基于转型发展的本科院校材料化学专业“工程制图”课程教学改革探讨

彭红霞 陈卫

摘 要：根据材料化学专业的特点，以湖南人文科技学院为例，分析了非机械专业“工程制图”课程教学过程中存在的普遍问题，对该课程的教学内容和教学方法提出了相应的改革措施和建议。在教学改革实践中，尝试多种现代化的教学方法，优化教学内容，改革考核方式，取得了良好的教学效果，为培养出更为优质的“现场工程师”奠定了知识基础，为进一步推动新升地方本科院校教育转型发展提供经验参考。

关键词：转型发展；工程制图；材料化学；教学改革

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2018）04-0045-04

2014年国务院在《关于加快发展现代职业教育的决定》中提出，要大力培养技术应用型人才，为应用型本科院校向技术应用型大学转型发展指明了方向，为各地方本科院校转型发展带来了新机遇，提出了新要求[1]。

材料化学专业是当前众多高等院校普遍开设的一个涉及化学、材料学、机械工程等多学科融合的理科专业，其目标是培养具有复合型知识结构，具备化学与工程技术领域相结合的初步科研能力，并能在材料制备工厂从事仪器设备操作、维护、检测等技术支持工作的高级工程技术人才，即“现场工程师”。

在新升本科院校转型发展的背景下，为适应现代材料化学专业的发展，各新升地方本科院校必须从人才培养目标和学生的实际情况出发，结合转型发展的要求，改革教学方法、教学内容和教学体系，以培养具有工程意识和创新意识的现代应用型技术人才。为此，笔者根据其所在院校的“工程制图”课程教学实践，总结该课程在教学中存在的主要问题，对材料化学专业“工程制图”课程教学方法的改进提出几点建议。

一、材料化学专业“工程制图”课程教学现状

材料化学专业属于化学系、材料与环境工程系等的分支专业，不同于纯工科院系，这类院系的学生在学习“工程制图”课程之前大多没有接触过与制图相关的课程，如画法几何、制图基础等，也没有参加过相关的认识实习，在制图功底与空间思维能力上不如纯工科院系的学生。因此，对于材料化学专业学生的 “工程制图”课程的教学方法、教学内容和考核模式等应有别于纯工科的相关专业（如机械、材控、自动化等）。当前新升本科院校（1999年后升格的本科院校）材料化学专业“工程制图”课程教学现状主要如下。

（一）学生的基础较薄弱、学习积极性不高

随着生源的减少和招生规模的扩大，学生的入学水平有所降低，学习能力不强，学习目标缺失的现状严重。另外，非机械类理工科专业学生在认识上对“工程制图”这门课程的重视不够，加之课程内容枯燥、抽象、晦涩难懂，导致学生学习易倦怠、学习的积极性不高。

（二）教学模式陈旧

大多地方本科院校材料化学专业的“工程制图”课程教学仍采用传统的教学模式，教学内容、教学方法和考核模式缺乏活力，内容陈旧[2]。教学方式鲜有考虑现代“90后大学生”的特点，教学效果不明显。

（三）实践教学环节被弱化

對于非机械类的理工科专业，部分高校院系对“工程制图”这门课程不够重视，学生走出校门，进入化工单位实践接触机械零部件的机会少，缺少对制图素材的感性认识。

二、改进措施

（一）改进教学方法

“工程制图”是一门实践性很强的课程，随着课时数的不断压缩，教师需要在有限的课时内，把知识传授给学生。这就要求教师在教学中不能片面追求面面俱到，应把握课程的精髓，精选课程内容，精讲多练，激发学生的学习兴趣。对于“工程制图”课程的学习，要求学生有较好的空间思维能力，教师应尽量多采用直观的教学方法，启发、引导学生在学习过程中带着问题去积极思考，培养学生的空间想象和分析问题的能力[3]。基于当前大学生的性格特点及材料化学专业对“工程制图”课程的培养要求，笔者及其所在的教研室在长期的“工程制图”课程教学实践中，经多次研究和探讨，尝试了以下几种现代化的教学方法，并取得了较为理想的教学效果。

1.“讨论式”教学。传统的教学是“教师讲，学生听”，教学过程“满堂灌”，学生主动思考的空间被抹杀，学生独立思考的积极性被抑制。现代教育理念是“教师搭台学生唱戏”，教师只是课堂教学的组织者，而学生才是课堂学习的主角[4]。“讨论式”教学模式就是要教师根据教学内容，设置讨论的问题，课堂要围绕讨论的问题而展开。例如，在讲解通过主视图、左视图绘制俯视图时，可设置问题“主视图、左视图和俯视图三者之间有什么关系”。再如，在讲解绘制断面图时，可设置问题“为什么要绘制断面图”等。

