孫金風(fēng) 趙大興 李冬林

摘 要 針對當(dāng)前大學(xué)生工程制圖能力、創(chuàng)新與實(shí)踐動手能力較差的現(xiàn)狀，以具有創(chuàng)新意識的大學(xué)生為主體，采取先易后難、逐步推進(jìn)、貫穿始終的原則，以室外展窗、開放實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)工廠、課程網(wǎng)站等為實(shí)踐平臺和活動陣地，依托省級精品資源共享課程教學(xué)平臺、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，進(jìn)行“工程圖學(xué)”第二課堂教學(xué)體系的構(gòu)建與實(shí)踐，成功實(shí)施后激發(fā)了大學(xué)生學(xué)習(xí)“工程圖學(xué)”課程的主觀能動性，提高其空間思維能力、工程實(shí)踐表達(dá)能力與創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞 工程圖學(xué) 第二課堂 教學(xué)體系

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2018.09.047

Abstract Aiming at the current situation of poor engineering drawing ability， innovation and practical ability of college students， students with innovative consciousness are the active subjects， it is to construct and practice the second classroom teaching system of engineering graphics， which is taken the principle of easy to difficult， progressive and penetrating. The outdoor exhibition window， open laboratory， internship factory， course website and so on are the practice platform and the activity position. It is relied on the provincial high-quality resources sharing course teaching platform， national college students advanced mapping technology and product information modeling innovation competition. After successful implementation， students are motivated to learn the subjective initiative of the course of engineering graphics， and improve their spatial thinking ability， engineering practice expression ability and innovation ability.

Keywords engineering graphics； the second classroom； teaching system

0 引言

《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確提出要“培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神與能力，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐動手能力”，《湖北省教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》要求“增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力”?？梢?，努力提高機(jī)械類大學(xué)生人才的空間思維能力、工程圖樣的閱讀和繪制能力是工科院校踐行教育改革、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的當(dāng)務(wù)之急。

“工程圖學(xué)”課程是高等院校工科類等專業(yè)中理論和實(shí)踐性都很強(qiáng)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，工程圖樣的閱讀和繪制能力是本課程培養(yǎng)的重點(diǎn)，它是工程人員表達(dá)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新思想的語言，并為培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、分析問題和解決問題的能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。“工程圖學(xué)”課程主要面向大一學(xué)生開設(shè)，學(xué)生對于專業(yè)知識了解甚少，且很多學(xué)生沒有豐富的空間想象能力，加之學(xué)時較少，大學(xué)生工程制圖能力、創(chuàng)新與實(shí)踐動手能力普遍較差。這樣，僅僅依靠傳統(tǒng)的第一課堂的教學(xué)學(xué)時和活動空間已不能滿足現(xiàn)代人才培養(yǎng)的需要，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代工程實(shí)踐的實(shí)際情況，借助湖北省精品資源共享課程“工程圖學(xué)”這一省級教學(xué)平臺，依托全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽，將“工程圖學(xué)”的教學(xué)模式重新整合，打造相應(yīng)的“工程圖學(xué)”第二教學(xué)課堂，并對第一課堂教學(xué)進(jìn)行有效補(bǔ)充和延伸，在豐富大學(xué)生課余學(xué)習(xí)空間的基礎(chǔ)上，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“工程圖學(xué)”的主觀能動性和創(chuàng)造性，達(dá)到提高大學(xué)生空間思維能力、工程實(shí)踐表達(dá)能力與創(chuàng)新能力的目的。

1 第二課堂教學(xué)的作用

第二課堂活動是第一課堂活動的補(bǔ)充和延續(xù)，是高等工科教學(xué)教育必不可少的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和實(shí)踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的重要途徑，高等工科院校應(yīng)將第二課堂教學(xué)活動納入整個教學(xué)體系進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新與實(shí)踐能力離不開良好的學(xué)習(xí)氛圍和育人環(huán)境，更與學(xué)校的校訓(xùn)精神緊密相關(guān)。因此，高等工科院校應(yīng)始堅(jiān)持以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新與實(shí)踐能力為重點(diǎn)，高度強(qiáng)化教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高大學(xué)生的實(shí)際動手能力和實(shí)踐技能，實(shí)現(xiàn)從知識理論型向知識實(shí)踐型的轉(zhuǎn)變。高校應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生參加各類學(xué)科競賽活動，選派相應(yīng)的骨干教師，對進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐的學(xué)生給予適當(dāng)?shù)慕?jīng)費(fèi)支持和創(chuàng)新學(xué)分認(rèn)定，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新毅力和責(zé)任心。第二課堂活動應(yīng)注意課內(nèi)與課外相結(jié)合，理論與實(shí)踐相結(jié)合，構(gòu)建相應(yīng)的實(shí)踐平臺和活動陣地。

