以賽促教、教賽融合模式在工程圖學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用探索*

宋曉波 毛秋英 孔丹

泰山科技學(xué)院 山東濟(jì)南 271000

0 引言

工程圖學(xué)課程是機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，既具有系統(tǒng)的理論性，又具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和技術(shù)性，該課程主要研究繪制和閱讀工程圖樣的原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力、制圖能力，能夠用圖表達(dá)設(shè)計(jì)思想，用圖分析和解決工程問題。

隨著現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品設(shè)計(jì)的高效化、通用化、智能化提出越來越高的要求。原有的尺規(guī)繪圖式方法面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，如何結(jié)合新技術(shù)豐富工程圖學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)模式，達(dá)到更符合當(dāng)代要求的教學(xué)效果，成為工程圖學(xué)課程改革中新的焦點(diǎn)。

不管是教師的教學(xué)能力提升還是學(xué)生的競賽參與、學(xué)習(xí)效果體現(xiàn)，最終都要?dú)w根于“教”與“學(xué)”，因此，“以賽促教、教賽融合”的教學(xué)模式值得一線教師研究和學(xué)習(xí)[4]。

1 研究背景與意義

工程圖學(xué)課程是學(xué)生接觸的第一門專業(yè)課程，一般在大學(xué)第一學(xué)年開設(shè)，分兩個(gè)學(xué)期實(shí)施教學(xué)，以泰山科技學(xué)院智能工程學(xué)院為例，開設(shè)專業(yè)包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化、機(jī)械電子工程、智能制造工程等專業(yè)。根據(jù)教學(xué)大綱要求，第一學(xué)期的工程圖學(xué)課程主要包括投影基礎(chǔ)、立體構(gòu)型、組合體表達(dá)、圖樣的基本表示方法，理論性較強(qiáng)；第二學(xué)期的工程圖學(xué)課程主要包括標(biāo)準(zhǔn)件常用件的表達(dá)、圖樣中的特殊表示方法、零件圖和裝配圖，與工程實(shí)際聯(lián)系緊密。工程圖的識讀與表達(dá)是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的必備技能。傳統(tǒng)的工程圖學(xué)教學(xué)注重理論知識的講解，教學(xué)方法較為單一，對學(xué)生整體素質(zhì)的提高起到的作用不明顯，存在一定的問題，主要問題匯總?cè)缦隆?/p>

1.1 教學(xué)目標(biāo)受限制，對素質(zhì)提高關(guān)注度低

工程圖學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)是通過研究繪制和閱讀工程圖樣的原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生用圖表達(dá)設(shè)計(jì)思想，用圖分析和解決工程問題的能力。該目標(biāo)注重基礎(chǔ)知識和基本原理的教學(xué)，對于如何更好地與工程實(shí)踐問題相結(jié)合，鍛煉學(xué)生更加全面、廣闊的思維，提高學(xué)生的工程素質(zhì)，關(guān)注較少。

1.2 教學(xué)內(nèi)容偏理論，與實(shí)踐知識結(jié)合得少

工程圖學(xué)課程內(nèi)容理論性較強(qiáng)，對于數(shù)理基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)起來十分困難，猶如聽天書一般，再加上學(xué)生作為大一新生，對專業(yè)類的課程缺乏充分的認(rèn)識，導(dǎo)致學(xué)習(xí)中感到盲目和無措。

1.3 教學(xué)方法較固定，創(chuàng)新與開放思想不足

傳統(tǒng)的工程圖學(xué)教學(xué)方法是講授法與板書相結(jié)合，目前，通過使用多媒體課件，在板書授課方面進(jìn)行了一定的簡化，學(xué)生可以根據(jù)課件中的動(dòng)畫，跟隨老師逐步認(rèn)識各個(gè)作圖步驟，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有一定的改善作用。但教學(xué)方法仍以知識灌輸為主，學(xué)生在課堂中較為被動(dòng)，難以體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的要求，如何改進(jìn)教學(xué)方法，促進(jìn)教學(xué)中的創(chuàng)新與開放，仍然是一線教師亟待解決的問題。

1.4 評價(jià)方式較單一，考核形式欠缺多元化

工程圖學(xué)課程的評價(jià)體系是平時(shí)表現(xiàn)+期末卷面成績，平時(shí)表現(xiàn)的考核一定程度上體現(xiàn)了對過程的關(guān)注，但是形式仍然過于單一，學(xué)生往往忙于應(yīng)付老師點(diǎn)名、收作業(yè)，忙于期末考試前對重點(diǎn)的記憶，而難以真正領(lǐng)會(huì)課程中包含的知識。

