以赛促教、教赛融合模式在工程图学课程教学中的应用探索*

宋晓波 毛秋英 孔丹

泰山科技学院 山东济南 271000

0 引言

工程图学课程是机械类专业的专业基础课，既具有系统的理论性，又具有较强的实践性和技术性，该课程主要研究绘制和阅读工程图样的原理和方法，培养学生的读图能力、制图能力，能够用图表达设计思想，用图分析和解决工程问题。

随着现代设计方法与先进制造技术的发展，各领域对产品设计的高效化、通用化、智能化提出越来越高的要求。原有的尺规绘图式方法面临严峻的挑战，如何结合新技术丰富工程图学的教学内容，改进教学模式，达到更符合当代要求的教学效果，成为工程图学课程改革中新的焦点。

不管是教师的教学能力提升还是学生的竞赛参与、学习效果体现，最终都要归根于“教”与“学”，因此，“以赛促教、教赛融合”的教学模式值得一线教师研究和学习[4]。

1 研究背景与意义

工程图学课程是学生接触的第一门专业课程，一般在大学第一学年开设，分两个学期实施教学，以泰山科技学院智能工程学院为例，开设专业包括机械设计制造及自动化、机械电子工程、智能制造工程等专业。根据教学大纲要求，第一学期的工程图学课程主要包括投影基础、立体构型、组合体表达、图样的基本表示方法，理论性较强；第二学期的工程图学课程主要包括标准件常用件的表达、图样中的特殊表示方法、零件图和装配图，与工程实际联系紧密。工程图的识读与表达是机械类专业学生的必备技能。传统的工程图学教学注重理论知识的讲解，教学方法较为单一，对学生整体素质的提高起到的作用不明显，存在一定的问题，主要问题汇总如下。

1.1 教学目标受限制，对素质提高关注度低

工程图学课程的教学目标是通过研究绘制和阅读工程图样的原理和方法，培养学生用图表达设计思想，用图分析和解决工程问题的能力。该目标注重基础知识和基本原理的教学，对于如何更好地与工程实践问题相结合，锻炼学生更加全面、广阔的思维，提高学生的工程素质，关注较少。

1.2 教学内容偏理论，与实践知识结合得少

工程图学课程内容理论性较强，对于数理基础较为薄弱的学生来说，学习起来十分困难，犹如听天书一般，再加上学生作为大一新生，对专业类的课程缺乏充分的认识，导致学习中感到盲目和无措。

1.3 教学方法较固定，创新与开放思想不足

传统的工程图学教学方法是讲授法与板书相结合，目前，通过使用多媒体课件，在板书授课方面进行了一定的简化，学生可以根据课件中的动画，跟随老师逐步认识各个作图步骤，对学生的学习效果有一定的改善作用。但教学方法仍以知识灌输为主，学生在课堂中较为被动，难以体现学生的创造性思维。结合“互联网+”时代的要求，如何改进教学方法，促进教学中的创新与开放，仍然是一线教师亟待解决的问题。

1.4 评价方式较单一，考核形式欠缺多元化

工程图学课程的评价体系是平时表现+期末卷面成绩，平时表现的考核一定程度上体现了对过程的关注，但是形式仍然过于单一，学生往往忙于应付老师点名、收作业，忙于期末考试前对重点的记忆，而难以真正领会课程中包含的知识。

2 主要研究内容

工程图学课程作为机械类专业的专业基础课，是后续专业核心课程的重要铺垫，该课程具有与专业结合紧密，对学生的几何、数理思维训练较为抽象，知识覆盖面广且类型多样等特点。各层次高校的机械类专业均开设工程图学课程，不同类型高校学生的特点不同，工程图学课程的学情也不相同。以泰山科技学院为例，大一新生普遍对专业的了解程度不深，学生的学习能力与形象思维能力差异较大，以往的教学过程中发现大部分学生存在重解题、忽视工程问题等情况。因此，结合课程特点和学情分析，在泰山科技学院等应用型大学中，工程图学课程建设目标和研究内容应主要集中在如何引导学生打好扎实的专业基础，建立系统性工程思维以及提高解决问题的创新意识。