2 第二課堂教學(xué)體系的構(gòu)建

“工程圖學(xué)”第二課堂教學(xué)體系的構(gòu)建，應(yīng)該實(shí)現(xiàn)“工程圖學(xué)”基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的近距離和全過程接觸，找到啟迪大學(xué)生創(chuàng)新思維的支撐點(diǎn)，為學(xué)生實(shí)踐動手性、創(chuàng)新主動性、工作前瞻性做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作。近年來，課題組成員依托湖北省精品資源共享課程省級教學(xué)平臺、全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽不斷踐行“工程圖學(xué)”第二課堂教學(xué)活動，構(gòu)建的“工程圖學(xué)”第二課堂教學(xué)體系如下。

2.1 建立吸納學(xué)生的長效機(jī)制

空間想象能力、工程圖樣表達(dá)能力和創(chuàng)新能力是機(jī)械類人才適應(yīng)現(xiàn)代社會與發(fā)展最基本和最重要的能力，第二課堂的開發(fā)與建設(shè)要以具有創(chuàng)新意識的學(xué)生為主體，因此有必要建立相應(yīng)的長效機(jī)制。學(xué)校積極鼓勵大學(xué)生參加各種第二課堂活動，制定了一定的獎勵辦法，并要求學(xué)生在畢業(yè)之前必須完成一定的創(chuàng)新學(xué)分，而創(chuàng)新學(xué)分的完成主要依賴于第二課堂活動。相應(yīng)激勵機(jī)制的建立為“工程圖學(xué)”第二課堂教學(xué)的開展輸送了大量具有創(chuàng)新精神的大學(xué)生。

2.2 打造“雙師型”教研團(tuán)隊(duì)

處于教學(xué)一線具有實(shí)際工作背景的教師和高學(xué)歷中青年教師為課題組成員是保證第二課堂教學(xué)正常開展的重要前提，骨干教師應(yīng)具備很好的理論知識并具有理實(shí)融合的能力，才能有效地做好第二課堂活動方案的“頂層設(shè)計(jì)”，有針對性地進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革。學(xué)校應(yīng)該對于熱心從事教學(xué)的的骨干教師進(jìn)行有針對性的培養(yǎng)，比如在學(xué)科競賽過程中推行老帶新政策，教師全程參與第二課堂活動的設(shè)計(jì)、方案制定、作品制作及其調(diào)試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)；對于從事第二課堂活動的教師獎勵一定的教學(xué)工作量，在學(xué)校教研項(xiàng)目中，設(shè)置專門的研究課題；構(gòu)建全方位的教學(xué)活動評價(jià)體系，教師在第二課堂活動中取得的業(yè)績納入相應(yīng)的考核內(nèi)容，并在學(xué)校評優(yōu)及其職稱評審中予以優(yōu)先考慮。

2.3 建設(shè)第二課堂實(shí)踐平臺和活動陣地

第二課堂教學(xué)的開展有別于第一課堂，它并不局限于傳統(tǒng)的教室來進(jìn)行。將建構(gòu)主義教育理論引入“工程圖學(xué)”第二課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，研究并制作了工程圖學(xué)交互式看圖實(shí)踐室外展窗。通過三棱柱變屏、燈箱變換和發(fā)光二極管顯示等多種形式，將多媒體課件中的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容和交互性強(qiáng)的知識點(diǎn)移植到室外展窗中，建立全天候開放的交互看圖實(shí)踐園地，以利于學(xué)生運(yùn)用立體化的教學(xué)資源主動學(xué)習(xí)。交互式看圖實(shí)踐展窗包括緒論、投影基礎(chǔ)、基本幾何體視圖、組合體視圖、機(jī)件的表示法、零部件模型庫和看圖能力測試等多個單元）。根據(jù)各種看圖練習(xí)的目標(biāo)類型，結(jié)合學(xué)習(xí)思維過程，將題目、答案、模型分為可見內(nèi)容和由學(xué)生點(diǎn)按交互按鈕才可見的兩種情況，展窗激發(fā)了學(xué)生興趣與主動思維，圖物對照將形體視圖和實(shí)體模型對照展示，培養(yǎng)學(xué)生圖與物的空間轉(zhuǎn)換和思辨能力，產(chǎn)生了較好的教學(xué)效果。

