新工科背景下三維工程圖實訓教學改革研究

溫寶琴 馬春暉 袁昌富 彭 霞

（石河子大學機械電氣工程學院，新疆 石河子 832003）

0 引言

2017 年2 月和4 月， 教育部在復旦大學和天津大學分別召開了綜合性高校和工科優(yōu)勢高校的新工科研討會，形成了新工科建設的“復旦共識”和“天大行動”。 此舉是為了應對新一輪科技革命和產業(yè)變革所面臨的新機遇、新挑戰(zhàn)而提出“新工科理念”[1-2]。 三維工程圖實訓是一門傳統(tǒng)工科專業(yè)學科，是所有工科學生的技術基礎課， 是為學生學習機械設計課程設計、機械制造工藝學課程設計、畢業(yè)設計等后續(xù)課程的先導課程，因此，必須對該學科進行順應新工科理念要求的教學改革研究。

從2019 年我校的機械類專業(yè)就開始了專業(yè)認證的準備工作， 工程教育專業(yè)認證的核心就是要確認工科專業(yè)畢業(yè)生達到行業(yè)認可的既定質量標準要求，是一種以培養(yǎng)目標和畢業(yè)出口要求為導向的合格性評價， 旨在為相關工程技術人才進入工業(yè)界從業(yè)提供預備教育質量保證。 工程教育專業(yè)認證突出強調以學生學習為中心，突出強調學生學習成果，更多的是聚焦于學生“應該得到什么”，因此學校提出了新的人才培養(yǎng)方案，為達到工科畢業(yè)生的基本知識、能力和素質的要求，教師教學工作不得不做出改革和調整。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)認證三重背景下對三維工程圖實訓所做出的教學改革。

1 教學中存在的問題

1.1 信息量大且學時有限

三維工程圖實訓是大一第二學期開設的課程，經過大一第一學期畫法幾何及機械制圖課程的學習，學生的專業(yè)知識有了一定的儲備， 工程素養(yǎng)得以提高，這為三維工程圖實訓的學習打下來基礎，使得課程進行更加容易。 學習三維建模軟件繪制三維圖，意味著學生需要更強的空間想象能力，對于空間想象能力不好的同學這門課程的學習無疑是充滿挑戰(zhàn)的。根據課程目標，學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)建并轉化生成二維零件圖和裝配圖。學生需要學習軟件的操作指南及各種三維零部件的繪制方法，總體來說信息量大，學習強度大。三維工程圖實訓是一門操作性， 實踐性很強的學科，相較于老師講授，更側重于學生自己動手操作，然而上課時間是作為老師講授知識，操作示范的時間，還是學生上機操作的時間這兩者就產生了矛盾。學時有限有時就會造成老師講授和學生練習難以協(xié)調的情況。

1.2 教學形式單一，教學監(jiān)管力度小

三維工程圖實訓一直以來都是采用傳統(tǒng)的教學模式，即老師教授，學生隨后練習，一整堂課下來師生互動極少，課堂學習氛圍嚴肅，不活潑，較為枯燥，這往往容易觸發(fā)學生的厭學情緒， 導致學習質量較差。除了課堂時間， 其余的課下時間師生交流互動極少，老師難以了解和掌握學生對課程學習的掌握情況，這樣極其不利于老師的教學，所以教學模式的改革勢在必行。

1.3 學生自主學習意識薄弱，課下花費時間少

由于受到規(guī)定學時的限制， 僅憑課上的學習時間，是很難完成教學目標的，學生的掌握情況也不好，所以三維工程圖實訓這門課程的學習不僅需要課上學習， 更重要的是要求學生在課下肯花時間自主學習，然而就目前而言，學生的惰性較強，自主學習的意識薄弱，自主學習的能力欠缺，還有一些客觀因素存在，比如其他學科難度更大，課程作業(yè)多，學校各項事務繁雜，學生精力有限，無法分配更多的時間在三維工程圖實訓課程的學習。還有一個不可忽視的因素就是學生對于該課程的學習興趣不濃厚，以至于學習積極性低，學習質量也就不言而喻了，所以如何改進課堂， 培養(yǎng)學生學習興趣是目前需要考慮的一個問題。綜上所述，種種因素夾雜在一起，學習效率低下。

