丁喬　韓麗艷　孫軼紅　仵亞紅　李茂盛

［摘 要］為切實(shí)提高應(yīng)用型高校工程圖學(xué)課程質(zhì)量，秉承“以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)，思政貫通”的教學(xué)理念，貫徹“緊跟時(shí)代發(fā)展，資源建設(shè)與模式改革同行，能力與素質(zhì)培養(yǎng)并重”的改革思路，課題組構(gòu)建了強(qiáng)化空間想象力和圖學(xué)應(yīng)用及工程素養(yǎng)漸進(jìn)提高的“2+X”課程體系，創(chuàng)建了“互聯(lián)網(wǎng)+黃金分割”課堂時(shí)間、課內(nèi)與課外貫通、課程與思政同行互融的教學(xué)模式，實(shí)施了創(chuàng)新的考核方案，實(shí)現(xiàn)了“價(jià)值引領(lǐng)常態(tài)化、知識(shí)傳授系統(tǒng)化、能力訓(xùn)練長效化和素質(zhì)培養(yǎng)高階化”的課程目標(biāo)。此次改革在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)模式等方面取得了突出成績。

［關(guān)鍵詞］工程圖學(xué)；教學(xué)模式；課程體系；教學(xué)方法；考核方案

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2023）15-0068-04

培養(yǎng)人才是大學(xué)的第一使命，是大學(xué)的根和本。無論是構(gòu)建世界百年未有之大變局下的新發(fā)展格局，還是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命引發(fā)的深刻變革，都對(duì)高校人才培養(yǎng)提出了新要求[1]。工程教育在我國高等教育中一直占據(jù)舉足輕重的地位[2]。黨的十八大以來，我國高等教育界先后實(shí)施了兩輪卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃，并以新工科建設(shè)驅(qū)動(dòng)高等工程教育改革與發(fā)展。

工程圖學(xué)是一門以圖形為研究對(duì)象，用畫圖來表達(dá)設(shè)計(jì)思想的科學(xué)，工程圖學(xué)課程是高校工科學(xué)生職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的第一門課程，是學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)技能和進(jìn)行科學(xué)邏輯思維訓(xùn)練的必修課程。該課程注重培養(yǎng)學(xué)生的空間思維、構(gòu)型設(shè)計(jì)和繪圖表達(dá)能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定重要的“語言”基礎(chǔ)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生遵守工程規(guī)范起到重要作用。因此，工程圖學(xué)課程教學(xué)在新形勢下?lián)?fù)了重要的人才培養(yǎng)任務(wù)，迫切需要在課程體系、教學(xué)方法和教學(xué)模式等方面進(jìn)行變革與創(chuàng)新，利用信息化技術(shù)進(jìn)行課程建設(shè)與應(yīng)用，以適應(yīng)信息化社會(huì)的發(fā)展和當(dāng)代學(xué)生獲取知識(shí)與信息的需要。

一、課程面臨的挑戰(zhàn)與問題

（一）部分學(xué)生的好奇心、興趣、潛力未得到有效激發(fā)，學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力有待提高

當(dāng)前，還有部分高校教師沿用傳統(tǒng)的、以知識(shí)傳授為主的教育模式，學(xué)生使用同樣的教材、被動(dòng)地按照同樣的進(jìn)度學(xué)習(xí)。這樣的教學(xué)方式以教師為主導(dǎo)進(jìn)行“滿堂灌”，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，參與度不高，教師按照工廠化流水線生產(chǎn)模式培養(yǎng)人才，導(dǎo)致學(xué)生的好奇心、興趣、潛力未得以有效激發(fā)。

（二）部分學(xué)生難以適應(yīng)“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)模式，自主學(xué)習(xí)能力有待培養(yǎng)

盡管一些教師的教學(xué)理念與時(shí)俱進(jìn)，但由于教學(xué)設(shè)計(jì)能力不強(qiáng)，部分學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力及持續(xù)性不足，難以適應(yīng)“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)模式。