除了積極建設(shè)室外展窗外，我們還努力完善零部件測繪開放實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)工廠、課程網(wǎng)站等實(shí)踐平臺和活動陣地?！肮こ虉D學(xué)”課程教學(xué)中所涉及到的立體模型、實(shí)物、各種工程實(shí)踐中的圖紙、測繪用的機(jī)械設(shè)備等都可以放入零部件測繪開放實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生課余時間進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)和思考，是學(xué)生模仿后開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要源泉；學(xué)校的實(shí)習(xí)工廠也是學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐、訓(xùn)練動手能力重要的場所；“工程圖學(xué)”課程網(wǎng)站更是為學(xué)生自學(xué)制圖理論知識提供了便利。

2.4 鼓勵學(xué)生參加全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽

全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽是國內(nèi)圖學(xué)類課程最高級別的“國家級”賽事。大賽由教育部高等學(xué)校工程圖學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會、中國圖學(xué)學(xué)會制圖技術(shù)專業(yè)委員會、中國圖學(xué)學(xué)會產(chǎn)品信息建模專業(yè)委員會主辦，大賽涵蓋機(jī)械、建筑、水利和道橋四個類別，自2008年至今已連續(xù)成功舉辦多屆，旨在為高等學(xué)校圖學(xué)教育者提供一個互相學(xué)習(xí)、交流的機(jī)會，共同探索成圖理論和技術(shù)發(fā)展的方向，研究先進(jìn)成圖技術(shù)的手段，為展示大學(xué)生成圖理論技術(shù)水平和創(chuàng)新能力提供科學(xué)的平臺，為吸引鼓勵優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。

依托全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽，可以有效啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力，并最終體現(xiàn)出學(xué)生的工程制圖表達(dá)能力，是“工程圖學(xué)”課程第二課堂教學(xué)體系中重要的組成部分和活動方式。學(xué)生參與各種賽事需要學(xué)校、學(xué)院等有關(guān)部門通力合作，積極給予支持，相應(yīng)的協(xié)調(diào)和獎勵機(jī)制需要形成制度化。

3 第二課堂教學(xué)體系的實(shí)踐

3.1 實(shí)踐方案

第一，以“工程圖學(xué)”第一課堂為基礎(chǔ)，將成圖大賽理念和重要知識內(nèi)容融入到課內(nèi)教學(xué)，并組建以高年級學(xué)生帶動低年級學(xué)生的教研團(tuán)隊(duì)，吸納具有創(chuàng)新意識的學(xué)生加入，共同攜手開展第二課堂教學(xué)。第二，以省級精品資源共享課程教學(xué)平臺和全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽為依托帶領(lǐng)學(xué)生們積極開展各種競賽和科研活動，在豐富大學(xué)生學(xué)習(xí)生活的基礎(chǔ)上充分調(diào)動學(xué)生求知的積極性，鼓勵學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維與工程實(shí)踐，并最終用工程圖表達(dá)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新思想。第三，采取先易后難、逐步推進(jìn)、貫穿始終的原則來開展第二課堂教學(xué)活動；對于低年級學(xué)生可以鼓勵多觀摩室外展窗、多訪問課程網(wǎng)站，然后再到學(xué)校開放實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)工廠去學(xué)習(xí)和實(shí)踐，逐步推進(jìn)學(xué)生的思維向深入發(fā)展；第二課堂活動的開展要貫穿“工程圖學(xué)”課程學(xué)習(xí)始終、貫穿各類大賽始終、貫穿四年學(xué)習(xí)始終。