2 線上線下混合式改革思路

在當今疫情防控，新工科理念，工程專業(yè)認證三重背景下，傳統(tǒng)的線下教學模式已經不能滿足課程學習要求了， 所以這時就急需線上教學模式來救場，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，各種網絡教學軟件派上了用場，如釘釘，騰訊課堂，騰訊會議等[3]，使用這些軟件就可以讓教學不受時間和空間的限制，是教育界一項重大的改革，改變了傳統(tǒng)的學習觀念和學習方法。

線上教學主要是指通過網絡平臺實施的教學活動，線下教學主要是指師生面對面地進行互動的課堂教學。混合式教學是把傳統(tǒng)學習方式的優(yōu)勢和互聯(lián)網學習方式的優(yōu)勢結合起來，將課堂教學與信息技術進行融合，這樣既發(fā)揮了教師引導、啟發(fā)和把控教學過程的主導作用， 又充分調動了學生學習的主動性、積極性與創(chuàng)造性，有利于提高學生的學習效果，提高課程的教學質量。

現在就三維工程圖實訓這門課的線上線下混合式教學改革的思路大致如下：（1） 充分利用線上資源進行課前學習。 根據教學計劃和教學內容，教師把要學習的內容、學習的重點及難點告知學生，把學習資源推送到網絡教學平臺上，要求學生在課前對將要學習的知識進行預習，并對遇到的問題進行匯總，使學生帶著問題進行學習，這樣能在提高學習主動性和積極性的同時，鍛煉其自主學習能力。 三維工程圖實訓這門課本就需要學生大量地上機操作，如果課前提前進行了視頻學習， 就可以大大縮短課堂教學時間，留更多的時間讓學生自主聯(lián)系。

（2）建立課程班級QQ 群，方便師生聯(lián)系，方便學生提問，老師答疑解惑，拉近師生的距離，更加方便了老師對學生學習情況的監(jiān)管。

（3）利用線上資源鞏固復習：對于課堂時間內沒有弄清楚的知識點， 學生可以通過反復觀看授課PPT、教學視頻等進行學習，目前很多教學軟件就很先進，可以看課堂回放，對于那些來不及學習或掌握不好的學生就很方便。老師可以在網絡教學平臺上發(fā)布習題，作業(yè)，學生也通過學習端按時提交作業(yè)。 另外，中國大學MOOC、智慧職教、雨課堂等資源和教學平臺的運用，也為線上線下混合式教學提供了保障。

3 教學改革實施效果

經過近一年的線上線下混合式改革教學的實施，三維工程圖實訓的教學效果有了很大的提高。我校大二學生參加第十三屆“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創(chuàng)新大賽中有六名學生獲獎，其中一等獎一名，三等獎五名。 這樣的教學模式為老師減輕了教學負擔，也提高了學生的學習效率。 師生間的交流互動增加，拉近了師生關系，有效利用了課上課下的學習時間，提高學生的實踐能力，達到教學要求，并提高了學生的綜合素質，做到了把課堂還給學生。使得手機，互聯(lián)網不再是干擾學生學習的障礙，而是有利于學習的好幫手。

4 結語

在新工科的背景下，工程專業(yè)認證工作的緊迫準備下，嚴峻的疫情防控形勢下，通過對三維工程圖實訓的教學改革研究，提出了線上線下混合式教學的新模式，將課堂教學與信息技術進行融合，既發(fā)揮了教師引導、啟發(fā)和把控教學過程的主導作用，又將理論與實踐充分融合，以學生為中心，突出強調學生的學習效果，順應了新工科理念，符合新的人才培養(yǎng)方案。在未來，這種線上線下混合式教學將可能成為大勢所趨，在全國范圍內普及。