基于工作過程系統(tǒng)化的《工程制圖與計算機(jī)繪圖》課程教學(xué)改革探究

宋瑩

(沈陽工學(xué)院，遼寧撫順 113000)

“工作過程系統(tǒng)化”強(qiáng)調(diào)“以就業(yè)為導(dǎo)向以職業(yè)為載體的人的全面發(fā)展”，在工作過程比對研究中，把教學(xué)內(nèi)容同實際工作過程相聯(lián)系，經(jīng)過三次教學(xué)設(shè)計處理，處理成若干個有邏輯關(guān)系的(如包含、并列)任務(wù)用于教學(xué)的工作過程。在教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)包含、并列、比較等學(xué)習(xí)方式，實現(xiàn)知識點的有機(jī)結(jié)合和內(nèi)化，通過項目案例的層層推進(jìn)使學(xué)生提高思考，發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)方法既有模塊課程的靈活性也具有項目課程的特長，同時在此普通項目教學(xué)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)各項目各模塊的能力遞進(jìn)的發(fā)展，從而將傳統(tǒng)的以教師為主講切換到以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變。《工程制圖與計算機(jī)繪圖》作為安全工程的專業(yè)學(xué)生接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，承擔(dān)啟蒙學(xué)生了解整個專業(yè)體系的作用，對于學(xué)生畢業(yè)進(jìn)入相關(guān)工程單位進(jìn)行安全監(jiān)察、設(shè)計、監(jiān)理等起著重要作用，因此課程講授必須打破傳統(tǒng)學(xué)科知識系統(tǒng)化的束縛，將制圖課程中涉及的工作過程、學(xué)習(xí)過程和學(xué)生的解決問題的能力有機(jī)結(jié)合起來，將原有八大模塊圍繞工作過程進(jìn)行內(nèi)容重構(gòu)，設(shè)計以建筑安全為方向的四大模塊及相關(guān)學(xué)習(xí)情境，建設(shè)工作過程系統(tǒng)化的課程。基于工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)方法對于進(jìn)行應(yīng)用型教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力具有重要意義。

1 安全工程專業(yè)《工程制圖與計算機(jī)繪圖》課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

安全工程專業(yè)學(xué)生需要掌握安全工程學(xué)科的基本理論知識和專業(yè)技能，是建筑工程、礦山、冶金工程等多行業(yè)領(lǐng)域需求的復(fù)合型應(yīng)用技術(shù)人才。《工程制圖與計算機(jī)繪圖》是安全工程專業(yè)重要基礎(chǔ)課程，空間想象力要求高，注重培養(yǎng)安全工程專業(yè)人員在工程設(shè)計、建設(shè)、投入使用各個環(huán)節(jié)進(jìn)行安全管理、安全技術(shù)等相關(guān)應(yīng)用和實踐，具有較強(qiáng)的實踐性。課程所培養(yǎng)的手繪及AutoCAD 計算機(jī)輔助功能繪圖以及工程項目圖紙識圖能力是學(xué)生需要的基本且重要能力，學(xué)生通過讀圖、繪圖解決建筑安全工程相關(guān)問題。課程教學(xué)效果將與學(xué)生的工程素質(zhì)、技能和創(chuàng)新能力直接相關(guān)。

《工程制圖與計算機(jī)繪圖》課程特征突出：基本概念多、理論性強(qiáng)(如投影理論)，繪圖量較大，在點線面投影方面習(xí)題比較難做，手繪圖紙及計算機(jī)繪圖實踐性強(qiáng)，對空間思維能力要求極高。課程內(nèi)容既包含手繪圖紙、AutoCAD計算機(jī)輔助繪圖的實踐操作，也包含投影理論學(xué)習(xí)、國家制圖規(guī)范、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及工程實際的相關(guān)內(nèi)容，因此教學(xué)難度大，實際工程經(jīng)驗要求高，對于大一學(xué)生理解和掌握本門課程的難度大。

在以往安全工程專業(yè)《工程制圖與計算機(jī)繪圖》的教學(xué)中，存在以下幾個方面的問題：

(1)教學(xué)方法較為陳舊。授課教師完全按照教材的內(nèi)容順序向?qū)W生灌輸信息，知識點相對量多、煩瑣導(dǎo)致學(xué)生主動性不高。通常由教師在多媒體演示操作，學(xué)生實踐動手在計算機(jī)操作較少，缺乏主動思考。

