鄭恩楠　孟凡香　賈青

摘 要：水利工程制圖是水利類專業(yè)本科生的一門必修基礎(chǔ)課程，旨在培養(yǎng)學生解決空間幾何問題、繪制和閱讀工程圖樣等能力，能夠讓學生在工程實踐中應(yīng)用圖形進行表達與交流，為將來從事結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工和管理等工作打下堅實基礎(chǔ)。因此，針對社會和企業(yè)實際需求，強化水利類專業(yè)學生的工程實踐和自主學習能力，同時將理論知識與實踐技能有機結(jié)合，具有重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：新工科；工程制圖；工程實踐；自主學習

在新工科工程教育認證的大背景下，工程教育傳統(tǒng)教學中存在內(nèi)容陳舊、教學方法單一、課程結(jié)構(gòu)僵硬等問題，以學科知識邏輯為課堂教學導向的理念已經(jīng)不能滿足人才培養(yǎng)的需求。然而，目前面向社會和企業(yè)要求的工程實踐教學和學生自主學習能力的培養(yǎng)仍然是工程教育的薄弱環(huán)節(jié)，其主要體現(xiàn)在：課堂教學主要以知識講授為主，工程教育實踐訓練不足，課堂實踐環(huán)節(jié)被削弱，理論課程比例過高，學生自主學習能力較弱，缺乏工程實踐教學和自主學習能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)；對大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)不夠重視，課程教學中缺乏對學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不能很好地滿足新工科建設(shè)對人才培養(yǎng)的需求。此外，大部分授課教師都是博士畢業(yè)后直接進入課堂，雖然理論知識豐富，但缺乏工程實踐經(jīng)驗，這進一步加劇了工科學生工程實踐和自主學習能力的不足。通過走訪相關(guān)企業(yè)和單位，課題組發(fā)現(xiàn)學生在工程實踐和自主學習能力方面有待提高。新工科建設(shè)對水利類專業(yè)課程教學提出了新要求：在教學過程中，需要注重學生專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)和綜合能力的提升，特別是實踐能力、工程意識、工程素質(zhì)和團隊協(xié)作與溝通能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。因此，如何提高學生的工程實踐能力和自主學習能力是目前教學改革的重點內(nèi)容。在新工科建設(shè)的背景下，水利類專業(yè)培養(yǎng)方案正朝著“互聯(lián)網(wǎng)+”“智能+”等方向發(fā)展，這要求傳統(tǒng)水利類教學方法必須進行改革，以滿足新工科建設(shè)的需求。

水利工程制圖是水利相關(guān)專業(yè)本科生的必修基礎(chǔ)課，旨在培養(yǎng)學生解決空間幾何問題、繪制和閱讀工程圖樣，以及進行創(chuàng)造性構(gòu)型設(shè)計等能力，讓學生能夠在工程中應(yīng)用圖形進行表達與交流。因此，增加該課程的工程實踐和自主學習環(huán)節(jié)至關(guān)重要。水利工程制圖的教學內(nèi)容涵蓋畫法幾何、點線面投影、平面立體、空間立體、組合體、軸測圖、斷面圖、標高投影以及水利工程圖等。然而，由于該課程的理論知識較為復雜和抽象，容易讓學生產(chǎn)生枯燥、乏味的感覺，進而產(chǎn)生厭學情緒，嚴重影響課程教學質(zhì)量。面向社會和企業(yè)實踐要求，考慮當前新工科工程教育認證的大背景，有必要開展面向工程實踐和自主學習的水利工程制圖課程教學改革，將水利工程制圖本科教學理論應(yīng)用知識與生產(chǎn)實際相結(jié)合。

