工程制图研究性教学改革探索

2015-03-18熊会元

产业与科技论坛 2015年8期

□熊会元

党的十八大以来，我国经济、政治、文化、社会、生态等各领域呈现出全方位的新常态。高等院校也完成了“规模扩张、学科布局、校区建设”三大历史任务，进入了以质量提升为核心的内涵式发展的新常态［1］。

一流大学需要高水平的科学研究、教学和社会服务，培养高素质创新型人才则是关键。将大学的学科优势、科研优势转化人才培养优势，保证本科、研究生、博士生的培养连续性与阶段性是教学发展的重要课题［2］，其中本科生教学是基础。新常态下创新人才培养重点是将以教师为主体、以知识传递为目的传统的教学方式，改变为提高人才的培养质量与学生研究与创新能力的培养模式。

一、研究性教学概述

研究性教学是以知识教育为依托，以能力培养为目标，把学习、研究与实践等有机结合的一种教学方式［3］。教学思想上，研究性教学在教学过程中注重培养学生的研究能力与创新精神;教学模式上，研究性教学以课程内容为基础，引导学生高度参与，自主发现问题、研究问题和解决问题，在过程中积累知识、培养能力和锻炼思维;教学策略上，研究性教学以课题为载体，通过创设类似科学研究的环境，让学生主动收集资料、分析问题和提出解决方案并论证，从而培养学习力与创造力［4］。

二、开展工程制图研究性教学的必要性

工程制图是工程技术中的一个重要过程。工程制图课程是理工科各专业必修的一门技术基础课，是大学新生接触的第一门工程类课程，被认为是工程学科的窗口课程，其教学效果直接关系学生对工程学科的认识与兴趣。工程制图是合并了画法几何与工程制图两部分内容，现在的教学目标主要是针对培养工程师为目的的工程图知识与技能的培养，理论上只是孤立介绍投影原理及相关方法，缺乏理论与方法的产生、发展以及与之相关几何学与现代高技术学科背景及关联性。教学上，基本上是按原理、实例与练习的灌输式被动的教学方式，学生的主观能动性与创新性缺乏，部分学生还因此对专业丧失信心和热情，直接影响后续的学习。

三、工程制图研究性教学探索与实践

(一)采用双语教学。英语是我国对外交流的主要语言，是获得高水平文献资料的载体。英语的认知和运用能力是创新性人才培养的基础。由于新生普遍没有经过系统的科技英语教学，且能力参差不齐，采用全英文授课很难达到教学效果，采用双语教学的过渡是比较好的选择。采用中英双语教材，开展双语教学，课堂运用中英文并举的授课方式，用中文讲解，专业英语与学术语言则应用英语，并用中文进行解释;练习则用全英语，由浅入深，通过查阅英文相关资料进一步掌握教学内容、了解相关学科的发展。增强学生专业英语的直接体验，锻炼阅读与理解能力，为后续全英课程教学奠定基础。

(二)优化教学内容。工程制图(非机类)包括画法几何、制图规范、工程图以及绘图实践等四部分内容，其中画法几何与工程图是教学重点。研究性教学贯彻少而精的教学理念，在传输知识的基础上，激发自主学习与探究能力［5］。教学内容上，调整画法几何的教学内容，适当压缩画法几何内容与学时，增加绘图等实践学时。针对不同类型的教学对象，采取精讲、详讲、泛讲和自学四种方式。画法几何教学内容在投影原理的基础上，以较易接受“体”为中心，将传统的点、线、面、体的教学次序改为基于CAD技术，先介绍体，然后依次从体中取点、线、面以及投影特性的教学方式。精讲绪论与投影原理部分，绪论部分以实例(如减速箱)设计展开，引出课程的四部分内容、作用及相互关系，并重点介绍画法几何的发展过程与关键历史人物，让学生对工程制图内容发展过程有系统认识，提升学生的兴趣;投影原理则按照生活中的投影现象→投影法→多面正投影理论的逻辑，让学生了解理论来源于自然现象，经过抽象成为方法、不断完善形成理论，然后又回到社会生活中指导解决问题的发展过程。详细讲解组合体的形体分析方法、尺寸标注、轴测图形成、视图常用表达方法、零件图与装配图等内容、表达方法及尺寸标注等理论以及理论方法与实践相结合的部分内容;泛讲(讲解与自学结合)制图标准规范、常见机件的表达方式与计算机辅助绘图等描述性功能性的部分内容，自学制图工具、几何作图与计算机绘图等实践性内容。

(三)开展问题教学法。问题教学法包括两方面，一是根据教学内容逻辑与教学次序，针对章节或教学单元内容设置课前与课后的系列问题，课前问题侧重于引导学生有目标地分析与解决问题，课后问题则侧重于对所学知识的总结归纳与延伸，这方面问题贯穿于整个教学过程。二是根据教学内容，针对难点理论或方法，结合生活中大家比较熟悉的问题、现象或故事，创设一系列问题，引导学生思考并组织深入讨论，活跃课堂气氛，师生共同探究隐含于问题背后的科学知识，最终达到掌握知识和学以致用的目的，有效地激发学生学习的主动性和积极性。如在介绍投影原理时，以埃及国王希望知道金字塔高度的故事，让学生各自提出解决方法及原理，并展开讨论，引出被投影物体与其投影之间关联性特性，影射出物像之间可以相互解析的可能性。

(四)关注新技术与学科交叉。研究性教学重视科学研究与教学的结合，在教学过程中，通过拓展课程中的原理与方法，关联当前科学技术研究的热点科学问题和相关学科，引导学生主动查阅文献资料，并以小论文的方式完成相关报告，减轻学生对科学研究的距离感，培养学生收集、分析和利用信息的能力，拓宽知识面，增强课程的学术性，提高学生的兴趣，激发学生的研究热情。如讲解投影被投影物体(物)与投影(像)的等比性、从属性与相似性特性时，引出图像智能识别技术及射影几何学科;多面投影表达物体时，逆向思维引出立体视觉;轴测图原理是在一个平面表示物体的三维形状，同类问题计算机如何利用屏幕显示三维物体，引出计算机图形学等等。

(五)增强实践教学。工程制图是实践性很强的课程，实践教学不仅能增强对理论的理解，而且能培养学生动手与团队协作能力，提高工程素质与综合素养，研究性教学中需增强实践教学［6］。具体做法如下:增加实地参观教学环节，体验工程制图等技术在工程中的作用;保留手绘制图大作业实验课，通过系列化的实物模型，实现个性化训练，组合体和零件图训练采用每人一种模型的单人模式，装配图则分小组，根据不同模型，每组3～5人，成员可自由组合，共同完成零件图与装配图。采用两级综合评分方式，各组得分由指导老师与各组间评分加权;组内则由组内成员与指导教师综合对成员评分。

(六)综合考核。考核是教学的指导方向，研究性教学以学习与创新能力为目标，采用综合考核方式。将以考核知识掌握程度为目的的期末考试成绩权重减少至50%，增加课堂探讨、课后练习、大作业、小论文等方面的评价，其中大作业与小论文等独立应用与探索能力的比例可适当提高，变一次考试为过程式评价，一方面使评价结果更加客观，另一方面也可改变当前大学生抱佛脚“应试型”学习方式。