“讨论式”教学的关键在于教师对问题的设置，问题不宜太难，须考虑大多数学生的实际水平，学生围绕问题展开思考和讨论，最后教师总结。“讨论式”教学法可促进学生主动思考、加强师生互动、活跃课堂气氛，能有效提高学生学习的积极性和学习热情。

2.“模型”教学法。对于非机械类专业学生，接触实际机械零部件的机会较少，对机械零部件的认识主要由教师制作多媒体课件，通过图片或视频的形式向学生展示，再由教师讲解并引导学生想象。部分学生对实物形状难以想象、难以理解，容易陷入“听不懂——听课不认真——出勤率低——学习成绩差——厌学”的恶性循环中。

“模型”教学法是通过采用UG、Pro/E、CATIA、Solidworks 等三维绘图软件，在课前由任课教师先利用三维软件绘制三维图形，通过三维软件的绘图录制功能将绘图过程录制下来，将其在教学过程中播放。如此，将复杂形体的形成过程直观、形象地展示出来，减轻学生的空间想象压力，使课堂变得生动有趣，从而激发学生对空间结构的求知欲望和学习兴趣。如图1、图2所示的教学模型为在学习“绘制装配图”时，引入的某机构装配前和装配后的三维实体模型。学生在学习该机构装配图2维图的绘制前，先通过动画或视频了解该机构的三维结构，在对各零部件三维结构及其位置关系充分理解的基础上，再学习装配图2维图的绘制，可达事半功倍的效果。

3.“案例式”教学。“案例式”教学是通过分析案例，启发和帮助教学对象学习相关知识，从而树立工程理念，增强实践意识。应用该方法可让学生了解工程背景，提高学生的工程应用能力[5]。“案例式”教学的实施一般包括以下几个环节。选择理论性较强并易于学习和理解的案例；编写案例教学讲义及与其配套的多媒体课件和视频动画，将所选案例的机械零部件使用环境、拆卸和安装过程、各零部件间的配合制作等录制成视频；教师对案例进行讲解，案例讲解主要包括：图形的三维结构，各形体的位置关系，绘图和读图的方法，各个零部件的组成要素；“现场”教学。

在实践教学环节，将学生带到湖南人文科技学院的金工实习工厂，让学生在掌握理论知识的同时，结合生产实践充分了解各化工设备的结构元素、结构特点、零部件的装配关系等。通过“现场”教学，学生的空间想象能力和逻辑思维能力得到了进一步的提高，对化工类机械设备的构造、制造及实际生产中的作用等增强了感性认识，学生的学习兴趣、教学质量和教学效果得到了显著提升。

（二）优化教学内容

在新升地方本科院校转型发展的大背景下，契合湖南人文科技学院“培养高素质应用型人才，服务地方经济社会发展”的要求，从培养应用型人才角度出发，对“工程制图”课程教学内容进行适当调整。教学内容注重结合生产实践，选择实际生产中具有代表性的典型零部件，通过现场参观或视频录像、图片等形式，实现理论和实践相结合的目标，激发学生的学习兴趣，以培养学生的工程意识和空间想象能力[6]。结合专业培养目标和用人单位对材料化学专业人才的要求，推进本课程教学改革，提高教学质量，应合理规划教学内容，进行教学内容优化时，需优先考虑以下几个因素。

1.教学内容的安排是否符合院系的人才培养要求。具体就本课程而言，教材应着重体现基本视图、轴测图、徒手草图等内容平行展开、同步贯彻的风格，以有利于三者之间的相互补充，构成有利于培养空间想象能力的教学环节[7]。

2.教学内容的安排应考虑生源的水平和当代大学

生的特点。现代大学生的物质生活条件相对较好，普遍缺乏学习紧迫感，学习主动性较差，因此，在安排教材内容时，应重点考虑如何提高学生的学习积极性和学习兴趣，教材内容应该更加“风趣、幽默、接地气”。