一、傳統(tǒng)教學存在的問題

根據(jù)目前水利類專業(yè)人才培養(yǎng)方案中對于水利工程制圖課程的教學目標要求，應(yīng)使學生能夠掌握正確的思維方法、空間想象能力和表達能力，具備較強的工程意識和工程素質(zhì)，同時還應(yīng)具備較強的問題解決能力、團隊協(xié)作與溝通等能力。然而，傳統(tǒng)的水利工程制圖課程主要側(cè)重于二維圖形的教授，學生只能根據(jù)教師講解的理論知識和表達方式來繪制三維空間形體，缺乏三維實體模型來輔助認識、分析和表達相應(yīng)的空間形體。這種教學方式導致學生難以真正掌握專業(yè)知識，更難以將其靈活應(yīng)用于實際工程中解決問題。同時，傳統(tǒng)水利工程制圖課程教學內(nèi)容與后續(xù)專業(yè)課程教學內(nèi)容存在一定的重復。雖然傳統(tǒng)水利工程制圖課程教學中涉及后續(xù)專業(yè)課程中如工程圖、計算機繪圖等主要知識點，但這些內(nèi)容在傳統(tǒng)水利工程制圖課程中并未形成一個完整的知識體系。這導致學生難以從整體上把握課程的知識點，難以真正理解和掌握相關(guān)制圖知識。此外，傳統(tǒng)水利工程制圖課程教學通常只注重投影理論知識的講授，對于繪圖技巧、識圖方法、機械圖樣的表達等方面缺乏詳細的介紹和訓練。這導致學生在學習過程中容易出現(xiàn)“學了知識忘了方法”，無法將所學的知識有效轉(zhuǎn)化為實踐能力。

在教育信息化的背景下，大學生是否具備競爭力，其所學的知識是否能夠靈活地應(yīng)對信息時代的變革，很大程度上取決于他們是否具備一定的自主學習能力。傳統(tǒng)的灌輸式、填鴨式教學將重點放在了學生的理解和接受上面，這種教學模式忽視了學生在學習過程中探索能力的培養(yǎng)，導致學生的學習過于被動，只是機械地記憶和重復書本內(nèi)容，從而抹殺了學生自主學習的積極性，難以激發(fā)學生的學習興趣。從教學實踐來看，傳統(tǒng)的水利工程制圖課程教學并沒有從本質(zhì)上改變以單向傳授理論知識為主的教學模式。該課程的理論知識相對較為復雜和抽象，如果學生的學習變得被動和依賴，他們很可能會覺得這門課程枯燥無趣，喪失主動學習和獨立思考的能力，產(chǎn)生厭學情緒。目前，我國高校水利類專業(yè)制圖課程教學中主要以多媒體課件為主，缺乏交互式和互動式教學手段，這導致學生對知識的掌握不夠牢固。此外，傳統(tǒng)課程教學主要以教師為主體，學生在學習過程中處于被動地位，缺乏學習興趣和主動性。

二、針對問題提出的改革措施

（一）增加工程實踐

近年，在工程教育專業(yè)認證背景下，對大學生運用工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識解決復雜問題的要求越來越高，這需要大學生具有較強的工程實踐能力。目前我國高校水利工程制圖課程中所采用的傳統(tǒng)教材主要以理論知識為主，缺少一定的實踐內(nèi)容。教材既是知識的載體，又是學生學習的基礎(chǔ)。在新工科建設(shè)背景下，為了更好地培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和實踐能力，需要加強制圖課程教材建設(shè)。在制圖課程教學過程中需要結(jié)合實際工程案例，對教材進行拓展和深化。通過對教材進行補充和完善，學生能夠更加直觀地理解和掌握所學知識。此外，為了更好地提高學生分析問題和解決問題的工程實踐能力，可以積極引導和鼓勵學生參加省級、國家級的制圖設(shè)計大賽和實踐大賽。這些競賽不僅可以提高學生的實踐能力和專業(yè)水平，還可以培養(yǎng)其自主學習能力和知識的綜合應(yīng)用能力，對以后的實際應(yīng)用有很好地促進作用。

在水利工程制圖教學過程中，以理論知識應(yīng)用和工程實踐能力培養(yǎng)為出發(fā)點，完善協(xié)同育人機制，加強理論與實踐教學融合的一體化平臺建設(shè)。理論教學與實踐教學的深度融合是教育教學的基本規(guī)律，在目前的水利類專業(yè)制圖課程教學過程中強調(diào)理論聯(lián)系實際，重視對學生動手能力、工程實踐能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。為避免理論教學與實踐教學相脫節(jié)，防止出現(xiàn)“兩張皮”現(xiàn)象，必須推進兩者的深度融合，真正做到理論聯(lián)系實際，在理論指導下深化實踐，引導學生從被動的填鴨式學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥奶剿魇綄W習，提升他們的工程實踐能力。