(2)課程中涉及手繪抄圖及CAD 計算機(jī)輔助繪圖量較大，但具體針對工程項目識圖訓(xùn)練較少，導(dǎo)致學(xué)生不能識讀標(biāo)準(zhǔn)圖集、工程樣圖，不能直接進(jìn)行工程項目設(shè)計和指導(dǎo)施工。另外，由于大一學(xué)生缺乏專業(yè)基礎(chǔ)知識背景，導(dǎo)致其對建筑工程的圖形表達(dá)認(rèn)識不清[1]，課程結(jié)束不能應(yīng)用所學(xué)知識獨(dú)立解決工程實踐問題，不能達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

基于以上分析，一種高效可行的以培養(yǎng)應(yīng)用型人才的為目標(biāo)的授課方法勢在必行，工作過程系統(tǒng)化的授課方法能夠很好地解決以上問題，因此采用基于工作過程系統(tǒng)化方法來進(jìn)行安全工程專業(yè)的《工程制圖與計算機(jī)繪圖》課程改革。

2 應(yīng)用工作過程系統(tǒng)化教學(xué)方法的課程改革

2.1 教學(xué)體系改革

實現(xiàn)培養(yǎng)安全工程專業(yè)識圖、繪圖及應(yīng)用計算機(jī)軟件設(shè)計能力進(jìn)行建筑工程安全管理，僅一門工程制圖課程是無法實現(xiàn)的。因此《工程制圖與計算機(jī)繪圖》應(yīng)結(jié)合安全工程專業(yè)特點，結(jié)合其他專業(yè)核心課程，形成完整的安全技術(shù)能力培養(yǎng)的課程體系。

《工程制圖與計算機(jī)繪圖》課程是培養(yǎng)學(xué)生識讀、繪制工程圖樣能力的課程，與其他課程關(guān)系如下：

(1)《工程制圖與計算機(jī)繪圖》作為第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容包含識圖、繪圖基本理論和方法，最終使學(xué)生達(dá)到能夠自主讀施工圖、識建筑圖、手繪及計算機(jī)軟件繪制各類圖紙的能力[2]。

(2)專業(yè)課中《建筑消防》《事故與災(zāi)害應(yīng)急》《建筑安全》《安全人機(jī)工程》《工業(yè)通風(fēng)與除塵》等課程能夠提供項目案例素材，可以在這些課程中搜集建筑圖、消防圖、人機(jī)設(shè)計圖等應(yīng)用實例用于本教學(xué)，如：從《建筑消防》《建筑安全》等課程中選取典型的民用、商業(yè)建筑物作為實例，給學(xué)生講解讀圖、識圖、繪圖方法；同時學(xué)生可以自主設(shè)計工程圖樣，在繪制工程圖后將繪制的圖樣用于專業(yè)課程教學(xué)，從而融會貫通方便學(xué)生理解。通過前序課程后序課程的關(guān)聯(lián)性，本課程能夠為后序其他安全工程專業(yè)課程提供實踐作用，提高后序安全專業(yè)課程及課程實踐、畢業(yè)設(shè)計的效果。

(3)通過安全工程專業(yè)課的課程實訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生利用計算機(jī)AutoCAD繪圖技術(shù)建筑安全工程相關(guān)實際問題的能力。例如：在工業(yè)通風(fēng)與除塵實訓(xùn)、安全人機(jī)工程、建筑消防實訓(xùn)中繪制設(shè)計圖；在畢業(yè)設(shè)計中繪制消防設(shè)計圖。

2.2 教學(xué)內(nèi)容的改革

根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求和課程體系的設(shè)置，需要對《工程制圖與計算機(jī)繪圖》課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，按照課程模塊重組。

(1)課程初期，注重安全工程領(lǐng)域背景介紹，如引入建筑安全工程事故案例讓學(xué)生了解工程制圖在安全領(lǐng)域的應(yīng)用實例，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(2)對于繪圖基本方法知識，結(jié)合工程項目具體案例進(jìn)行理實結(jié)合。例如：在計算機(jī)繪圖命令講授中，選用《工業(yè)通風(fēng)與除塵》課程通風(fēng)管道作為繪圖實例，讓學(xué)生能夠感受作為安全專業(yè)學(xué)生的專業(yè)使命感，對專業(yè)有更深入的理解。

(3)課程總共48 個學(xué)時，其中工程制圖基礎(chǔ)理論32 學(xué)時，AutoCAD計算機(jī)繪圖16學(xué)時，研究繪制和閱讀工程圖樣的理論和方法包含內(nèi)容有：投影基礎(chǔ)、建筑形體表達(dá)、軸測圖以及建筑施工圖識讀及運(yùn)用AutoCAD 軟件繪制具體建筑圖樣。課程最終以培養(yǎng)學(xué)生自主識圖、獨(dú)立繪制建筑圖樣為目標(biāo)，結(jié)合安全專業(yè)人才就業(yè)領(lǐng)域，對接職業(yè)素養(yǎng)，以具體項目貫穿課程知識點，各項目之間層層遞進(jìn)，由老師帶領(lǐng)同學(xué)共同完成項目過渡到學(xué)生獨(dú)立完成。

