面向卓越计划的工程图学课程教学改革研究与实践

张修宇++陈爱玖++曹琳

摘要：本研究结合工程图学发展的趋势，从当前工程图学教育的实际需求出发，针对新时期卓越工程师教育培养和专业综合改革试点，从培养模式、教学内容、教学方法、实践教学、考核模式等方面开展工程图学课程教学体系改革研究与实践，将新时期的教育思想和先进的教育理念应用到人才培养和教学实践中，以培养真正适合各行业不断发展的创新型人才。本研究是对新形势下构建工科专业人才培养新体系、贯彻以人为本教育新理念的有益探索，通过促进工程图学课程的教育教学改革，给其他类似工科专业学科基础课的课程教学改革提供一定的借鉴。

关键词：教学改革；工程图学；教学模式；考核模式；卓越计划

一、引言

工程图学是一门古老的学科，涵盖工程教育的各个方面，其特色鲜明，理论与实践、技术性与实用性结合紧密，涵盖知识面广，系统性、综合性强，现代工程结构的复杂多变使得其对专业人才的创新能力和综合素质有着更高的要求。工程图学课程对学生形象思维能力的培养具有独特的作用，不是其他课程能代替的，这门课程对学生创新思维能力的培养和综合素质的提高有很大的帮助，是工科专业一门非常重要的专业技术基础课程。

工程图学课程在培养学生制图基本技能和空间想象力的同时，还对学生的思维方式、工作态度有很大的影响。当前，工程图学学科与设计学科、信息学科等紧密结合，多学科交叉发展。因此，工程图学教育应积极吸纳现代设计和制造领域、计算机和信息领域的最新科技成果，以全新的理念和视角来建立适应社会不断发展需求的工程图学教学体系。

笔者所在的学校是教育部第二批“卓越工程师教育培养计划”高校和国家级专业综合改革试点高校，涵盖水利水电工程、地质工程、农业水利工程、土木工程等土木水利类相关专业。笔者高校从当前工程图学教育的实际需求出发，开展基于卓越工程师教育培养的工程图学课程教学改革研究，以培养真正适合各行业不断发展的创新型人才。

二、研究内容与改革措施

传统的工程图学课程更多注重任课教师的理论教学环节，通常情况下以讲课为主，并辅助大量习题作业，其结果是耗费学时较多，学生负担较重，教学效果并不理想。为适应新时期拔尖创新人才的培养模式，笔者通过广泛借鉴国内外同类课程的成功经验，试图建立新的工程图学课程体系，进而开展以学生为本的自主型交互式工程图学课程教学改革探索。

（一）研究内容

研究以改革教学内容、改革教学方法、创新教学手段、完善教学体系为出发点，并结合现代心理学理论，探索将图感教育应用于工程图学课程教学中，力求既能实现培养学生的制图基本技能和空间想象力的目标，又能培养和开发学生的图学思维能力，还能培养学生严谨细致的作风。研究内容主要包括以下四个部分。

1.课程教学内容体系改革与实践

在课程教学内容上要减少画法几何内容学时，降低难度，以图解法为例，去除投影变换等内容。课程教学内容要以物体三面投影的感性认识为先导，从体的角度切入教学，把轴测投影作为学习正投影的工具，加大轴测投影的学时。同时，内容要以组合体为重点，使形体分析法成为图形思维的基本模式。教师要增加草图绘制练习，训练学生快速三维形体绘制的能力，增加图形展开内容以增强学生的动手能力。

2.课程教学模式改革与实践

在探索工程图学的有效教学方法，从心理学的角度在对图感因素进行深层次分析和认知的基础上，研究丰富了图感的概念及其本质特性。研究结合教学工作实际探索了图感培养的方法，以期创造更加符合认知规律的教学模式，更好地提高学生的圖学认知水平和图学思维能力。

3.课程考核模式改革与实践

教师要改进课后作业方式，以多种方式考核平时成绩，如构型设计、草图快速绘制、模型制作等；要加强教学过程管理，增加期中考试等阶段性考核方式，提高相关专业人才培养质量。

4.课程资源建设理论与实践

依托现代教育技术，教师要积极开展课程教学资源建设，加强网络课程建设和教学团队建设。

（二）改革措施

1.改革课程体系和教学内容

工程图学课程教学内容要能够及时反映本学科领域的最新科研成果，要广泛吸收先进的教学经验，积极整合优秀教改成果。教师可以通过调整、压缩理论课时，增加实践教学内容。调整课程体系能加强实践教学的力度，形成完善的理论教学和实践教学体系，并构建合理的课程体系，使工程图学课程能为学生提供丰富的实践素材。

