摘 要：針對少學時工程制圖教學過程中存在的問題，采用逆向教學模式。根據(jù)專業(yè)要求和人才培養(yǎng)方案制定少學時工程制圖課程學習目標;以學生為“顧客”分析學生專業(yè)背景與學習目標的差距以及達到目標的證據(jù);制定全面且合理的目標證據(jù)教學評價方法;根據(jù)達成目標證據(jù)及教學評價的需要設計少學時工程制圖的教學活動，實現(xiàn)了少學時工程制圖課程的有效教學。

關鍵詞：大學有效教學;少學時工程制圖;逆向教學;教學改革

中圖分類號：G641 文獻標識碼：A

Abstract：Aiming at the problems existing in the teaching of engineering drawing in less teaching hours，the reverse teaching mode is adopted.According to the professional requirements and talent training plan，formulate the learning objectives of less class hour engineering drawing course;Taking students as "customers" to analyze students' professional background，gap with learning objectives and evidence of achieving objectives;Formulate a comprehensive and reasonable target evidence evaluation method;According to the needs of achieving the target evidence and teaching evaluation，the teaching activities of engineering drawing are designed to realize the effective teaching of engineering drawing course with less teaching hours.

Keywords：University effective teaching;less teaching hours of engineering drawing;reverse teaching;teaching reform

1 概述

工程圖是工程師的語言，很多學科專業(yè)都將少學時工程制圖課程作為工程基礎課程，在專業(yè)課程體系中有著重要地位。由于不同專業(yè)少學時工程制圖的開設時間不同、學生學科背景不同、專業(yè)要求不同等情況，如何上好這門課實現(xiàn)大學有效教學是非常值得關注的問題。同時少學時工程制圖由于學時較短，如何在較短的學時內(nèi)完成工程制圖所有的教學內(nèi)容，也是少學時工程制圖教學中存在的問題。近年來，在中國圖學學會、各級教育主管部門的指導下，全國高校積極開展少學時工程制圖的教學改革，一些新的教學模式和方法，例如案例教學、翻轉(zhuǎn)課堂、智慧課堂等被用于工程制圖教學實踐中。

少學時工程制圖的教學內(nèi)容從畫法幾何的點、線、面、基本體、組合體開始，到機械制圖的標準件與常用件、零件圖、裝配圖[1]，教學方式采用多媒體與板書結(jié)合的形式多年來基本沒有變化。對不同專業(yè)教授相同的內(nèi)容，未考慮學生專業(yè)背景，使得學生缺少與專業(yè)相關制圖知識的學習，例如化學工程與工藝專業(yè)的化工流程圖、電子信息工程專業(yè)的電氣原理圖等，無法實現(xiàn)大學有效教學。

同時，在少學時工程制圖課程教學活動中，教師是教學活動的主體，學生處于被動接受知識的狀態(tài)，難以有效調(diào)動學生的學習積極性，沒有充分發(fā)揮學生的主觀能動性，與高等教育培養(yǎng)學生基礎素養(yǎng)的教育理念相違背。此外，在教學過程中存在學生與教師脫離的現(xiàn)象，這直接影響著人才培養(yǎng)質(zhì)量，因此少學時工程制圖的教學急需改革。

2 逆向教學

在2000年，美國教育學專家Wiggins和McTighe提出逆向教學課程設計理念[3]，并致力于推動逆向教學理念發(fā)展和應用，取得了很大反響。他們?yōu)榱烁倪M傳統(tǒng)教學模式的不足，在課程教學設計中采用與傳統(tǒng)相反的方法，通過逆向教學讓學生真正實現(xiàn)對所學知識的掌握和理解[4-5]。明確預期的結(jié)果→確定預期結(jié)果達到的證據(jù)→安排學習和教學活動，這是逆向教學的課程設計過程。逆向教學過程與傳統(tǒng)的正向教學過程即：學習目標→教學活動→教學評價相反[6-8]。逆向教學設計從“終點”出發(fā)開始設計教學活動，在明確教學目標后，確定教學目標評價方法，最后再設計教學活動形式和教學內(nèi)容，因此，逆向教學設計被認為是一種比傳統(tǒng)教學設計方法更有目的性的課程設計方法。逆向教學的教學設計過程是我們現(xiàn)在正提倡的一種基于標準的教學設計方法，根據(jù)制定的教學標準進行逆向思考，設計教學活動達到標準的要求。

逆向教學要求教學評價先于教學活動，表明教學評價在逆向教學活動中有很重要的地位[9-10]。教學目標制定后，了解學生已掌握的知識和目標的差距，是逆向教學過程中的重要問題。教學目標評價先于教學活動需要明確教學目標達成證據(jù)，教學目標達成證據(jù)確定后，判斷學生已有學習經(jīng)驗和目標的距離，設計教學活動滿足證據(jù)的需要，使教學成為發(fā)現(xiàn)證據(jù)的過程[11]?！敖鉀Q問題”是逆向教學的出發(fā)點，將教學內(nèi)容與教學活動放在最后，通過“評價先行”的方式提高學生學習自主性，實現(xiàn)了“少教多練”，對實現(xiàn)少學時工程制圖的有效教學有重要意義。