2 主要研究內(nèi)容

工程圖學(xué)課程作為機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)專業(yè)核心課程的重要鋪墊，該課程具有與專業(yè)結(jié)合緊密，對學(xué)生的幾何、數(shù)理思維訓(xùn)練較為抽象，知識覆蓋面廣且類型多樣等特點(diǎn)。各層次高校的機(jī)械類專業(yè)均開設(shè)工程圖學(xué)課程，不同類型高校學(xué)生的特點(diǎn)不同，工程圖學(xué)課程的學(xué)情也不相同。以泰山科技學(xué)院為例，大一新生普遍對專業(yè)的了解程度不深，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與形象思維能力差異較大，以往的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生存在重解題、忽視工程問題等情況。因此，結(jié)合課程特點(diǎn)和學(xué)情分析，在泰山科技學(xué)院等應(yīng)用型大學(xué)中，工程圖學(xué)課程建設(shè)目標(biāo)和研究內(nèi)容應(yīng)主要集中在如何引導(dǎo)學(xué)生打好扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，建立系統(tǒng)性工程思維以及提高解決問題的創(chuàng)新意識。

根據(jù)目前工程圖學(xué)課程教學(xué)中存在的問題，結(jié)合相關(guān)競賽，在課程教學(xué)中探索以賽促教、教賽融合模式，主要研究內(nèi)容包括以下四點(diǎn)。

2.1 基于大賽指導(dǎo)思想，優(yōu)化工程圖學(xué)課程培養(yǎng)目標(biāo)

現(xiàn)代企業(yè)需要的是創(chuàng)新型應(yīng)用型人才，為滿足企業(yè)需求，需要在課程教學(xué)中加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)。目前機(jī)械類學(xué)科競賽按照模式主要分為封閉式、開放式、半開放式和半封閉式四種。如表1 所示幾種競賽的內(nèi)容都與工程圖學(xué)課程的內(nèi)容有較多聯(lián)系。其中，全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽與工程圖學(xué)課程的結(jié)合最為緊密，該競賽是由原教育部高等學(xué)校工程圖學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、中國圖學(xué)學(xué)會(huì)制圖技術(shù)專業(yè)委員會(huì)和中國圖學(xué)學(xué)會(huì)產(chǎn)品信息建模專業(yè)委員會(huì)聯(lián)合主辦的圖學(xué)類課程最高級別的國家級賽事，2018年被中國高等教育學(xué)會(huì)列入全國普通高校學(xué)科競賽排行榜。該競賽的考核內(nèi)容包含制圖基礎(chǔ)知識、尺規(guī)繪圖、構(gòu)型與設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)建模、輕量化設(shè)計(jì)及3D 打印[2]。該競賽以培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，探索圖學(xué)的發(fā)展方向，創(chuàng)新成圖載體的方法與手段為宗旨，目的在于以賽促教，以賽促學(xué)，全面提高大學(xué)生的圖學(xué)能力，為中國制造走向中國創(chuàng)造培養(yǎng)大量優(yōu)秀人才。將該競賽的指導(dǎo)思想和考查重點(diǎn)融入工程圖學(xué)課程的培養(yǎng)目標(biāo)，為課程教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)和教學(xué)方法的改進(jìn)指引方向。

表1 工程圖學(xué)課程相關(guān)學(xué)科競賽

2.2 根據(jù)大賽考核內(nèi)容，優(yōu)化工程圖學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)本校學(xué)生特點(diǎn)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合競賽重點(diǎn)考核內(nèi)容，本著夠用、實(shí)用、理實(shí)結(jié)合的原則，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和重組：刪減難度較大、抽象、理論性強(qiáng)的換面法、復(fù)雜組合體的相貫線等內(nèi)容，增設(shè)構(gòu)型、測繪、工程實(shí)訓(xùn)等教學(xué)環(huán)節(jié)[1]，根據(jù)不同知識模塊特點(diǎn)采用混合式教學(xué)形式，全方位、多維度將大賽經(jīng)驗(yàn)融合反饋至教學(xué)環(huán)節(jié)，深入優(yōu)化課程建設(shè)。通過合理改進(jìn)授課中的知識點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生思考，如在講解點(diǎn)、線、面的投影及組合體等內(nèi)容時(shí)，結(jié)合競賽中的構(gòu)型設(shè)計(jì)模塊，對授課內(nèi)容作整體的提升；在講解圖學(xué)的基礎(chǔ)知識時(shí)，也可借鑒競賽題目，鍛煉學(xué)生全面思考問題的能力。在課程的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，為學(xué)生準(zhǔn)備項(xiàng)目式、開放式選題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，通過自主探究，選擇最優(yōu)表達(dá)方案，系統(tǒng)性解決工程問題。