2.加强教师队伍建设

师资队伍决定着高校的办学水平，是提高本科教学质量的关键因素，也是影响课程建设的最直接因素。工程图学师资队伍是工程图学课程建设能否快速发展和实现改革目标的根本力量。学校把提高教学水平、学术水平和创新能力作为此项工作的核心，以培养出校内的知名教授、知名大师为目标。学校结合教师胜任力提升计划，实施团队“名师工程”，促进团队教师教学水平、学术水平和创新能力的提升。学校也加大了人才引进力度，要引进2～4名优秀博士、硕士毕业生以充实到师资队伍中去。学校通过教师培训、进修和校外交流等途径，鼓励教师参加各种科研、教研交流活动，全面提高教师教学科研水平。

3.加强教学资源建设

工程图学课程教材应是系列化的优秀教材，包括《画法几何》《工程制图》《工程制图与计算机绘图》等。学校可以选用国家级优秀教材和国外高水平原版教材，同时积极鼓励依托自身力量建设一体化设计、多种媒体有机结合的立体化教材，重点抓好《工程图学概论（土木、水利类）》等精品课程的建设；基于现代化教学手段，积极发展网络、多媒体等现代化辅助教学技术，在《工程图学概论（土木、水利类）》等课程教学中实现全方位的在线教育。

4.加强实践教学环节

为了使课程实践性教学环节取得实效，在日常教学中，教师可以根据课程特色强化实践教学环节，增加设计性、综合性、创新性实践环节。教师要结合课程的要求，设计出案例分析、模型设计等教学活动，以培养学生的实践动手能力和发现问题、分析问题、解决问题的能力。教师要鼓励学生参加各级大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛，以培养学生的创新精神和实践能力。endprint

5.健全教学管理体系

学校要严格管理教学过程，在教学任务下达、教学大纲制定、课程变动审批、教学检查等环节注重全过程的考核管理。

严格执行教学任务的下达和落实。每学期下达教学任务，教研室张榜公布，教师填报志愿，教学团队协调平衡，学院复审把关，要使各项教学任务落到实处，使每个教师都能发挥各自特长。

严格执行课程教学大纲和授课计划。学校要与时俱进改革课程教学大纲和教学内容，建立更加符合社会需求，更加注重能力培养的教学大纲，并且严格执行。开学初提交授课计划时，教研室主任和教学院长两级严格把关，任课教师不得擅自缩减大纲规定的内容。

严格执行三阶段教学检查制度。根据教评中心的安排，每学期要认真开展期初、期中、期末三阶段教学检查，以便对教学过程进行监控。检查步骤是按照检查内容由教研室自查、自评，学院进行复查，学校进行抽查。检查内容包括备课、讲课、作业、教学法、调课、教书育人等方面。

三、实践效果

（一）发挥平台引领，全面提升教学团队建设

课程建设的成功取决于教学团队建设的推动，因此，在工程图学课程教学改革项目实施过程中，研究要十分重视教学团队的梯队建设和平台建设。研究建立了“团队带头人—课程负责人—主讲教师”三级岗位分工协调制度，以明确职能定位和责任。在课程教学改革项目的开展过程中，教师要围绕面向卓越计划的复合型、应用型人才培养目标，探索课程建设、教学方法改革、教学模式创新等重大问题，打造体现复合型、应用型人才培养特点的“教学模式改革与创新引领平台”。以平台建设为基础，通过开展教学模式改革的学术研讨会和精品课程建设等方式，深入研究课程教学改革的内容体系、实践教学改革等问题，最终形成工程图学课程改革的系列研究报告和教学研究论文，逐步组建能够彰显本校特点和学科优势的课程教学团队，形成学校工程图学课程教学团队的鲜明特色。

2014年，工程图学（土木、水利类）课程教学团队、工程图学概论（土木、水利类）精品资源共享课程先后获得学校立项建设。教学团队以课程建设为平台，在多年的教学改革与实践中自然形成了老中青相结合、职称和学历结构合理的教学团队，在课程建设、教学资源开发等方面取得了一些比较好的成绩。工程图学（土木、水利类）课程教学团队是一支结构（年龄结构、职称结构、学历结构，合理、数量合理、群体优化、质量优良、年富力强、业务素质高、事业心强、热爱工程图学课程教学和勇于改革创新的教学团队，已经成为学校土木、水利类工科专业本科教学的中坚力量。

通过以课程建设带团队建设、以团队建设促课程建设，工程图学课程教学团队成果突出，近两年团队成员中有1名教师博士毕业，有1名教师考取博士研究生，并引进教师2人。目前，工程图学（土木、水利类）课程教学团队中有教授2人，副教授5人，其中，博士生导师2人，硕士生导师3人。