（二）強化自主學習

隨著計算機技術(shù)和多媒體技術(shù)在我國教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)教學模式已經(jīng)無法適應(yīng)新工科背景下人才培養(yǎng)的需求，因此需要對教學方式進行改革。水利工程制圖是培養(yǎng)學生空間思維能力和鍛煉學生解決實際工程問題的課程，通過充分利用現(xiàn)有的學習平臺，構(gòu)建實時反饋式的線上線下混合式教學模式，可以有效保證教學質(zhì)量。該模式包括線上任務(wù)發(fā)布和自主學習、線下課堂教學和實踐教學。線上線下混合式教學可以合理銜接學生的課前、課中和課后學習時段，彌補學生實際操作和實踐經(jīng)驗的不足，充分調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)其自主學習能力。

在各種教學平臺和在線課程不斷涌現(xiàn)的時代背景下，教師可以讓學生在課前利用慕課、學習通等平臺觀看微課等相關(guān)教學內(nèi)容，使學生在預習過程中能夠發(fā)現(xiàn)問題，從而在課堂中有針對性地聽講，有效提高課堂效率。同時，教師還可以通過網(wǎng)絡(luò)教學平臺及時了解學生的學習情況，掌握學生的學習效果，進一步檢驗學生的自主學習成果。課堂上教師可以采用立體感較強的多媒體課件進行教學，逐步演示投影的過程、三視圖畫法等，以視覺上的直觀感受激發(fā)學生的學習興趣，加深學生對課堂教學內(nèi)容的理解。此外，教師還可以引進配套的教學模型和軟件，使學生對制圖標準、三視圖、剖視圖、斷面圖等內(nèi)容有更加直觀的理解，這有助于消除學生的學習畏難情緒。在制圖課程教學過程中，還可以增加互動式教學手段，如開展小組討論和答辯、組建制圖興趣小組等，以提高學生的學習積極性和參與度。

新工科建設(shè)背景下，教育理論提倡以學生為中心，強調(diào)學生“學”的主動性。在此過程中，教師的作用體現(xiàn)在指導、幫助和促進學生的學習，從而充分激發(fā)學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，確保他們能夠以高效的方式進行學習，實現(xiàn)最佳的教學效果。綜上所述，為了提高學生自主學習能力，需要教師創(chuàng)造良好的學習環(huán)境，給予學生自主學習的空間和資源，激發(fā)學生的學習興趣和熱情，此外還要培養(yǎng)學生終身學習的意識，這些方法并不是單獨進行的，需要通過各種途徑相互推動，讓學生在學習中取得最大發(fā)展。總之，在實施素質(zhì)教育過程中，要注重培養(yǎng)學生自主學習的能力，促使學生在教學活動中主動去探索、去思考，以實現(xiàn)最佳的教學效果。