授課過程中，結(jié)合相關(guān)專業(yè)課和競賽內(nèi)容，增加方案設(shè)計(jì)和加工制造的內(nèi)容，使學(xué)生提前認(rèn)識和理解機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開發(fā)的系統(tǒng)性思維：從投影理論、立體構(gòu)型、組合體表達(dá)、機(jī)件表達(dá)、標(biāo)準(zhǔn)件常用件表達(dá)到加工要求表達(dá)、生產(chǎn)圖樣表達(dá)，對機(jī)械零件的設(shè)計(jì)過程有完整的思路。

優(yōu)化后的教學(xué)內(nèi)容，鍛煉學(xué)生從問題的發(fā)掘、設(shè)計(jì)方案的確定、方案決策、工程圖繪制到3D 原型制作等能力，形成產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造的全局觀，建立清晰的認(rèn)識和準(zhǔn)確的定位。

2.3 基于大賽對學(xué)生的能力要求，優(yōu)化教學(xué)方法

要從根本上提高工程圖學(xué)課程的教學(xué)效果，并為競賽培養(yǎng)能力出眾的學(xué)生，應(yīng)當(dāng)積極探索適合本課程的教學(xué)方法。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)生接觸到的資源越來越豐富，這些資源的利用情況直接影響課程的教學(xué)效果。根據(jù)競賽對學(xué)生的能力要求，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，對學(xué)生的課程學(xué)習(xí)進(jìn)行全方位的輔導(dǎo)和檢測。通過項(xiàng)目式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力，如為學(xué)生布置小組任務(wù)，將團(tuán)隊(duì)合作能力的鍛煉貫穿整個(gè)教學(xué)過程，使學(xué)生學(xué)會(huì)合作包容，團(tuán)結(jié)協(xié)作克服困難；設(shè)計(jì)表達(dá)的理論知識配合項(xiàng)目任務(wù)，使學(xué)生明白知行合一，運(yùn)用知識解決實(shí)際問題，同時(shí)加深對知識的理解和吸收；與實(shí)踐緊密結(jié)合的生產(chǎn)圖樣表達(dá)任務(wù)，使學(xué)生從專業(yè)出發(fā)，多角度全面觀察事物，養(yǎng)成工程的標(biāo)準(zhǔn)意識；每個(gè)課程項(xiàng)目的答辯和展示，鍛煉學(xué)生自信地和社會(huì)公眾進(jìn)行交流，誠信展示學(xué)習(xí)成果。通過以上教學(xué)方法的實(shí)施，全面提高學(xué)生的綜合能力，培養(yǎng)更適合現(xiàn)代社會(huì)的綜合型人才。

2.4 充分認(rèn)識學(xué)生特點(diǎn)，改革課程考核方式

為了更充分地發(fā)揮“以賽促教、教賽融合”模式的教學(xué)效果，在工程圖學(xué)課程的考核方面，應(yīng)結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)、競賽的要求，改革課程的考核方式，通過多樣化的考核形式，促進(jìn)學(xué)生更深入地學(xué)習(xí)和理解課程內(nèi)容。從單一的期末評價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)槌掷m(xù)性、實(shí)時(shí)性的過程性教學(xué)評價(jià)，從而有效解決成績正態(tài)分布、高分偏多現(xiàn)象；實(shí)施考試自主命題、自我測試、自行評價(jià)的模式，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力；實(shí)施作業(yè)自主設(shè)計(jì)、自我命題、自行測試的模式，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)和構(gòu)思能力；開發(fā)以賽代考的考核機(jī)制，設(shè)置與課程對應(yīng)的校內(nèi)學(xué)科競賽，將競賽引入第一課堂作為課程內(nèi)容，并以競賽成績作為課程考核的重要參考，為具備專業(yè)水平和能力的學(xué)生提供更多機(jī)會(huì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和參與熱情[3]。