（三）多元思維能力尚欠缺，創(chuàng)新意識(shí)的引導(dǎo)有待強(qiáng)化

多元思維也就是“空間思維”，是指跳出點(diǎn)、線、面的限制，能從上下左右、四面八方去思考問題的思維方式，也就是要“立起來思考”。當(dāng)前、應(yīng)用型本科院校學(xué)生大多存在圖與形思維轉(zhuǎn)換困難、圖學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力較差、后續(xù)課程對(duì)解決工程問題能力提升的支撐力度不足等問題。

工程圖學(xué)因與圖的“數(shù)字”化天然關(guān)聯(lián)、是創(chuàng)新的源泉載體而確定了其工科基礎(chǔ)課的課程地位。工程圖學(xué)課程教學(xué)既要達(dá)到“金課”所要求的“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”，又要解決課程面臨的問題，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，為學(xué)生的職業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

二、課程建設(shè)的改革與實(shí)踐

基于地方高校高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)和中國工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，在教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“《機(jī)械制圖》智能云課程建設(shè)”和北京市教委“基于‘云教材數(shù)字資源建設(shè)及‘互聯(lián)網(wǎng)+黃金分割教學(xué)模式的實(shí)踐探索”等教改課題以及機(jī)械制圖北京市優(yōu)質(zhì)課程重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)基礎(chǔ)上，以學(xué)生的“學(xué)”和“發(fā)展”為中心，反向設(shè)計(jì)課程目標(biāo)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行了改革與實(shí)踐。

（一）精準(zhǔn)定位教學(xué)“雙目標(biāo)”，構(gòu)建工程圖學(xué)“2+X”課程體系

從工程教育專業(yè)認(rèn)證的角度來看，學(xué)校的辦學(xué)定位決定了專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)決定了畢業(yè)要求，畢業(yè)要求決定了課程目標(biāo) [3]。北京石油化工學(xué)院是一所具有鮮明工程實(shí)踐特色的地方應(yīng)用型高校，一直秉承“崇尚實(shí)踐、知行并重”的教育理念，提出打造“首善之區(qū)工程師搖籃”、培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的辦學(xué)目標(biāo)。相應(yīng)的，學(xué)校機(jī)械類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)能夠綜合運(yùn)用機(jī)械工程及相關(guān)學(xué)科理論和專業(yè)知識(shí)，在機(jī)械工程及其相關(guān)領(lǐng)域從事開發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理和經(jīng)營銷售等方面工作的應(yīng)用型工程技術(shù)人才，使其具備良好的人文素養(yǎng)、職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感，具有一定創(chuàng)新意識(shí)和較強(qiáng)工程實(shí)踐能力、良好的人際交往及合作能力。課題組對(duì)照布魯姆教育目標(biāo)分類系統(tǒng)[4]，結(jié)合專業(yè)畢業(yè)達(dá)成指標(biāo)要求和工程圖學(xué)課程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了教學(xué)“雙目標(biāo)”。知識(shí)和能力教學(xué)目標(biāo)為：培養(yǎng)學(xué)生做到“形—圖—形”的正確轉(zhuǎn)換，能夠讀懂機(jī)械圖樣并繪制出符合國標(biāo)要求的圖樣，具有圖形思維能力、工程表達(dá)能力和創(chuàng)意構(gòu)型能力。同時(shí)，設(shè)計(jì)了思政教學(xué)目標(biāo)，分為初級(jí)目標(biāo)和高級(jí)目標(biāo)。初級(jí)目標(biāo)是在教與學(xué)的過程中，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生具有規(guī)范規(guī)矩意識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)；高級(jí)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生能夠運(yùn)用唯物辯證法的觀點(diǎn)分析問題和解決問題，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，具有家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。課程教學(xué)“雙目標(biāo)”同向同行、相互交融。