3.2 實(shí)踐效果

近五年來，為努力提高本科教學(xué)質(zhì)量，作為學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控措施之一，學(xué)校教務(wù)處聘請教學(xué)專家督導(dǎo)組（包括2名省級教學(xué)名師和13名知名教授）每年對全校所屬的省級精品資源共享課程進(jìn)行隨堂聽課、課后隨機(jī)走訪并評價(jià)，督導(dǎo)組對“工程圖學(xué)”課內(nèi)外的教學(xué)質(zhì)量及其效果給予了高度評價(jià)。機(jī)械專業(yè)的后續(xù)專業(yè)課教師一致認(rèn)為，近五年學(xué)生的繪圖能力有了明顯改善，尤其是貫徹執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)意識、徒手繪圖能力、構(gòu)型設(shè)計(jì)能力等與以前的學(xué)生相比都有了很大提高。

經(jīng)過課題組成員的努力實(shí)踐，積極開展“工程圖學(xué)”第二課堂教學(xué)活動，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新與實(shí)踐能力的發(fā)展之路上取得了較為豐碩的成果。2017年指導(dǎo)學(xué)生在第十屆“高教杯”全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽獲得機(jī)械類團(tuán)體二等獎1項(xiàng)、個人全能一等獎3項(xiàng)、建模一等獎1項(xiàng)、建模二等獎3項(xiàng)、尺規(guī)二等獎1項(xiàng)。同時本次機(jī)械類團(tuán)體競賽首次引入3D打印項(xiàng)目，在競賽現(xiàn)場由參賽團(tuán)隊(duì)指定團(tuán)隊(duì)其中的2人實(shí)時制作完成，要在4小時之內(nèi)完成零件建模、裝配、3D打印及其后處理；280所高校派出團(tuán)體選手參加機(jī)械類3D打印項(xiàng)目的爭奪，競賽現(xiàn)場異常激烈，我校機(jī)械選手不畏強(qiáng)手，最后勇奪前8名（其中一等獎1名、二等獎2名、三等獎5名），這8所團(tuán)隊(duì)由北京太爾時代科技有限公司現(xiàn)場獎勵價(jià)值近萬元的3D打印機(jī)。這些成績在為學(xué)校贏得榮譽(yù)的同時，也激發(fā)了廣大學(xué)生學(xué)習(xí)“工程圖學(xué)”課程的主觀能動性，鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。

3.3 存在的問題

良好有序的第二課堂教學(xué)活動，可為學(xué)生創(chuàng)新思維能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)提供廣闊的舞臺。但課題組成員在開展“工程圖學(xué)”第二課堂教學(xué)活動中也深刻體會到存在不少問題：一是學(xué)校相關(guān)教學(xué)部門沒有足夠重視第二課堂教學(xué)，沒有將第二課堂活動提升到與第一課堂教學(xué)同等重要的地位，更別說設(shè)立專門的部門進(jìn)行有效管理；二是老師的積極性不高，很多第二課堂教學(xué)活動與老師的工資待遇及職稱晉升關(guān)聯(lián)度較小，目前有的第二課堂教學(xué)活動處于師生自發(fā)狀態(tài)；三是缺乏經(jīng)費(fèi)保障，雖然學(xué)校設(shè)立了大學(xué)生課外科技活動基金，但對于機(jī)械類工科的課題而言，那只是杯水車薪，特別是涉及到參賽項(xiàng)目外而又比較好的作品，往往因?yàn)闆]有經(jīng)費(fèi)而無法繼續(xù)進(jìn)行；四是固定活動場地缺乏、學(xué)生參與面不夠廣，沒有固定的辦公室和活動場所，導(dǎo)致第二課堂教學(xué)活動不能吸納更多的學(xué)生參與。

4 結(jié)束語

依托湖北省精品資源共享課程省級教學(xué)平臺和全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽，本課題組構(gòu)建了完善的“工程圖學(xué)”第二課堂教學(xué)體系，成功實(shí)踐后，學(xué)生學(xué)習(xí)“工程圖學(xué)”課程的主觀能動性得到了較大提升，空間思維能力、工程實(shí)踐表達(dá)能力與創(chuàng)新能力也在潛移默化中獲得了訓(xùn)練和提高，同時，學(xué)生的個性也得到了促進(jìn)和彰顯。但能否將這一教學(xué)體系長期持久地實(shí)踐下去，還需要學(xué)校各級領(lǐng)導(dǎo)和廣大師生共同努力，并加以新的探索和研究，這樣才能在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)上獲得更大的成果。

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