3 需解決的關(guān)鍵問題

當(dāng)前，以賽促教、教賽融合教學(xué)模式的實(shí)施過程中仍有一些具體的問題需要解決，主要問題有以下兩個(gè)。

3.1 如何將大賽經(jīng)驗(yàn)反饋至教學(xué)環(huán)節(jié)

學(xué)科競賽相較于課程教學(xué)，難度以及所關(guān)注的重點(diǎn)都有較大區(qū)別，若改革過程中過多強(qiáng)調(diào)競賽知識點(diǎn)，與普通課程教學(xué)內(nèi)容偏離較遠(yuǎn)，會(huì)導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。因此，適度結(jié)合大賽內(nèi)容，適當(dāng)融合大賽經(jīng)驗(yàn)，是實(shí)施過程中需要注意的問題。

3.2 教學(xué)環(huán)節(jié)如何兼顧拔尖人才培養(yǎng)與普適性

根據(jù)對學(xué)生情況的了解，只有部分學(xué)生對學(xué)科競賽的積極性較高。實(shí)施過程中，可首先通過校內(nèi)選拔賽的形式，選拔學(xué)習(xí)熱情高、基礎(chǔ)較好的學(xué)生，開展項(xiàng)目式教學(xué)時(shí)，以選拔出的學(xué)生作為小組長，重點(diǎn)培養(yǎng)和鍛煉，同時(shí)對其他學(xué)生起到督促和帶動(dòng)的作用。

4 工程圖學(xué)課程在以賽促教、教賽融合模式下的改革效果

通過一學(xué)年的實(shí)施，在以賽促教、教賽融合模式下，工程圖學(xué)課程在教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、方法和考核方式等方面進(jìn)行一系列改革，取得了一定的效果，以下是對改革效果的總結(jié)。

4.1 優(yōu)化了工程圖學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)，豐富了工程圖學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容

結(jié)合競賽的教學(xué)模式，將課程的知識結(jié)構(gòu)和教學(xué)目標(biāo)從傳統(tǒng)知識型轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ棠芰μ嵘停徽n程內(nèi)容的設(shè)置從知識零散式轉(zhuǎn)變?yōu)轫?xiàng)目集成式，教學(xué)目標(biāo)由傳授知識轉(zhuǎn)變?yōu)楦⒅啬芰ε囵B(yǎng)。

4.2 革新了課程教學(xué)思路，改進(jìn)了課程考核機(jī)制，促進(jìn)了教師教學(xué)能力的提升

以能力培養(yǎng)為目標(biāo)，結(jié)合競賽改進(jìn)傳統(tǒng)的考核方式，教師在教學(xué)過程中更多地進(jìn)行思考和研究，建立縱橫貫通的知識體系、課程體系和實(shí)踐教學(xué)體系的同時(shí)，推動(dòng)了教師專業(yè)發(fā)展，提升了課程教學(xué)組的整體水平。

4.3 構(gòu)建了師生互動(dòng)的新型課程教學(xué)關(guān)系

打破了傳統(tǒng)課堂中的“滿堂灌”教學(xué)模式，更加注重以學(xué)生為主體，引入翻轉(zhuǎn)課堂，強(qiáng)化課前線上研習(xí)，注重課后線上研討、線下實(shí)踐，構(gòu)建課前、課中、課后的虛實(shí)維度互動(dòng)關(guān)系。促進(jìn)了學(xué)生自主、協(xié)作學(xué)習(xí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識，為后續(xù)課程中開展討論式教學(xué)、研究性學(xué)習(xí)提供了成功典型范例。

5 結(jié)束語

本文結(jié)合工程圖學(xué)課程相關(guān)的學(xué)科競賽，從以賽促教、教賽融合的理念出發(fā)，提出工程圖學(xué)課程教學(xué)的新思路、新方法，并總結(jié)了該模式下工程圖學(xué)課程教學(xué)中取得的初步成效。實(shí)踐證明，通過競賽激發(fā)了學(xué)生對工程圖學(xué)課程的學(xué)習(xí)熱情，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、自主性，鍛煉了學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識、團(tuán)隊(duì)合作意識。以賽促教、教賽融合模式的實(shí)施，對教師教學(xué)能力的提升也起到了推動(dòng)作用。