馬建軍 黃林沖 黨文剛 楊宏偉

[摘 要] 大類培養(yǎng)是當(dāng)前“雙一流”建設(shè)形勢下，眾多高校對本科教育和培養(yǎng)模式開展的新探索。如何根據(jù)大類培養(yǎng)目標，建設(shè)好“工程制圖”這一工科基礎(chǔ)課程，是提升海洋學(xué)科群大類培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵。聚焦海洋學(xué)科群在“工程制圖”課程教學(xué)中面臨的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足等三大挑戰(zhàn)，開展了包含課程頂層設(shè)計在內(nèi)的全面課程改革和探索。通過一系列的教學(xué)改革和探索手段，海洋學(xué)科群“工程制圖”課程的教學(xué)效果和學(xué)生工程素質(zhì)得到了較大提升。

[關(guān)鍵詞] 大類培養(yǎng);工程制圖;教學(xué)改革;探索

[基金項目] 2021年度教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目“面向新工科和大類培養(yǎng)的海洋學(xué)科群組工程制圖實踐基地建設(shè)與探索”（202102213056）

[作者簡介] 馬建軍（1983—），男，湖北襄陽人，哲學(xué)博士，中山大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，主要從事隧道及地下空間工程研究;黃林沖（1981—），男，湖北咸寧人，工學(xué)博士，中山大學(xué)航空航天學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事重大工程防災(zāi)減災(zāi)研究;楊宏偉（1988—），男，黑龍江大興安嶺人，工學(xué)博士，中山大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，主要從事巖石力學(xué)及隧道工程研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）22-0077-04 [收稿日期] 2022-01-13

引言

大類培養(yǎng)這一本科人才培養(yǎng)模式經(jīng)過多年的探索和試運行，在“雙一流”建設(shè)的大背景下，已經(jīng)開始被大量的“雙一流”高校所采用，并逐漸拓展到眾多的本科院校中[1]。大類培養(yǎng)的模式是，將相近或者相似專業(yè)構(gòu)建成一個學(xué)科群組，將同一個學(xué)科群組學(xué)生進行寬口徑的集中培養(yǎng)，夯實學(xué)生基礎(chǔ)素質(zhì)，提升后期發(fā)展?jié)摿2]。在大類培養(yǎng)模式下，不少基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的教學(xué)模式和培養(yǎng)目標都需要進行調(diào)整和更新，以適應(yīng)形勢，提升培養(yǎng)質(zhì)量。

針對大類培養(yǎng)模式的運行情況，國內(nèi)學(xué)者以開展大類培養(yǎng)的高校為研究對象，對該模式的效果、問題與困境開展了相關(guān)研究。單燁和程春蘭以某開展大類培養(yǎng)高校的大一學(xué)生為對象，開展了問卷調(diào)查，對該模式下本科生面臨的困境和教學(xué)效果開展了探索，并提出了提升培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量的針對性建議[3];王韻璐等對高校的大類招生模式開展了全面分析，并對該機制落實的背景和實際問題開展了系統(tǒng)剖析[4];李查結(jié)合西北工業(yè)大學(xué)開展大類培養(yǎng)的實踐經(jīng)驗，探索了該模式下存在的問題，并針對性地提出了一些解決措施[5]。由此可見，針對大類培養(yǎng)這一新的本科培養(yǎng)模式及其運行優(yōu)化問題，國內(nèi)相關(guān)高校學(xué)者已經(jīng)開展了大量的研究和總結(jié)[6]。相比傳統(tǒng)的分專業(yè)培養(yǎng)模式，在大類培養(yǎng)的模式下，“工程制圖”等課程的教學(xué)模式和培養(yǎng)目標也需針對性地進行調(diào)整和改革，以提升教學(xué)和培養(yǎng)質(zhì)量。在“工程制圖”課程的教學(xué)改革方面，也有大量的實踐經(jīng)驗及相關(guān)研究。如高崇一等開展的基于OBE（Outcome-Based Education）理念的“工程制圖”課程教改實踐[7]，馬星等開展的混合式教改實踐等[8]。這些教學(xué)改革有效地提升了傳統(tǒng)分專業(yè)教學(xué)模式下的“工程制圖”課程教學(xué)質(zhì)量[9]。但是，在當(dāng)前大類培養(yǎng)和“雙一流”建設(shè)火熱開展的形勢下，亟須針對大類培養(yǎng)中各學(xué)科群組的特點，針對性地研究“工程制圖”課程的教學(xué)改革方法，以提升人才培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量。