（三）轉(zhuǎn)變考核方式

在新工科建設(shè)背景下，傳統(tǒng)水利類工程制圖的教學模式已經(jīng)出現(xiàn)諸多弊端，及時轉(zhuǎn)變考核方式有助于構(gòu)建全面而多元的課程評價體系，對學生課上課下的全過程學習進行公正評估?；诖?，課題組提出以下幾點構(gòu)想：第一，工程教育專業(yè)認證要求學生具備扎實工程基礎(chǔ)專業(yè)知識的同時，還需學會靈活變通，創(chuàng)造性地去解決工程中的復雜問題。因此，傳統(tǒng)教學理念中“削弱課堂實踐，唯理論分數(shù)至上”已無法滿足當前工程建設(shè)的需求。提升課內(nèi)外實踐課程的廣度與深度，將知識點與工程實際案例相結(jié)合，并注重培養(yǎng)學生自主學習能力，為他們將來走上工作崗位做好鋪墊。同時，針對理論知識進行精準講授，與時俱進，引入工程制圖配套的模型及軟件，增設(shè)CAD等三維立體軟件上機課，用新穎且先進的教學方式來激發(fā)學生的學習熱情。第二，面對當前由于教育改革而帶來的課時壓縮等現(xiàn)狀，高校更應(yīng)將目光逐步移向課外。水利工程制圖與人民生活緊密相連，其熟練掌握與應(yīng)用需要長時間的磨煉與積累，而非局限于每次授課的兩個學時。因此，學?？梢越M織相關(guān)的制圖建模比賽，將競賽結(jié)果納入課程考核體系。促進學生實踐和自主學習能力的提升，邀請專業(yè)教師進行培訓指導，引導學生深入學習專業(yè)知識。第三，在傳統(tǒng)的水利工程制圖期末評價體系中，期末考試成績往往成為衡量學生學習質(zhì)量和能否獲得學分的唯一標準。這一考核方式會使一部分學生過度關(guān)注課本知識而忽略實踐應(yīng)用。依靠知識點識記的方式一方面難以激發(fā)學生自主學習興趣，另一方面也無法對學生的學習成果進行全面考查。同時，考試作弊現(xiàn)象也會使考核結(jié)果產(chǎn)生偏差。在教學改革當下，新的評價體系必須確保學生在課下等其他途徑的學習過程得到認可，弱化期末考試在整體評價中的比重，在保障學習質(zhì)量的同時，促進學風建設(shè)和端正學生學習態(tài)度。第四，平時課后作業(yè)和期末考試的內(nèi)容與形式也應(yīng)結(jié)合課程特色進行相應(yīng)調(diào)整。水利工程制圖課程的目的是讓學生掌握基本的形體表達方法，能夠規(guī)范、合理地將觀察對象在圖紙上描繪出來，實現(xiàn)理論知識的具象化。相較于傳統(tǒng)的應(yīng)試考試，一張標準、美觀、嚴謹?shù)膱D紙更能體現(xiàn)出學生的學習效果。此外，獨立設(shè)計一張工程圖紙也會增強學生的成就感，避免產(chǎn)生厭學情緒?；诖?，課題組提出以下考核體系。課上表現(xiàn)為根據(jù)學生回答問題的情況進行考核，占總評的10%；課后作業(yè)為根據(jù)提交次數(shù)以及作業(yè)質(zhì)量進行綜合評估，占總評的10%；課下競賽為根據(jù)獲獎情況和參與次數(shù)進行綜合評價，占總評的10%；軟件操作實訓為對CAD等三維立體繪圖軟件操作情況進行考核，占總評的30%；期末考試為根據(jù)課程教學內(nèi)容和目標進行設(shè)置，占總評的40%。

三、結(jié)語

在新工科建設(shè)背景下，強化工科學生工程實踐和自主學習能力，對于適應(yīng)“應(yīng)用型本科教育”具有重要的現(xiàn)實意義?；诋a(chǎn)教融合理念，面向社會和企業(yè)需求，將水利工程制圖本科教學理論應(yīng)用知識與生產(chǎn)實際有機結(jié)合并提高學生自主創(chuàng)新能力尤為關(guān)鍵。因此，課題組從提升工程實踐和強化自主學習的角度出發(fā)，對水利工程制圖進行教學改革。針對傳統(tǒng)的評價體系中過分依賴期末卷面成績、忽略實踐應(yīng)用這一現(xiàn)象，提出了新的課程考核體系。在新的考核體系中，降低期末卷面成績占總評的比例，增加對學生工程實踐能力和自主學習能力的考核，實現(xiàn)定量和定性評價相結(jié)合，采取多元評價考核方式，以提高水利工程制圖教學質(zhì)量，培養(yǎng)符合專業(yè)認證標準和社會、企業(yè)需求的高素質(zhì)水利人才。

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責編：應(yīng) 圖

基金項目：黑龍江大學新世紀教育改革工程項目“基于工程實踐與自主學習的工程制圖課程教學改革研究”（編號：2022C46）

作者簡介：鄭恩楠（1990— ），男，黑龍江大學副教授，研究方向為農(nóng)業(yè)水土資源高效利用的環(huán)境效應(yīng)；孟凡香（1984— ），女，黑龍江大學教授，研究方向為農(nóng)業(yè)水土資源高效利用；賈青（1971— ），女，黑龍江大學副教授，研究方向為寒區(qū)冰工程。