根据目前工程图学课程教学中存在的问题，结合相关竞赛，在课程教学中探索以赛促教、教赛融合模式，主要研究内容包括以下四点。

2.1 基于大赛指导思想，优化工程图学课程培养目标

现代企业需要的是创新型应用型人才，为满足企业需求，需要在课程教学中加强对学生创新能力、实践能力的培养。目前机械类学科竞赛按照模式主要分为封闭式、开放式、半开放式和半封闭式四种。如表1 所示几种竞赛的内容都与工程图学课程的内容有较多联系。其中，全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛与工程图学课程的结合最为紧密，该竞赛是由原教育部高等学校工程图学课程教学指导委员会、中国图学学会制图技术专业委员会和中国图学学会产品信息建模专业委员会联合主办的图学类课程最高级别的国家级赛事，2018年被中国高等教育学会列入全国普通高校学科竞赛排行榜。该竞赛的考核内容包含制图基础知识、尺规绘图、构型与设计、计算机建模、轻量化设计及3D 打印[2]。该竞赛以培养学生的工匠精神，激发学生的创新意识，探索图学的发展方向，创新成图载体的方法与手段为宗旨，目的在于以赛促教，以赛促学，全面提高大学生的图学能力，为中国制造走向中国创造培养大量优秀人才。将该竞赛的指导思想和考查重点融入工程图学课程的培养目标，为课程教学内容的重构和教学方法的改进指引方向。

表1 工程图学课程相关学科竞赛

2.2 根据大赛考核内容，优化工程图学课程教学内容

根据本校学生特点和应用型人才培养目标，结合竞赛重点考核内容，本着够用、实用、理实结合的原则，对教学内容进行优化和重组：删减难度较大、抽象、理论性强的换面法、复杂组合体的相贯线等内容，增设构型、测绘、工程实训等教学环节[1]，根据不同知识模块特点采用混合式教学形式，全方位、多维度将大赛经验融合反馈至教学环节，深入优化课程建设。通过合理改进授课中的知识点，促进学生思考，如在讲解点、线、面的投影及组合体等内容时，结合竞赛中的构型设计模块，对授课内容作整体的提升；在讲解图学的基础知识时，也可借鉴竞赛题目，锻炼学生全面思考问题的能力。在课程的实训环节，为学生准备项目式、开放式选题，激发学生的创新思维，通过自主探究，选择最优表达方案，系统性解决工程问题。

授课过程中，结合相关专业课和竞赛内容，增加方案设计和加工制造的内容，使学生提前认识和理解机械结构设计开发的系统性思维：从投影理论、立体构型、组合体表达、机件表达、标准件常用件表达到加工要求表达、生产图样表达，对机械零件的设计过程有完整的思路。

优化后的教学内容，锻炼学生从问题的发掘、设计方案的确定、方案决策、工程图绘制到3D 原型制作等能力，形成产品设计到制造的全局观，建立清晰的认识和准确的定位。

2.3 基于大赛对学生的能力要求，优化教学方法

要从根本上提高工程图学课程的教学效果，并为竞赛培养能力出众的学生，应当积极探索适合本课程的教学方法。随着网络技术的发展，学生接触到的资源越来越丰富，这些资源的利用情况直接影响课程的教学效果。根据竞赛对学生的能力要求，充分利用互联网资源，对学生的课程学习进行全方位的辅导和检测。通过项目式教学，培养学生各方面的能力，如为学生布置小组任务，将团队合作能力的锻炼贯穿整个教学过程，使学生学会合作包容，团结协作克服困难；设计表达的理论知识配合项目任务，使学生明白知行合一，运用知识解决实际问题，同时加深对知识的理解和吸收；与实践紧密结合的生产图样表达任务，使学生从专业出发，多角度全面观察事物，养成工程的标准意识；每个课程项目的答辩和展示，锻炼学生自信地和社会公众进行交流，诚信展示学习成果。通过以上教学方法的实施，全面提高学生的综合能力，培养更适合现代社会的综合型人才。