在此基礎(chǔ)上，建設(shè)必修的理論知識(shí)和實(shí)踐技能兩類課程，任選其中課程形成（X）制圖進(jìn)階課或競賽、科研項(xiàng)目、“繪圖會(huì)友”社團(tuán)、技能認(rèn)證等遞進(jìn)式“2+X”課程體系，如圖1所示。制圖學(xué)習(xí)由大一延續(xù)到大三，教師對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行深度培養(yǎng)。理論教學(xué)部分安排在大一，為學(xué)生必修內(nèi)容。實(shí)踐環(huán)節(jié)部分安排在大一和大二，為學(xué)生必修內(nèi)容，工科各個(gè)專業(yè)根據(jù)培養(yǎng)方案為學(xué)生提供難度不同的實(shí)踐項(xiàng)目，包括個(gè)人獨(dú)立實(shí)踐、小組協(xié)作實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、工匠精神和團(tuán)隊(duì)合作精神，同時(shí)鍛煉其圖學(xué)思維、創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)能力。學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)部分是以興趣為導(dǎo)向，以能力提升、素養(yǎng)提高、視野開闊為目標(biāo)而設(shè)置的，是從大一貫穿到大三的選修內(nèi)容，任課教師以賽促學(xué)、以賽促研、以賽促教，提高課程挑戰(zhàn)度，教學(xué)效果顯著。“繪圖會(huì)友”社團(tuán)是依托于工程圖學(xué)教研室建立的學(xué)生組織，開展了構(gòu)型設(shè)計(jì)、3D打印、競賽培訓(xùn)等活動(dòng)，以滿足個(gè)人獨(dú)特的學(xué)習(xí)興趣和不同層次的學(xué)習(xí)需求，同時(shí)讓高年級(jí)學(xué)生為低年級(jí)學(xué)生答疑解惑。教師的科研隊(duì)伍吸納對(duì)科研感興趣的本科學(xué)生參與科學(xué)研究，以提高學(xué)生運(yùn)用圖學(xué)和其他相關(guān)學(xué)科知識(shí)綜合解決工程問題的能力。工程圖學(xué)“2+X”課程體系解決了制圖課程與后續(xù)課程的有序銜接問題，保證了價(jià)值引領(lǐng)常態(tài)化、知識(shí)傳授系統(tǒng)化、能力訓(xùn)練長效化和素質(zhì)培養(yǎng)高階化。

（二）基于因材施教和聚焦產(chǎn)出的理念，創(chuàng)建“三位一體”教學(xué)模式

筆者在深入分析總結(jié)傳統(tǒng)課堂和新興課堂優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上[5]，進(jìn)行了多年的教學(xué)改革實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)：對(duì)于應(yīng)用型本科高校大一學(xué)生，尤其是不具有前修知識(shí)儲(chǔ)備的新生來講，完全的“翻轉(zhuǎn)教學(xué)”效果不盡如人意。因此，為取得更好的教學(xué)效果，筆者開展了“互聯(lián)網(wǎng)+黃金分割”課堂時(shí)間教學(xué)，同時(shí)開展了課內(nèi)與課外貫通的實(shí)踐教學(xué)、課程與思政同行互融的教學(xué)。

1.“互聯(lián)網(wǎng)+黃金分割”課堂時(shí)間教學(xué)模式

對(duì)課堂時(shí)間進(jìn)行黃金比例分割，即課中約三分之一的時(shí)間用于在云班課平臺(tái)上開展“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)，約三分之二的時(shí)間用于教師精講。教師每次課前都在云班課里推送本次課的課件和慕課鏈接，發(fā)布自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，著力培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。教師課中用約三分之一的時(shí)間借助云班課平臺(tái)開展“以學(xué)生為中心”的教學(xué)，通過同伴互教、展示討論、分題制以及做中學(xué)、線上小測試等活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的課堂參與度。教師用約三分之二的時(shí)間利用傳統(tǒng)的木模、三維造型和3D打印等現(xiàn)代技術(shù)講授教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，并引入工程案例激發(fā)學(xué)生的求知欲。學(xué)生課后依據(jù)云班課平臺(tái)大數(shù)據(jù)反饋查漏補(bǔ)缺，以固化知識(shí)、拓展能力。

