圖學課程教學改革與實踐分析

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摘要：圖學是研究繪制和閱讀工程圖樣的一門技術基礎課程，該課程對提高學員的空間想象能力和形象思維能力、增強工程圖的表達與認知技能具有重要作用。為了有效調動學員的學習興趣，激發學習潛能，強化學員對工程信息的圖形化表達與認知能力，課程教學團隊注重更新教學思想、教學理念，不斷引入先進的教學方法和手段，利用國家級中國大學MOOC平臺，建設專有SPOC“工程圖學”課程。實踐結果表明，學員的讀圖綜合應用能力和空間思維能力大為增強，學習積極性和主動性也得到進一步提高。

關鍵詞：圖學；教學改革；教學效果

一、概述

“工程圖”被譽為“工程界語言”。圖學課程是研究繪制和閱讀工程圖樣的一門技術基礎課程，也是探討用工程圖表達工程產品與結構的課程。它依托機械工程實踐，培養學員繪制、閱讀工程圖的基本技能，強化工程信息的圖形化表達與交流能力，對提高學員的形象思維與空間分析能力、增強工程圖的表達與認知技能具有重要作用。該課程是學員進入大學的“工程技術第一課”，不僅影響后續課程及畢業設計等環節，也關乎學員的崗位任職能力。對初學者來說，要學好“工程制圖”課程，必須具備一定的空間想象能力和形象思維能力。許多學員感到課程難學，想象不出立體的空間幾何形狀。為了有效提高學員的學習興趣，近年來，圖學課程教學團隊經過不懈努力、不斷積累，對圖學課程進行教學改革與探索。

二、更新教學思想

圖學課程內容包括緒論與制圖基本知識和技能、正投影法基礎、組合體、軸測圖、機件形狀的基本表示方法、零件圖、裝配圖七大塊，每一部分的教學內容前后銜接緊密，信息量大。對于一些抽象復雜的基本理論和形體特征，學員上課難以聽懂，習題集中的作業不會做。針對這種情況，教員注重持續更新教學思想、教學理念，不斷引入先進的教學方法和手段，通過展示大量的立體三維建模過程，幫助學員理解平面立體和曲面立體的截交線、相貫線的位置及畫法。教學團隊的教員以培養學員的工程圖學基本技能為根本目標，注重拓寬知識面，提高空間思維與表達能力。

三、引入先進的教學方法

課堂教學符合認知和教育規律，方法靈活，手段先進，充分利用實體模型室、網絡模型室以及電子掛圖等資源，采用多媒體和板書相結合的教學方式，經科學合理的重組、整合、加工，搭建全方位浸入式的學習環境，以課堂講授為主，課后練習及自學為輔，以擬定的繪圖綜合實踐題目為任務，綜合運用所學知識，實現理論與實踐的一體化，力求做到“做中學，學中做”，在學習探究中完成學習任務，樹立解決工程實際問題的良好自信；由淺入深，采用漸進式的教學手段，根據不同教學內容采用不同的教學手段，在教學過程中引入三維幾何建模，加強構形設計實踐，強調徒手繪圖能力，并將三種教學手段有效融合，收到事半功倍的教學效果，有效培養學員的空間想象能力。為了和最新的先進技術相結合，體現新理論、新技術、新裝備、新戰法，教學中，教員運用啟發式、項目驅動式、探究式等多種教學方法，及時了解國家標準動態更新內容，適時引入與現役武器裝備密切結合的內容，增強教學內容的針對性和工程特色。每學期，根據教學、科研及部隊訓練最新成果進行教學內容的更新，了解授課對象所學專業的特點，將武器裝備中的圖樣作為實例，聯系和學員后續課程相關裝備模型，營造課程“工程背景”氛圍，提高學員學習的興趣及積極性。為了加強三維CAD技術在教學中的應用，探討實物模型與數字模型的融合問題，采用計算機軟件，進行三維實體造型演示與訓練，將三維形體構思設計與二維繪圖結合起來，激發學員的學習興趣。

四、建設專有SPOC“工程圖學”課程平臺

SPOC（SmallPrivateOnlineCourse，小規模限制性在線課程），最早由美國加州大學伯克利分校的教授提出。MOOC（MassiveOpenOnlineCourses，大規模開放在線課程）具有大規模、優質教學資源和開放式網絡共享課程的特點，教學資源豐富，學習不受時空限制。為了把傳統的教學方法和新型教學資源相結合，我們在中國大學MOOC平臺上建立了工程圖學專有SPOC課程，圖1為部分工程圖學專有SPOC課程。具體教學步驟如下。第一步，課下自學，學員課前充分利用中國大學MOOC平臺的優質課程教學資源進行部分課程內容的學習。第二步，面對面教學，采用傳統的教學方法，由教員講解教學內容，做到有的放矢，重難點突出。第三步，學員課下進行小組討論，完成作業。空間想象能力較弱的學員，可以在中國大學MOOC平臺再次理解典型例題的過程分析。每單元內容完成后，學員可以在此平臺上完成單元內容測試，還可以在每次作業完成后的一周，利用專有SPOC課程平臺，檢查作業中的錯誤。學員還可查看教員的作業和單元測試，教員也可通過平臺了解學員學習情況，對容易出錯的問題，可在討論區和學員發起在線討論，如圖2所示。因此，專有SPOC課程建設，就是把傳統教學方式的優勢和網絡化學習優勢結合起來。這種教學模式既強調學員學習的積極性、主動性，還要求教員根據教學內容和學員對知識點的掌握程度，結合平臺教學環境，充分利用網絡資源和面對面教學優勢，獲取更好的教學效果。

五、教學改革效果

為了了解學員對課堂教學效果和成績評價辦法是否認可，實施后的效果如何，教學組人員采用問卷調查法，設置20個反映課堂教學效果和學員學習情況的題目，在課程結束后對學員進行問卷調查。統計結果可以看出，83%的學員通過該課程的學習提高了識圖能力與繪圖能力，具備傳統徒手繪圖和尺規繪圖的能力；86%的學員對自己的期末考試成績比較滿意，大多數學員、教員成為學習活動的組織者和促進者。

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作者:呂秋娟 單位:火箭軍工程大學