2.4 充分认识学生特点，改革课程考核方式

为了更充分地发挥“以赛促教、教赛融合”模式的教学效果，在工程图学课程的考核方面，应结合学生的特点、竞赛的要求，改革课程的考核方式，通过多样化的考核形式，促进学生更深入地学习和理解课程内容。从单一的期末评价转变为持续性、实时性的过程性教学评价，从而有效解决成绩正态分布、高分偏多现象；实施考试自主命题、自我测试、自行评价的模式，培养学生分析和解决问题的能力；实施作业自主设计、自我命题、自行测试的模式，培养学生的设计和构思能力；开发以赛代考的考核机制，设置与课程对应的校内学科竞赛，将竞赛引入第一课堂作为课程内容，并以竞赛成绩作为课程考核的重要参考，为具备专业水平和能力的学生提供更多机会，激发学生的学习和参与热情[3]。

3 需解决的关键问题

当前，以赛促教、教赛融合教学模式的实施过程中仍有一些具体的问题需要解决，主要问题有以下两个。

3.1 如何将大赛经验反馈至教学环节

学科竞赛相较于课程教学，难度以及所关注的重点都有较大区别，若改革过程中过多强调竞赛知识点，与普通课程教学内容偏离较远，会导致教学效果不理想。因此，适度结合大赛内容，适当融合大赛经验，是实施过程中需要注意的问题。

3.2 教学环节如何兼顾拔尖人才培养与普适性

根据对学生情况的了解，只有部分学生对学科竞赛的积极性较高。实施过程中，可首先通过校内选拔赛的形式，选拔学习热情高、基础较好的学生，开展项目式教学时，以选拔出的学生作为小组长，重点培养和锻炼，同时对其他学生起到督促和带动的作用。

4 工程图学课程在以赛促教、教赛融合模式下的改革效果

通过一学年的实施，在以赛促教、教赛融合模式下，工程图学课程在教学目标、内容、方法和考核方式等方面进行一系列改革，取得了一定的效果，以下是对改革效果的总结。

4.1 优化了工程图学课程的教学目标，丰富了工程图学课程的教学内容

结合竞赛的教学模式，将课程的知识结构和教学目标从传统知识型转变为工程能力提升型；课程内容的设置从知识零散式转变为项目集成式，教学目标由传授知识转变为更注重能力培养。

4.2 革新了课程教学思路，改进了课程考核机制，促进了教师教学能力的提升

以能力培养为目标，结合竞赛改进传统的考核方式，教师在教学过程中更多地进行思考和研究，建立纵横贯通的知识体系、课程体系和实践教学体系的同时，推动了教师专业发展，提升了课程教学组的整体水平。

4.3 构建了师生互动的新型课程教学关系

打破了传统课堂中的“满堂灌”教学模式，更加注重以学生为主体，引入翻转课堂，强化课前线上研习，注重课后线上研讨、线下实践，构建课前、课中、课后的虚实维度互动关系。促进了学生自主、协作学习，激发了学生的学习兴趣和创新意识，为后续课程中开展讨论式教学、研究性学习提供了成功典型范例。

5 结束语

本文结合工程图学课程相关的学科竞赛，从以赛促教、教赛融合的理念出发，提出工程图学课程教学的新思路、新方法，并总结了该模式下工程图学课程教学中取得的初步成效。实践证明，通过竞赛激发了学生对工程图学课程的学习热情，提高了学生的学习积极性、自主性，锻炼了学生的工程实践能力、创新意识、团队合作意识。以赛促教、教赛融合模式的实施，对教师教学能力的提升也起到了推动作用。