為此，本文以中山大學(xué)大類培養(yǎng)中的海洋學(xué)科群組為例，針對該學(xué)科群學(xué)生在大類培養(yǎng)過程中學(xué)習(xí)“工程制圖”課程可能面臨的困境和挑戰(zhàn)，開展了系統(tǒng)性的分析。在此基礎(chǔ)上，本文針對性地提出了包括課程頂層設(shè)計在內(nèi)的多條解決措施，并結(jié)合教學(xué)實踐評估了教改后的教學(xué)效果。

一、大類培養(yǎng)下“工程制圖”課程教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)

在大類培養(yǎng)的培養(yǎng)模式之下，原先按照入學(xué)專業(yè)劃分的班級不再是教學(xué)的基本單元，取而代之的是以學(xué)科組群劃分的試驗班。在這一情景下，教學(xué)班級人數(shù)的大大提升，對教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)進度提出了挑戰(zhàn)。而由于大類培養(yǎng)涉及的學(xué)院眾多，同一個試驗班內(nèi)的學(xué)生后續(xù)分流的專業(yè)選擇也很多，這將導(dǎo)致教學(xué)單元內(nèi)的學(xué)生對同一門課程的重要性產(chǎn)生不同的認知，阻礙教學(xué)質(zhì)量的提升。此外，由于大類培養(yǎng)在基礎(chǔ)課程教學(xué)階段需要多個學(xué)院共同參與、共同協(xié)作，也需要引入研究興趣、學(xué)術(shù)背景、學(xué)術(shù)經(jīng)歷不同的教師參與“工程制圖”課程教學(xué)，這樣一來，在豐富“工程制圖”課程教學(xué)內(nèi)容的同時，也就制約了課程教學(xué)質(zhì)量的提升。為此，本文針對中山大學(xué)大類培養(yǎng)的實際情況和“工程制圖”課程的實踐經(jīng)驗，對“工程制圖”課程所面臨的挑戰(zhàn)開展系統(tǒng)分析。

（一）后續(xù)專業(yè)不同的問題

中山大學(xué)的海洋學(xué)科組群涉及多個學(xué)院和十幾個“涉?！睂I(yè)，在大類培養(yǎng)過程中，將在學(xué)院層面和專業(yè)層面上涉及大量的院際協(xié)作。中山大學(xué)的海洋學(xué)科群所涉專業(yè)多為海洋科學(xué)和工程相關(guān)的理工科專業(yè)，“工程制圖”是工程語言，也是這些理工科專業(yè)中的基礎(chǔ)課程之一。

在大類培養(yǎng)中，基礎(chǔ)和學(xué)科群通識教育階段結(jié)束后，高年級本科生將面臨專業(yè)選擇和分流的問題，不同的細分專業(yè)在后續(xù)學(xué)習(xí)中有各自的側(cè)重點和能力需求。在這一情勢之下，大一本科生的“工程制圖”課程教學(xué)，將面臨學(xué)生因不同的專業(yè)規(guī)劃和專業(yè)選擇帶來的對本課程重視程度有別的問題。在這一問題影響下，選擇某些后續(xù)對制圖能力要求不高專業(yè)的學(xué)生，將不再重視“工程制圖”課程，如此一來將嚴重影響教學(xué)質(zhì)量。

（二）學(xué)習(xí)興趣不足的問題

學(xué)習(xí)興趣對學(xué)習(xí)質(zhì)量和教學(xué)質(zhì)量具有舉足輕重的影響。Harp和Mayer構(gòu)建了學(xué)習(xí)興趣類型體系，在這一體系中，學(xué)習(xí)興趣主要由個體興趣和情境興趣組成，每一部分包含了多個層級內(nèi)容[10]。在這一理論之下，學(xué)習(xí)材料的特征、個人的知識背景和傾向等多個因素都有可能影響學(xué)生對“工程制圖”課程的學(xué)習(xí)效果。

由于“工程制圖”課程較少涉及嚴謹?shù)臄?shù)學(xué)推導(dǎo)和理論構(gòu)建，較多地涉及制圖規(guī)范、標準等需要識記的內(nèi)容，課程的知識體系略顯生硬。為此，如何對課程內(nèi)容進行合理的編排，將較為硬性的規(guī)范和標準轉(zhuǎn)換為生動靈活的知識體系，對提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣至關(guān)重要。通過合理安排課程教學(xué)，將有效地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)情境興趣，有效提升教學(xué)質(zhì)量，而這一目標的達成有賴于課程材料的組織和有效的教學(xué)設(shè)計。

（三）師資的問題

結(jié)合中山大學(xué)海洋學(xué)科群的具體特點，可以發(fā)現(xiàn)在大類培養(yǎng)的教學(xué)實踐中，將不可避免地需要引入不同學(xué)院和專業(yè)的師資，參與“工程制圖”等多門專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)實踐。在這一背景之下，各教學(xué)單元的具體執(zhí)教教師的教學(xué)風(fēng)格和知識背景，將對教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。