3 逆向教學實踐與應用

以化學工程與工藝專業(yè)為研究對象，通過分析化學工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案，掌握工程制圖在化工專業(yè)人才培養(yǎng)中的作用以及對畢業(yè)要求的支撐，確定課程學習目標;分析學生專業(yè)背景，了解與學習目標的差距;通過企業(yè)調(diào)研，確定學習目標達成證據(jù);制定全面且合理的目標證據(jù)評價方法;根據(jù)達成目標證據(jù)及教學評價的需要設計工程制圖的教學活動，通過開展逆向教學活動實現(xiàn)少學時工程制圖的有效教學。

3.1 分析人才培養(yǎng)方案，明確學習目標

通過分析化學工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)目標，學生需要掌握對化工新過程進行開發(fā)設計和新產(chǎn)品進行研制的基本能力，能夠使用現(xiàn)代工程工具解決復雜化工問題。

通過上述分析無論是專業(yè)培養(yǎng)目標還是畢業(yè)要求所具備的指標點都需要工程制圖支撐。化學工程與工藝專業(yè)的工程制圖不僅要掌握基本的制圖基礎知識和規(guī)范，還要掌握與化學工程與工藝專業(yè)相關的專業(yè)制圖知識及畫法，例如：化工設備圖的繪制、化工工藝流程設計圖繪制、化工設備布置圖繪制的教學內(nèi)容，同時在教學時對化工設備的焊縫結(jié)構(gòu)、連接與密封結(jié)構(gòu)等常見化工設備結(jié)構(gòu)特點做重點介紹。通過分析化學工程與工藝的人才培養(yǎng)方案，明確了少學時工程制圖的學習目標。

3.2 分析學生專業(yè)背景，了解與學習目標的差距

學生作為單一個體，其素質(zhì)差別較大，如何確定學生與課程學習目標的差距是個難題。課程學習目標的差距主要包括三部分內(nèi)容：學生已經(jīng)知道什么？還需要知道什么？怎樣才能最有效地學會？通過將課程學習目標進行分解，比較多數(shù)學生背景與課程學習目標各部分差距，并找到彌補差距最有效的教學方法和證據(jù)。

化學工程與工藝專業(yè)學生在進入大學學習之前具備基本掌握三視圖的概念，能看懂簡單的三視圖，但是對于復雜產(chǎn)品的看圖與繪圖、視圖常用的表達方法、典型化工設備的繪圖與看圖、化工工藝流程設計還有差距。所以，要通過少學時工程制圖的學習使學生掌握該部分內(nèi)容。

3.3 企業(yè)調(diào)研，確定學習目標達成證據(jù)

通過深入化工企業(yè)，調(diào)研化工設備、工藝流程設計及工作中需要掌握的工程制圖知識等。通過調(diào)研化學工程與工藝學生要掌握工程制圖標準和規(guī)范;能夠繪制常用化工設備例如：閥門、反應釜、管路、法蘭等的工程圖;能夠設計繪制工藝流程圖;能夠設計繪制化工設備布置圖;需要掌握計算機繪圖軟件等。通過企業(yè)調(diào)研化工專業(yè)學生工程制圖學習目標達成的證據(jù)是掌握制圖的基礎知識及最新制圖標準、能夠設計繪制典型化工設備圖、能夠設計繪制復雜化工工藝流程圖。

3.4 教學評價，確定教學目標評價方法

教學評價主要是為了檢查學生知識掌握情況以及教師的教學效果。當前，不同院校對少學時工程制圖課程的考核手段大同小異，從整體上看主要包括筆試與上機考試兩部分，這種評價方案只注重結(jié)果而忽略了學習過程及學生學習興趣的培養(yǎng)，使學生認為只要課堂學習就能達到學習目標，導致學生沒有熟練掌握化工設備圖、化工流程圖的畫法。此外，因為注重筆試考試成就忽略了手工繪圖、實踐等訓練，造成考核結(jié)果存在片面化的情況。

在綜合分析當前少學時工程制圖教學評價存在的問題，及開展逆向教學的要求，制訂了化學工程與工藝少學時工程制圖的教學評價方案。在筆試考核和上機考核的基礎上增加實踐教學考核及課程過程考核，實踐教學考核是讓學生根據(jù)某企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)流程繪制化工工藝流程圖、繪制典型化工設備圖及加工設備布置圖。通過實踐教學考核，學生不僅能夠了解化工企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程，還能讓學生掌握繪制化工圖紙的能力。課程過程考核是在課程教學過程中針對不同知識點，讓學生完成相應圖紙的繪制，使圖紙繪制貫穿整個教學活動，是“少教多練”的又一重要體現(xiàn)。通過將筆試考核、上機考核、實踐教學考核與過程考核設置不同比例作為教學評價的最終結(jié)果，不僅使教學評價更加具體合理，而且使教學評價貫穿整個教學過程。