2.課內(nèi)與課外貫通的實(shí)踐教學(xué)模式

建設(shè)制圖手工工作坊，搭建學(xué)生多維發(fā)展的平臺(tái)。按照學(xué)生的認(rèn)知能力和個(gè)性化需求將實(shí)踐教學(xué)劃分為課內(nèi)基礎(chǔ)實(shí)踐模塊和課外能力提升模塊，在大一到大三分階段分層次在課內(nèi)與課外同時(shí)實(shí)踐。指導(dǎo)學(xué)生自主拼接“拆分式組合體和軸類零件實(shí)訓(xùn)教學(xué)模型”及“榫卯”等構(gòu)件，將傳統(tǒng)文化引入課內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中，增強(qiáng)學(xué)生內(nèi)驅(qū)力，提高學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。

3.課程與思政同行互融的教學(xué)模式

大一階段是學(xué)生形成世界觀、人生觀、價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)習(xí)生活好習(xí)慣，引導(dǎo)其熱愛專業(yè)和國家，具有使命擔(dān)當(dāng)、大情懷的關(guān)鍵時(shí)期。積極推進(jìn)課程思政建設(shè)，深化立德樹人成效，基于課程特點(diǎn)將工程師的基本素質(zhì)與唯物辯證法的科學(xué)思維及大國工匠精神深度融合，結(jié)合社會(huì)熱點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)“拆、畫孔明鎖”“識(shí)榫卯”“冬奧”等教學(xué)活動(dòng)，從中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)，也讓學(xué)生了解了中國傳統(tǒng)文化的博大精深，進(jìn)而增強(qiáng)文化自信、民族自豪感。

（三）成立跨學(xué)校教師團(tuán)隊(duì)，共建共享課程資源

為加強(qiáng)教學(xué)研究，打造教師教學(xué)發(fā)展共同體，提升教育教學(xué)能力，課題組組建了北京石油化工學(xué)院跨校教學(xué)團(tuán)隊(duì)，實(shí)施跨校上課，綜合校際教學(xué)思想，設(shè)計(jì)與應(yīng)用型院校學(xué)生認(rèn)知習(xí)慣相符合的教學(xué)方式：以“基本體”為切入點(diǎn)，將“軸測圖”和“換面法”知識(shí)點(diǎn)分散到與其相關(guān)聯(lián)的教學(xué)內(nèi)容中?；谛碌慕虒W(xué)內(nèi)容框架，跨校教學(xué)團(tuán)隊(duì)共同出版了云教材及配套的慕課、課件，融入工程中、生活中的案例和思政元素，擴(kuò)充了線上題庫等，為應(yīng)用型本科高校師生提供與教學(xué)目標(biāo)相匹配的線上資源，保障混合式教學(xué)有效開展，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（四）根據(jù)課程目標(biāo)創(chuàng)新考核方式，實(shí)現(xiàn)“促學(xué)+助學(xué)+督學(xué)”的考核目的

聚焦課程目標(biāo)，按照過程評(píng)價(jià)與結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合、評(píng)價(jià)主體與評(píng)價(jià)指標(biāo)多元化、評(píng)價(jià)內(nèi)容與評(píng)價(jià)方式全面化的原則[6]，細(xì)化各環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)包含思政考查點(diǎn)的過程性多元化評(píng)價(jià)方案。將工程素養(yǎng)和思政表現(xiàn)納入知識(shí)能力考核中，加大力度考核實(shí)踐項(xiàng)目作品的規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)性以及學(xué)習(xí)態(tài)度等。評(píng)價(jià)主體由教師考核學(xué)生變成教師和學(xué)生共同參與，期末試卷由學(xué)生分組出題，教師檢查、修改，最后由課程負(fù)責(zé)人組卷。評(píng)價(jià)方式有學(xué)生自評(píng)、生生互評(píng)、教師評(píng)閱。在計(jì)算機(jī)繪圖實(shí)踐環(huán)節(jié)引入第三方機(jī)構(gòu)認(rèn)證考核，建立注重評(píng)價(jià)與反饋的課程持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，通過QQ、微信和云班課平臺(tái)大數(shù)據(jù)過程跟蹤、即時(shí)反饋功能，了解教學(xué)效果，及時(shí)調(diào)整教與學(xué)的策略。這種全過程多元化的評(píng)價(jià)方案可實(shí)現(xiàn)“促學(xué)+助學(xué)+督學(xué)”的目的。