這一影響可以從兩個方面來看，首先，由于這些教師來自不同的專業(yè)方向，知識背景和研究經(jīng)歷有著較大的差異，這將導(dǎo)致教師的教學(xué)組織和教學(xué)編排有所區(qū)別，可能同一個學(xué)科群內(nèi)不同教學(xué)班級之間的教學(xué)質(zhì)量有著顯著差異。其次，由于這些教師的學(xué)科背景不同，結(jié)合其個人對各自學(xué)科的理解和對“工程制圖”課程重要性的經(jīng)驗，將有可能影響這些教師在實際授課過程中對課程不同單元的難度把握和教學(xué)設(shè)計不同。從上述兩個方面來看，教師的專業(yè)背景和具體課程設(shè)計將對學(xué)科群內(nèi)不同教學(xué)班級的教學(xué)質(zhì)量有較大影響。

二、改革措施

在大類培養(yǎng)的形勢下，“工程制圖”的課程教學(xué)面臨著三重系統(tǒng)性的挑戰(zhàn)。如何通過“工程制圖”課程教學(xué)改革，適應(yīng)大類培養(yǎng)的新要求，提升教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量是一個很迫切的問題。本文中，將從課程頂層設(shè)計、教學(xué)設(shè)計、考核創(chuàng)新、引入課外訓(xùn)練等方面考慮，提出適用于海洋學(xué)科群的“工程制圖”課程教學(xué)改革措施。

（一）課程頂層設(shè)計

“工程制圖”課程的教學(xué)目標是通過講授工程制圖的原理及相關(guān)制圖規(guī)范等理論知識，使學(xué)生掌握基本的識圖、繪圖能力，能夠通過圖紙與相關(guān)技術(shù)人員進行技術(shù)交流，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及畢業(yè)后從事相關(guān)的技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。在本文中，通過合理的頂層設(shè)計，對課程教學(xué)體系和內(nèi)容組成進行優(yōu)化，切實提升教學(xué)效果。

在教學(xué)實踐中，為協(xié)調(diào)學(xué)時少而課程內(nèi)容多這一矛盾，應(yīng)合理刪除陳舊過時、應(yīng)用面窄的教學(xué)內(nèi)容，壓縮畫法幾何部分的學(xué)時，重點介紹點、線、面的投影知識。通過對課程知識體系的重構(gòu)，有效提升了有限課時的教學(xué)效率。在完成共性知識教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，針對我校海洋學(xué)科群有關(guān)專業(yè)，重點介紹海洋工程制圖相關(guān)知識，以加強學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力，有效培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)相關(guān)素養(yǎng)與技能。

（二）教學(xué)設(shè)計

在各課時的教學(xué)設(shè)計中，以課程內(nèi)容有關(guān)的愛國科學(xué)家和工程師為導(dǎo)引，有效結(jié)合課程思政和課程知識。通過結(jié)合具體的實例說明相關(guān)知識的重要性和應(yīng)用范圍，通過有機地融合相關(guān)專業(yè)背景和知識背景，在課程教學(xué)和實踐中培養(yǎng)學(xué)生的制圖能力和工程素養(yǎng)。在教學(xué)實踐中，結(jié)合《標注尺寸》《機件表達》等章節(jié)養(yǎng)成規(guī)范、認真、嚴謹?shù)闹茍D習(xí)慣，培養(yǎng)以制圖思維能力來構(gòu)思、分析和表達工程問題的能力，實現(xiàn)從制圖能力向工程設(shè)計能力的拔高。同時，以相關(guān)實例，激勵學(xué)生的愛國奉獻精神，實現(xiàn)科學(xué)思維訓(xùn)練和科學(xué)倫理教育等目標，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，并激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

（三）考核方式創(chuàng)新

傳統(tǒng)的考核方式可能導(dǎo)致學(xué)生過度關(guān)注理論知識的記憶，而忽略了工程素養(yǎng)和制圖能力兩個維度的提升[11，12]。在大類培養(yǎng)的形勢之下，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)與綜合素質(zhì)，通過理論結(jié)合實踐提升人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要。通過對“工程制圖”課程的考核方式進行創(chuàng)新，提升制圖能力和工程素養(yǎng)養(yǎng)成等維度的關(guān)注度，切實提升課程教學(xué)和人才培養(yǎng)質(zhì)量。本文提出了綜合考核方式：平時成績（手繪、上機作業(yè)、考勤和課堂練習(xí)情況等考查）占30%、制圖大作業(yè)考查占10%、期中手繪考試占10%、CAD上機操作考核占10%、期末閉卷筆試占40%。與傳統(tǒng)的考核方式相比，本考核方式中的上機操作部分可以強化學(xué)生對實踐能力的關(guān)注，而制圖大作業(yè)則可以涵蓋重要繪圖知識，并培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力。