基于以上分析，將課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)重組為4 個模塊，具體見表1。

表1 教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)

2.3 教學(xué)方法改革

(1)采用多媒體紅蜘蛛軟件授課。同學(xué)們可以身臨其境上機(jī)練習(xí)，出現(xiàn)問題分組討論，學(xué)生帶著解決實際任務(wù)的目標(biāo)去學(xué)習(xí)，由一開始的小任務(wù)逐漸過渡到大任務(wù)、由簡到繁、循序漸進(jìn)完成。在教學(xué)過程中，由興趣引導(dǎo)學(xué)生在任務(wù)中自主地去探求知識、獲取知識、運(yùn)用知識。以教學(xué)方式調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會取得事半功倍的效果。

(2)將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用于《工程制圖與計算機(jī)繪圖》課程教學(xué)[2]。翻轉(zhuǎn)課堂包含三個階段：①獲取課前知識；②課堂知識內(nèi)化；③課后知識的鞏固。在授課前做好課程設(shè)計：有效利用時間，在課前，學(xué)生可在慕課或智慧樹等網(wǎng)站進(jìn)行自主學(xué)習(xí)；課堂上，教師布置任務(wù)、學(xué)生完成任務(wù)、小組打分評價，教師最終總結(jié)；課后，學(xué)生修改完善成果提交成果；通過一系列的設(shè)計旨在提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、小組團(tuán)隊協(xié)作能力以及對課程知識的綜合應(yīng)用能力[2]。

2.4 考核方式改革

在考核學(xué)生過程增加過程考核比重，通過過程考核強(qiáng)化學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)及改善部分同學(xué)的聽課狀態(tài)，以過程考核方式激勵學(xué)生積極參與課堂討論和互相溝通交流中，合理調(diào)整考核方式，注重學(xué)生實際繪圖操作能力及解決工程問題的能力。各項考核項具體內(nèi)容及比例如下。

(1)課堂表現(xiàn)占10%，考查學(xué)生在課堂上是否能夠積極互動。主要根據(jù)學(xué)生出勤、課堂參與匯報情況給出成績。

(2)作業(yè)占20%，考查學(xué)生對重點知識的掌握情況，在重點部分會布置手繪及上機(jī)作圖作業(yè)。

(3)課堂筆記占20%。考查學(xué)生課堂聽課態(tài)度，針對課堂重點內(nèi)容，教師會留出時間讓同學(xué)結(jié)合自身理解記錄課堂筆記。

(4)隨堂考核占20%。隨堂考查學(xué)生對課堂知識的掌握情況，采用雨課堂、慕課測試等方式，在課堂隨機(jī)發(fā)送識圖試題，學(xué)生在課堂時間完成，考查課堂掌握情況。

(5)任務(wù)完成占30%。布置學(xué)生進(jìn)行手繪項目和計算機(jī)繪圖任務(wù)，考核學(xué)生本學(xué)期對工程制圖與計算機(jī)繪圖的整體掌握情況。采用課堂與上機(jī)作圖結(jié)合形式，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成繪圖。

3 改革目標(biāo)

(1)實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容改變。設(shè)計以工程項目繪制過程為主線的課程結(jié)構(gòu)，結(jié)合工程實例及時更新教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生更早地建立對工程問題的認(rèn)識[1]。

(2)實現(xiàn)教學(xué)方式改變。通過以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，提高學(xué)生課堂參與度。

(3)實現(xiàn)學(xué)習(xí)方式改變，配合教學(xué)方法的變化，結(jié)合課程學(xué)習(xí)要求，學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊協(xié)作，開展自主學(xué)習(xí)。

4 解決的關(guān)鍵問題

(1)優(yōu)化、重組理論教學(xué)內(nèi)容。由于傳統(tǒng)的制圖課程不能將學(xué)生對專業(yè)圖識讀和繪制訓(xùn)練到位，因此，通過本項目的實施可以體現(xiàn)課程教學(xué)過程中“教、學(xué)、做”一體的應(yīng)用型教育特色。

(2)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力差。目前學(xué)生多數(shù)以自我為中心，團(tuán)隊意識和團(tuán)隊協(xié)作能力偏低，不利于學(xué)生日后的職業(yè)發(fā)展。

