利用教材上傳統的機械結構案例，使課程內容變得貼近專業特色，提升課程區分度。最后從課堂上學生的反應和課后作業考核情況，總結課程教學效果，反饋給教學環節，適時調節教學過程，達到最大化的教學期望。

圖2 iphone6 工程圖教學案例[5]

1.2 教學手段多樣化

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

當前互聯網技術得到了極大的發展，工程制圖課程的教學結合信息化技術是一大趨勢。近年來，隨著各大“MOOC”平臺的完善，匯集了眾多優秀的教學資源，充分利用該資源，可以大大地提高教學效果。課前利用“MOOC”平臺學習課程知識，一方面學生可以提前預習知識點，一方面通過平臺反饋，教師可以掌握學生學習過程遇到的難點和疑問。課堂上以講解重點知識為主，解答學生所存在的問題，增加與學生的互動。

如智能手機、平板等移動設備的普及，學生在手機上花費的時間越來越多，可以合理利用移動設備，來提升課后學習效果。（1）將二維碼應用在工程制圖課程。如今，社會流行“你掃我，還是我掃你”的潮流，學生對于二維碼感覺到新穎，通過將課程配套資料，每一課時的PPT，習題答案等利用二維碼技術生成相應的二維碼，學生可以隨時掃二維碼獲得相應的資料。（2）利用如學習通等微課平臺，將一些課堂補充，難點介紹制作成微課，讓學生課后在微課平臺上觀看，微課時間短，不會讓學生產生疲勞，同時可以在該平臺上生成章節測驗，對學生的學習效果進一步檢測，反饋到教學過程中。（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、視頻等推送給學生，與學生全面的溝通與交流與互動，老師向學生推送內容，學生對不明白的地方給出反饋，老師在線上解答。

1.3 教學理念前沿化

新興技術的出現改變著生活和生產方式，工程制圖的教學方式不能墨守成規，也應該緊貼前沿技術。3D打印技術作為快速成型領域的一種新興技術，通過材料的逐漸累積來疊加成形出實體零件，改變了傳統的加工方式，它融合了機械工程技術、計算機軟件技術、三維模型技術、數據處理技術、激光技術等多學科的技術[7]。3D 打印技術可以應用到工程制圖課程實踐教學當中。通過將班級學生分組，各組選擇一個專業應用相關的零件結構，討論利用3D 打印技術實現的可行性，小組成員利用三維設計軟件繪制零件結構，借助我院現有的3D 打印實驗平臺，實現零件的打印。在這個過程中，以學生為主，讓學生參與到討論、設計、學習，以及實踐過程中去，老師在這個過程中給予指導。工程制圖的實踐不僅僅是利用傳統的測繪手段，還需要結合相關的先進技術，這樣可以培養學生的學習興趣，提升學生對工程制圖的理解，讓學生接觸前沿的科學技術，同時也增強了團隊合作和溝通的能力。

1.4 人才培養市場化

應用型本科院校培養人才應以市場為導向，培養滿足社會需求，支持國家發展戰略的人才。新形勢下的市場是不斷變化的，對人才的要求也是不斷發生變化的。工程制圖課程的教學也要與市場發展緊密聯合起來，而不是孤立的，一成不變。學院建立畢業生與市場需求反饋制度，通過向合作企業單位發放調查問卷或座談、往屆畢業生調查反饋、第三方評價機構調研等方式，結合最新的工程教育發展需要、社會及行業發展需求、產業發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目標上，定期且持續地對工程制圖的培養目標、課程要求、教學模式、實踐平臺進行改進。

1.5 反饋式教學模式評價體系

課程中各環節教學效果的評價是調節課程內容、安排和教學方法的依據，構建反饋式教學培養模式全過程評價如圖3 所示。

教學內容的安排，是以專業特色為背景，激起學生的學習興趣，增加學生對知識點的理解，通過課堂討論和作業完成情況來檢驗當前課程的教學效果。多種教學手段的結合，一方面減輕了課程教學任務的繁重，課堂上注重重難點的講解，提升課堂效率，另一方面利用學生零碎的課余時間，完成知識點的回顧和測驗。可以提升學生的自主學習能力，以及遇到疑問與其他同學、老師的溝通能力。互聯網的大數據分析可以很直觀的觀察學生的學習情況。傳統的《工程制圖》的實際運用都是以手工繪圖的方式，我院有完善的3D 打印實驗室，設備充足，充分結合3D 打印技術與《工程制圖》的聯系，讓學生實際運用制圖理論。在這個過程中可以鍛煉學生的團隊協作能力，增強創新意識，發揮各自的特長。

圖3 反饋式教學模式評價體系

反饋式教學模式評價體系的目的也是為了符合當前的市場需求，在建立各個評價指標時要考慮市場反饋得來的人才標準，這也是反饋得一個環節。

2 結論

新形勢下對工程制圖課程提出了新的要求，教學活動以教學效果為目標，以市場對人才的要求對導向，培養符合社會發展需求和支持國家發展戰略的人才為出發點。工程制圖課程作為工科類相關專業的基礎課程，對工科類的人才培養有著重要的作用。建立一套局部課程教學反饋來提升教學質量，增強學生學習的興趣，同時結合市場人才需求反饋，來調整整體教學目標，培養方案等，培養符合當前社會發展需求的優秀畢業生。工程制圖課程改革是需要持續進行的，利用反饋方法，可以讓教師了解學生的學習情況和教學效果，不斷調整自己的教學方式，使學生在滿足畢業要求的同時又符合市場需求，實現最大化教學成果。