（四）引入課外訓(xùn)練

在大類培養(yǎng)的背景下，單純依賴課程知識的學(xué)習(xí)難以有效培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)[12]。通過利用百花齊放的課外訓(xùn)練和活動平臺，可以彌補這一缺陷。針對海洋學(xué)科群的特點，采用“工程制圖+土木水利及海洋工程”的方式，聚焦工程制圖中的共性問題，同時兼顧海洋學(xué)科群的專業(yè)特色，著力培養(yǎng)學(xué)生運用各種繪圖手段進行構(gòu)思、分析和表達工程問題的能力。

（五）初步成效

“工程制圖”是中山大學(xué)在大類招生背景下面向大類培養(yǎng)的公共平臺課程，依托該課程，本文開展了面向大類培養(yǎng)的海洋學(xué)科群“工程制圖”課程教學(xué)改革與探索。在一學(xué)期的教學(xué)實踐后，分析學(xué)生成績表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，該課程中某教學(xué)單元中學(xué)業(yè)成績優(yōu)秀率高達30%，及格率為99.5%，表明本文有關(guān)的課程改革是有效的，基本實現(xiàn)了教學(xué)改革的目的。調(diào)研走訪發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對“工程制圖”課程的理解和海洋學(xué)科群專業(yè)課程的認識得到了切實提升。這充分說明，本課程對學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的啟發(fā)與認知起到了重要作用。此外，學(xué)生的工程素養(yǎng)經(jīng)過課程學(xué)習(xí)也得的了很大的提升，接近70%的學(xué)生在“工程制圖”大作業(yè)中展現(xiàn)了良好的綜合實踐能力。上述數(shù)據(jù)和回訪結(jié)果表明，本文相關(guān)的教學(xué)改革措施初具成效。

結(jié)語

本文以中山大學(xué)大類培養(yǎng)海洋學(xué)科群組為例，針對該學(xué)科群組在大類培養(yǎng)中“工程制圖”課程教學(xué)中所面臨的挑戰(zhàn)，開展了系統(tǒng)性、針對性的剖析。由于大類培養(yǎng)本身存在“寬口徑”目標等因素的制約，使得在“工程制圖”課程教學(xué)過程中，存在著因?qū)W生后續(xù)專業(yè)選擇不同，而對課程重要性認識不足，以及學(xué)習(xí)興趣不足、課程教師專業(yè)背景不同等引起的對教學(xué)重點設(shè)置存在偏差等系統(tǒng)性挑戰(zhàn)。針對這些挑戰(zhàn)，本文結(jié)合中山大學(xué)的特點和海洋學(xué)科群組的需求，開展了囊括更新課程頂層設(shè)計、革新教學(xué)設(shè)計、創(chuàng)新考核方式和引進大量課外實踐等“工程制圖”課程改革路徑探索。經(jīng)過教學(xué)實踐和教學(xué)效果評估發(fā)現(xiàn)，采用本文所提出的系列措施后，海洋學(xué)科群本科生在“工程制圖”課程知識掌握和工程素養(yǎng)養(yǎng)成等維度上有了顯著的提升，課程教學(xué)效果良好。本文研究成果和實踐經(jīng)驗，將為大類培養(yǎng)相關(guān)課程改革和教學(xué)質(zhì)量的提升提供參考借鑒。

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Teaching Reform of “Engineering Graphics” for General Training

MA Jian-juna， HUANG Lin-chongb， DANG Wen-ganga， YANG Hong-weia

（a. College of Civil Engineering， b. College of Aeronautics and Astronautics， Sun Yat-sen University， Guangzhou， Guangdong 510275， China）

Abstract： “General training” is a new exploration of undergraduate education and training mode carried out by many colleges and universities under the current “double first-class” construction. How to coordinate the important basic science and engineering course of “Engineering Graphics” according to the construction goal of “general training”， is the key to improving the quality of “l(fā)arge-scale training” of the marine discipline group. This paper focuses on the three major challenges faced by the marine discipline group in the teaching of “general training”， such as lack of interest in students’ learning. Relying on the courses of “general training”， a comprehensive curriculum reform and exploration including the top-level design of the curriculum has been carried out. Through a series of teaching reforms and exploration methods， the teaching effect of “Engineering Graphics” course of the marine discipline group and the engineering quality of students have been greatly improved.

Key words： general training; Engineering Graphics; teaching reform; exploration