3.5 根據(jù)達成目標證據(jù)及教學評價，安排教學內(nèi)容和教學活動

3.5.1 教學內(nèi)容制定

根據(jù)達成目標證據(jù)及教學評價方法，在化學工程與工藝專業(yè)少學時工程制圖的教學過程中講解工程制圖基礎知識及最新標準;將投影基礎中直線求實長部分去掉;弱化截交線講解、刪去相貫線部分;在常用件與標準件章節(jié)增加法蘭、閥門內(nèi)容的講解，去掉齒輪、軸承、鍵連接、彈簧部分;增加工藝流程圖、化工設備布置圖部分的教學。增加實踐教學環(huán)節(jié)，能夠強化所學知識，增強學生繪制化工圖紙的能力，掌握最新的制圖標準和規(guī)范。

3.5.2 思政課程融入教學活動

在新時代背景下，少學時工程制圖的教學活動不僅要讓學生學會制圖技能、掌握制圖標準和規(guī)范，還需要提升學生的思想政治水平。在教學過程中應基于少學時工程制圖的特點和教學內(nèi)容，針對性地提煉思政元素，如遵紀守法、刻苦耐勞、愛護公物、愛崗敬業(yè)等。在講授專業(yè)知識的同時，將思政元素貫穿于課堂活動，不僅讓學生掌握相應的制圖知識，也可以提升學生的思想政治水平。例如在教學活動中，要求學生要按照最新的制圖標準與行業(yè)規(guī)范繪圖，制圖標準和規(guī)范是繪制圖形的依據(jù)，進而延伸到每個人在社會上要遵守法紀法規(guī)，無規(guī)矩不成方圓，要做個遵紀守法的公民。制圖過程煩瑣且枯燥，很多學生有不耐煩的情緒，針對這種情況，告訴學生成功沒有捷徑，唯有刻苦、堅持才能獲得成功。將課程思政貫穿于整個教學活動中，不僅提高了學生學習的積極性，還轉(zhuǎn)變了目前傳統(tǒng)的教學模式，提升了教學的針對性和學生的綜合素養(yǎng)，對實現(xiàn)少學時工作制圖的有效教學有很大幫助。

3.5.3 信息化技術使用提升教學效果

教學形式是教學活動重要方面，關系到教學目標的達成。當前社會進入信息智能時代，教學條件和環(huán)境發(fā)生了很大變化。利用信息化技術開展教學活動已成為現(xiàn)實，并逐漸流行。少學時工程制圖逆向教學的改革的另外一個方面是教學形式的改革，要在少學時工程制圖教學中引入信息化技術，進而更好地實現(xiàn)教學目標的達成。借助雨課堂、學習通等網(wǎng)絡學習平臺，將教學材料放在網(wǎng)絡平臺，通過網(wǎng)絡平臺學生可以課前預習，課堂上利用網(wǎng)絡學習平臺增加與學生的互動，課下通過網(wǎng)絡平臺解答學生疑問，網(wǎng)絡平臺能夠記錄每個人學習數(shù)據(jù)。通過網(wǎng)絡學習平臺能夠做到隨時學習，提高了學生學習興趣，增加學生學習的參與度。

在少學時工程制圖的教學中需要使用到教學模型，但教學模型種類較少，且需要存取。將虛擬現(xiàn)實AR/VR技術引入少學時工程制圖的教學中，可以通過AR/VR技術展示零件的三維模型，并能對虛擬模型進行操作，可以從多角度觀察模型結(jié)構(gòu)特點。通過AR/VR技術還能夠虛擬工廠環(huán)境、多角度展示化工設備結(jié)構(gòu)、再現(xiàn)化工產(chǎn)品生產(chǎn)流程，通過AR/VR技術學生能夠身臨其境地學習，對少學時工程制圖的學習有很大幫助。信息化技術引入少學時工程制圖課程的學習中，教師能夠?qū)虒W過程有較好的掌握，改變了沉悶的課堂氣氛，提升了教學效果。將信息化技術引進到教學活動中，提升了課程教學效果，更好地達成了少學時工程制圖的教學目標，實現(xiàn)了少學時工程制圖的有效教學。

結(jié)語

以化學工程與工藝專業(yè)少學時工程制圖為研究對象，通過分析專業(yè)要求和人才培養(yǎng)方案，制定少學時工程制圖課程學習目標;以學生為“顧客”分析學生專業(yè)背景與學習目標的差距;通過企業(yè)調(diào)研確定學習目標達成的證據(jù);制定全面且合理的目標證據(jù)達成評價方法;根據(jù)達成目標證據(jù)及教學評價的需要設計少學時工程制圖的教學活動，在制定教學活動時將課程思政、信息化技術手段融入教學活動中，以提高教學目標達成度。通過對化學工程與工藝專業(yè)的少學時工程制圖的逆向教學，實現(xiàn)了該課程的有效教學。

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基金項目：2020年安徽省高等學校省級教學研究重點項目“‘大學有效教學’視角下少學時工程制圖課程逆向教學研究”（2020jyxm1611）;2020年安徽省高等學校省級虛擬仿真實驗教學項目（原虛擬仿真實驗教學中心）“數(shù)控車削加工虛擬仿真實驗教學項目”（2020xfxm57）

作者簡介：修磊（1984— ），男，漢族，安徽亳州人，博士，副教授，研究方向：應用型人才培養(yǎng)。