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新工科背景下大类课程“工程制图”的教学内容改革措施

2023-07-26

装备制造技术 2023年5期
关键词:工程制图制图机械制图

杨 静

(天水师范学院 机电与汽车工程学院,甘肃 天水 7410000)

0 引言

新工科是基于新一轮科技革命与产业变革而提出的现代化学科建设要求[1],新工科教育理念的实施,是实现新工科建设目标、保证新工科专业人才培养的重要基础工作。在新工科背景下,大类平台课程应运而生。大类平台课是相近学科的共同基础课,是学生进入相关院系的基础平台[2]。大类课程的设置,不仅减小了教师备课的压力,而且减少了学生辅修第二专业的学分,以及学生转相关专业的压力。

1 教学目标的改革措施

以本校“工程制图”课程为例,是大学第一学期开设的学科大类课程,该课程的授课对象主要有机电学院、土木学院、化工学院、资环学院。面对不同专业的学生,加之该课程课时的压缩,教学目标也随之而变,从教会学生画图、看图调整到注重“能力目标、素质目标”的培养,即:厚通识、宽口径、多交叉作为基础,培养学生正确的构型思维。

2 教学内容的改革措施

该课程由以前的“画法几何及机械制图”64 学时,改为“工程制图”48 学时,教学内容进行重构,将传统内容进行精简、整合,重构出“厚通识、宽口径”的内容作为基础。“画法几何及机械制图”以两条主干线为主,即:画法几何、机械制图;在“画法几何”主干线中着重讲述投影理论及组合体的投影;“机械制图”主干线着重讲述机械图样的画法、表达方式、机械制图国家标准等内容。这两条主干线并行,内容及课本上的图例以机械图样为主。如图1 所示。

图1 “画法几何及机械制图”内容主干图

由于大类课程的实施,“工程制图”作为相近专业的基础课,面对不同专业的学生,加之课时压缩,对教学内容进行重构。在结构上遵循“从体出发”的教学观点,“投影基础”部分只是简述,“立体”作为课程核心内容,阐述三维形体如何构成组合体,组合体通过扩宽工艺内容,构成零件。该课程削弱了“画法几何”的内容,加强了三维形体的构形、表达及画法[3]。在此基础上,突出“现代”二字,三维造型技术作为时代发展的产物,该课程主要以SolidWorks 软件构造三维实体建模为基础,培养学生工程图学的思维方式[3]。“工程制图”内容主干图如图2 所示。

图2 “工程制图”内容主干图

“画法几何及机械制图”与“工程制图”教学内容的对比见表1。

表1 “画法几何及机械制图”与“工程制图”的教学内容与实施

由表1 可看出,从第1 个模块“投影基础”开始,“画法几何及机械制图”着重讲授平面上点、线、面的投影,而“工程制图”主要以“立体”为主导,讲授立体上点、线、面的投影。在第2 个模块“体的构成”中,“画法几何及机械制图”与“工程制图”占的课时量最多,分别为32、26 学时,“画法几何及机械制图”主要讲授“体的表达与描述”,而“工程制图”中除此部分内容以外,增加了“体的构形”;“工程上形体的由来”在“画法几何及机械制图”中不作讲解,在“工程制图”中,由常用部件的功用出发,分析基本形体由二维图形经过旋转、拉伸、扫描、放样功能,构型立体的过程,讲课过程中穿插三维造型软件,不仅直观生动,而且为学生后续学习SolidWorks 软件夯实基础。在第3 模块“机件图样的画法”中,“画法几何及机械制图”主要以“机械零部件的表达”为主,而“工程制图”主要以口径更宽广的“三维形体”表达为主。第4 模块“其他工程图样的简介”,“画法几何及机械制图”中不作为学习内容,“工程制图”中则根据不同专业讲授其他工程图样的识图技巧。由上表可以看出,“画法几何及机械制图”讲授的内容侧重于机械零部件的识图、绘制,而“工程制图”讲授的内容通识性更强,侧重于三维形体的构型、绘制。