（二）更新教育理念，积极开展课程教学改革

在工程图学课程教学改革实施过程中，教学团队重视探索多元化的生动有效的教学方式，建立涵盖教学计划、课程与教材开发等全方位的课程建设体系，在教学内容、课程模块、教学方法、考核模式等方面制定一系列的改革措施，强化教材建设、网络教学、实践环节在人才培养中的保障力度。

在课程体系设计上，调整课堂理论学时与课下实践学时设置的比例，结合不同专业需求，调整课程学时设置及教学内容。在教学内容设计上，将最新工程图学领域的新成果、新技术充实到课程教学中，既让学生掌握图学基础理论，又能让他们及时了解国内外的最新前沿。在教材建设和课程教学资源建设上，积极推进纸质资源和网络资源的一体化体系建设，及时更新、充实课程资源与信息，包括教材、多媒体课件、学生优秀作业、教学录像、试题库等课程教学资源。在教学过程中，要注重扩大学生的基础知识面，任课教师在教学案例选择上，既要将重点放在水利、土木、地质、道桥、环境等特色专业上，又要覆盖其他不同的专业类型。在教学方法与考核方式上，依据建构主义理论，结合互动式教学、参与式教学、体验式教学、探究式教学的精神，积极开展包括技能型作业设计、能力型过程化考核等内容的课程教学模式和考核模式探索。

同时，工程图学课程教学团队十分重视精品资源共享课程建设，通过及时丰富课程内容，整理相关讲座及课程录像的音频、视频资料，将教学大纲、授课计划、教学课件、教案、案例及习题放到网络平台上，增强课程的传播能力。此外，教学团队还开通了“NCWU工程制图”微信公众号，利用现代信息技术搭建师生教学互动平台，方便课程教学资源信息发布和师生交流。针对学校的开放活校战略，课程教学团队还积极开设了工程制图与计算机绘图双语教学课程。

（三）注重过程管理，推进课程考核模式创新

课程考核是教学过程的重要环节，没有严格、有效的考核体系，很难达到预期的学习目标。课程的考核内容和方式往往决定学生学习的方向和态度，为了科学、全面地考核学生的综合能力，尤其是工程实践能力和创新能力，在工程图学课程教学改革项目的探索过程中，研究基于成果导向教育模式，提出了一套可以科学、全面评价学生学习成效的考核体系。新的考核体系采用多元化考核方式，包括过程考核、理论知识考核、实践能力考核和创新能力考核四部分，将考核贯穿于课程的整个学习过程。新的考核尊重学生兴趣、激发学生自信，可以有效促进学生对课程知识的建构，激发学生学习的积极性、主动性，同时注重对学生创新意识与工程实践能力的培养和评价。

要改进课后作业方式，以多种方式考核平时成绩，如构型设计，草图快速绘制，模型制作等；增加期中考试等阶段性考核方式，加强教学过程管理，强化学生的图学素养教育，更好地提高学生的图学文化水平和图学思维能力。通过加强过程教学、网络教学和多元化考核方式，学校工程图学课程教学效果突出，土木、水利类专业学生学业水平明显提高，并且他们在模型制作、制图大作业等实践能力考核过程中，均表现出了很好的自主创新意识、工程意识和表达能力。

四、小结

研究以“工程图学课程教学改革”为主题，从培养创新型人才的角度，通过对课程教学特点和教学方法的论证，通过对教学内容、教学方法、教学管理等方面的改革和完善，将最新的教育理念与教学方法引入课程改革中，以期为同类课程教学改革提供参考。

一是从教学内容角度出发，调整工程图学课程内容体系，创新人才培养模式，注重复合型、创新型人才培养，及时将改革成果进行总结和凝练，统编教材《土木工程制图》将由科学出版社公开出版发行。

二是从教学方法出发，开展以学生为本的自主型交互式工程图学课程教学模式改革，依托现代教育技术，完成校级精品资源课程建设，开通“NCWU工程制图”微信公众号，实现网上教学和答疑。

三是推进多模块、全过程课程考核模式的完善与创新，增加期中考试环节，总评成绩由平时、课堂作业、期中考试和期末考试组成。基于成果导向教育模式，加强教学全过程管理，提高学校相关专业人才的培养质量。

四是开展工程图学课程实践教学环节的研究，注重探讨课程实践教学的新方法和新做法，重点增加制图大作业学生互评、团队协作等内容，强化对学生的图学素养教育，提升学生的读图绘图能力和工程实践能力。

工程图学课程教学改革研究与实践是对新形势下构建工科专业人才培养新体系、贯彻以人为本教育新理念的探索，将对工科专业如何适应行业发展变化、工程图学教育如何适应工程教育发展变化提供一定的借鉴。

参考文獻：

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责编：清 欢endprint