三、課程建設(shè)的創(chuàng)新與成果

（一）教學(xué)模式創(chuàng)新：配比課堂時(shí)間，理論、實(shí)踐、思政互融，培養(yǎng)學(xué)習(xí)習(xí)慣和工匠精神

根據(jù)因材施教和聚焦產(chǎn)出理念，構(gòu)建“三位一體”教學(xué)新模式，可有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升工程素養(yǎng)、規(guī)范意識(shí)與團(tuán)隊(duì)精神。

（二）課程體系創(chuàng)新：打破章節(jié)邊界，設(shè)置制圖系列遞進(jìn)課程，提高圖學(xué)思維和應(yīng)用能力

緊扣應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)目標(biāo)，重構(gòu)以“基本體”為切入點(diǎn)，“軸測圖”和“換面法”知識(shí)點(diǎn)為主的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建滿足不同學(xué)生需求的“2+X”課程體系。注重學(xué)生思考和動(dòng)手實(shí)踐，形成了“工程素養(yǎng)—工程認(rèn)知—工程實(shí)踐”相銜接的課程鏈。

（三）考核方案創(chuàng)新：依托大數(shù)據(jù)反饋，引入第三方機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)過程激勵(lì)與實(shí)時(shí)督促

以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的能力達(dá)成為目標(biāo)，制訂貫穿教學(xué)全過程，由教師、學(xué)生、第三方機(jī)構(gòu)共同參與的多元化考核方案，以落實(shí)過程監(jiān)控和質(zhì)量評(píng)價(jià)，加強(qiáng)互動(dòng)和即時(shí)反饋，切實(shí)提高應(yīng)用型本科院校學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和持續(xù)性，促進(jìn)學(xué)生綜合能力提升、全方位發(fā)展。

北京石油化工學(xué)院工程圖學(xué)課程秉承“以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)，思政貫通”的教學(xué)理念，貫徹“緊跟時(shí)代發(fā)展，資源建設(shè)與模式改革同行，能力與素質(zhì)培養(yǎng)并重”的改革思路，進(jìn)行了多年的課程建設(shè)，取得了顯著成果。2019年機(jī)械制圖課程被評(píng)為北京市高等學(xué)校優(yōu)質(zhì)本科課程（重點(diǎn)）；2020年《工程制圖》（云教材）被評(píng)為北京市高等學(xué)校優(yōu)質(zhì)本科教材課件；2021年機(jī)械制圖課程被評(píng)為北京市高校課程思政示范課程； 2022年“以教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)為抓手，工科應(yīng)用型高?！こ虉D學(xué)課程改革與實(shí)踐”獲北京市高等教育教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。這些課程建設(shè)成果對(duì)各高校提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識(shí)、運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力等具有較好的借鑒和輻射作用。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1］ 施佳歡，蔡穎蔚，鄭昱. 一流本科課程建設(shè)的實(shí)踐路徑：以南京大學(xué)優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)為例[J].中國大學(xué)教學(xué)，2021（4）：49-53.

[2] 周緒紅，陳朝暉，李正良.工程學(xué)科在線開放課程體系建設(shè)的探索與創(chuàng)新[J].中國大學(xué)教學(xué)，2021（8）：16-20.

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[4］ 丁喬，張孟玫，李茂盛，等. 以學(xué)生為中心的機(jī)械制圖混合式教學(xué)模式研究與實(shí)踐[J]. 圖學(xué)學(xué)報(bào)， 2018，39（2）：362-366.

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［責(zé)任編輯：鐘 嵐］