3 教学方式的改革措施

该课程学时由以前的64 学时压缩至48 学时,在有限的学时内不仅要将课程内容讲完,还要使学生全面掌握工程图学的思维方式,因此,只能改变教学方式,教学方式由以前传统单一的线下教学改为线上线下混合式教学(图3)。在传统教学体系中,线上线下混合式教学只是作为一种辅助手段,线上自学不对学生做强制要求。而新教学体系的实施,使得以前部分课堂讲授内容转变为学生的线上自学内容,因此,线上学习作为实施新教学方案的一种必修教学手段,具体实施方案如表1 中“教学方式”所示。

图3 混合式教学图例

“工程制图”的线上慕课课程,引进中国大学慕课平台上与课本相匹配的大连理工大学王丹虹教授讲授的“现代工程制图”的基础上,对引进源课程修改。针对我校学生的实际情况,需要对每一章节的源课程进行修改、精简,添加适合我校学生的具体内容。其次,添加线上试题库的内容,每一章完成后,添加、完善适合于我校学生的单元测试,以加强学生线上内容的巩固。

混合式教学对老师的教学能力提出了更高要求。老师不仅要课前认真备课,而且要熟练应用现代化教学工具。具体实施时,教师提前发布每章的教学活动,明确告诉学生每章线上课程的学习内容、嵌入式测试题目、练习以及课后作业、提交作业时间、评分标准等[4],并提前布置预习作业,学生观看MOOC 视频自主学习,通过课堂探讨、在线发帖的方式与教师进行线上讨论,并在规定的时间内课后完成测试并提交。教师根据学生线上提交的作业,给出平时成绩,并对学生易出错的知识点归纳总结,在线下课堂上详细讲解、加深巩固。

除了借助中国大学慕课平台外(图4),教师还利用微信群、QQ 群等工具发布学习任务、讨论课程内容、收集学习反馈意见等。对学生而言,线上线下混合式教学不仅能激发学生自主学习的主观能动性,将教师“教”的核心位置转变为学生“学”的核心位置,彻底消除传统填鸭式教学的弊端,而且还能激发学生对该课程的学习兴趣。

图4 MOOC 平台学习统计

4 考核方式的改革措施

新教学方式实施前,考核方式单一,主要以期末考试为主,平时成绩占比较小。这样导致学生不重视平时学习,教师也不能科学全面地评价整学期学生的学习情况。新工科背景下,根据工程教育认证“过程性考核”的要求,对本课程的考核方式进行调整[5],考核方式从线下考核为主调整到线下线上多元化考核的方式。

基于混合式教学方式的实施,采于智能化考核过程系统,全方位的跟踪线上学习平台的数据,上课前,学生自觉在慕课堂中签到,学生旷课次数大幅度减少,减少了教师上课点名所占用的时间。对于线上学习的进度、作业的提交、视频的观看时长、签到率等考核内容会不定期的发布在学生群里,提醒学生及时完成线上作业。课堂教学每一章讲完后,老师会督促学生在规定时间内提交课堂作业,并及时批阅。从开课到期末考试,线上线下并举的考核制度加大了过程考核,实现考核方式的多样化,激发了学生积极学习的主动性。

其次,建立融入课程思政的课中考核机制。平时成绩注重个人修养,将学生平时上课过程中体现出的一丝不苟、认真严谨、团结协作、诚信绘图等文化素养纳入到考核机制中,是建立科学考评制度、客观评价教学成效的基础。

最后,建立多样化的试题库。打破以往试卷满篇客观题、作图题的常规,增加主观题,考查学生发现问题、分析问题、解决问题的能力;在实践教学中,增设现场考核环节,考查学生知识点的应用及掌握程度、团队协作能力等。

5 结语

新工科背景下,时代的发展对工科教育提出了更高的要求[6]。因此,必须在教学中不断探索、发展,以培养方案为基础,不断地优化教学内容,大类课程以厚通识、宽口径为目标,提高学生的构型思维及创新能力,保证工科专业人才的培养质量。

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