(3)實踐項目案例的分析整理，實現(xiàn)理論知識與實際建筑工程項目的緊密結(jié)合。

5 改革實施效果

基于工作過程系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計和多種形式的考核改革，運(yùn)用項目教學(xué)的方法深度挖掘了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情，獲得學(xué)生一致好評[3]，通過課程改革和實踐取得較好的教學(xué)效果。

(1)加強(qiáng)過程考核，通過課堂任務(wù)與課后作業(yè)練習(xí)，及時鞏固學(xué)習(xí)知識，考查學(xué)生對知識的掌握程度。通過過程考核提高學(xué)生對知識的綜合運(yùn)用能力，也提高了學(xué)習(xí)的主動性[4]。

(2)期末總評成績顯著提高，成績優(yōu)良率高達(dá)59.38%。

(3)采用分組團(tuán)隊，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊意識和責(zé)任感，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的思想。

(4)由傳統(tǒng)的理論測試單一型評價方式向多元評價方式改革，更全面地考查了學(xué)生的知識掌握和綜合運(yùn)用的能力，完成本課程的培養(yǎng)目標(biāo)。

(5)建立教學(xué)案例庫。根據(jù)安全專業(yè)畢業(yè)生畢業(yè)后工作方向、工作中研究項目等情況，提取專業(yè)授課案例項目資料，建立相關(guān)教學(xué)案例庫。分別為：案例一某小學(xué)教學(xué)樓建筑圖；案例二行政樓建筑圖；案例三A 戶型住宅樓建筑圖；案例四B 戶型住宅樓建筑圖；案例五多層住宅建筑圖；案例六某校園平面圖，案例七某別墅建筑圖。

(6)學(xué)生滿意度調(diào)查。對班級32 名學(xué)生進(jìn)行了《工程制圖與計算機(jī)繪圖》課程工作過程系統(tǒng)化教學(xué)問卷調(diào)查，經(jīng)統(tǒng)計90.63%的學(xué)生完全能夠接受本課程實施工作過程系統(tǒng)化的相關(guān)教學(xué)；9.38%的學(xué)生基本接受實施工作過程系統(tǒng)化的相關(guān)教學(xué)；0%的學(xué)生不接受此方法，78.13%的學(xué)生認(rèn)為該課程采用工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)法授課好；15.63%的學(xué)生認(rèn)為工作過程系統(tǒng)化教學(xué)法和傳統(tǒng)教學(xué)法都可以；6.25%的學(xué)生認(rèn)為傳統(tǒng)教學(xué)方式好。根據(jù)以上數(shù)據(jù)及平時與學(xué)生溝通交流，大部分學(xué)生認(rèn)為實施工程過程系統(tǒng)化的教學(xué)方式能夠更好地掌握通過手繪及CAD計算機(jī)輔助軟件進(jìn)行工程圖紙的繪制，并能很好地通過項目來提升自我的讀圖能力。

6 課程改革創(chuàng)新點

制定工作過程導(dǎo)向課程的課程標(biāo)準(zhǔn)是目前應(yīng)用型課程改革與建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急，有必要建立“基于工作過程”的課程標(biāo)準(zhǔn)。具體創(chuàng)新點如下：

(1)強(qiáng)調(diào)過程學(xué)習(xí)，在授課過程中將學(xué)習(xí)重心從傳授理論知識向應(yīng)用理論知識解決實際問題的過程轉(zhuǎn)化，根據(jù)工程圖紙繪制流程來重新設(shè)置課程內(nèi)容和課程結(jié)構(gòu)。

(2)注重學(xué)生實踐能力培養(yǎng)。結(jié)合建筑工程實例及時更新教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生建立對工程問題的認(rèn)識，真正落實應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案。

(3)建立學(xué)習(xí)小組，通過小組任務(wù)等教學(xué)活動鍛煉學(xué)生團(tuán)隊合作能力。

7 存在問題及解決思路

(1)基于目前建筑結(jié)構(gòu)的多樣化及建筑設(shè)計的優(yōu)化，今后需要繼續(xù)加大力量進(jìn)行案例資料的收集。建立圖紙資料庫，為今后課程授課提供更豐富的項目資料。

(2)目前課程基于工作過程系統(tǒng)化方法授課的線上課程資源缺失，在后疫情時代應(yīng)加強(qiáng)對于課程線上資源的建立。

(3)隨著3D 軟件的普及，探索3D CAD 軟件對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充。

8 總結(jié)

本文探討了工作過程系統(tǒng)化教學(xué)改革方法在安全工程專業(yè)《工程制圖與計算機(jī)繪圖》課程的應(yīng)用并應(yīng)用于實踐。在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，工作過程系統(tǒng)化的課程改革方法對提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、課程期末成績，提升學(xué)生就業(yè)能力及就業(yè)單位滿意度都具有良好效果[5]。