3.正确处理计算机绘图与手工绘图的关系。随着计算机的普及，大多“工程制图”教材都包含计算机绘图部分的内容，计算机绘图不仅可提高绘图的精度和速度，还为工程图样的改进和管理提供了极大的方便。但不应过分强调计算机绘图的作用，计算机绘图要以工程制图的有关知识为基础，教材内容的安排应根据当前人才培养的要求来确定计算机辅助绘图的内容。

（三）改革考核方式

传统理科专业的“工程制图”课程考核方式主要包括三大部分：课堂出勤成绩、平时测验成绩与期末考试成绩，以上三项分别占总成绩的10%、20%、70%。这种考核方式也是当前相对合理、公平的考核方式，但仍存在过于重视期末考核，弱化了平时表现，不利于学风建设等问题，对于考风不严的院系，该考核方式弊端尤为明显，部分学生很难学到真正的识图、制图的本领，同时还会打击优秀学生的学习积极性。

鉴于传统考核方式存在以上诸多问题，为了提高学生“工程制图”课程的学习效果，调动学生的学习积极性，改革考核方式刻不容缓。改革考核方式，可将“工程制图”考核内容设置为由若干个部分组成，如可将考核内容设置为由图3、图4所示的几个项目组成，根据各项指标权重系数给出相应的分值，最后组成学生的综合成绩。这种综合考核方式可比较全面、客观、准确地对学生进行考核，更注重学生的学习过程，考核的连续性较好，能调动学生学习的主动性，避免学生考试投机的不良现象发生。

三、效果分析

为检验以上改革措施的教学效果，笔者对湖南人文科技学院材料化学专业同一年级两个教学班级就“工程制图”教学与考核方式进行了改革实踐。将同年级的材料化学专业两个班分为“实验班”和“普通班”，对实验班进行教学方法、教学内容与考核方式改革，而普通班仍采用传统的教学方法、教学内容和考核模式。

实验班学生的考核内容由课堂考勤、课堂测验、课后作业、课外加分和期末考试五大部分组成，这五大部分占该课程成绩的比重分别为10%、20%、20%、10%、40%，在教学方式中引入案例式教学、模型式教学、讨论式教学等现代教学方法。该班学生在每学完一章内容后，对每章内容进行课堂测验，以巩固学生的课堂知识，并检验学习效果。选择一台典型的化工机器作为教学模型，将该机器根据其结构特征分为若干个教学模块，每完成一个模块的学习后，学生需将该模块的零件图绘制作为课后作业，全部章节内容学完后，学生须完成该机器的总装图。在完成学习任务的基础上，能对绘图方法，零部件构造等提出创新性建议的学生，给予额外加分奖励（总分不高于100分）。

该课程的学习完成后，对两个教学班级学生的各项成绩进行统计分析，其结果如表1所示。对两个班级的考核统计数据进行分析，结果表明，在进行教学改革后，实验班学生学期考核总评分的平均分高于普通班，统计方差低于普通班，说明实施教学改革后实验班学生的成绩优于普通班，学生之间的个体差异小，整体素质得以提升。

实施改革后，实验班学生的出勤率明显高于普通班，学生的学习兴趣、学习主动性得以加强，营造了良好的学习氛围。课堂测验和课后作业的情况，实验班学生也比普通班学生完成的情况好，在实施“单任务”模式（每个学生的课后作业都是唯一的）的课后作业后，学生的课后作业抄袭现象大大降低，学生的实践动手绘图能力得到了实质性的提升。

四、结论

在当前本科教育转型发展的背景下，笔者及其所在的教研组对湖南人文科技学院材料化学专业“工程制图”课程进行了教学改革实践，在实际教学中取得了良好的效果，为培养现代技术应用型人才奠定了基础。在教学过程中，采用了“讨论式教学”+“模型教学法”+“案例式教学”+“现场教学”等现代化的教学手段，多样化的教学方法使课堂教学更加风趣、幽默、接地气；在教学内容上，根据当前学生的知识水平和性格特点，结合湖南人文科技学院对材料化学专业的人才培养要求，进行了教学内容的优化，重新修订了教学大纲。由实施教学改革后的两个班级学生成绩统计数据可知，在改进教学方法、优化教学内容后，教学效果得到了明显的提升，学生出勤率提高、听课认真且勤于思考，形成了良好的学习氛围。

为了进一步提高教学质量，推动新升地方本科院校的教育转型发展，培养出更为优秀的“现场工程师”，湖南人文科技学院教研组将继续推进该课程的教学改革，摸索出一条符合湖南人文科技学院本专业发展的特色道路，为其他地方本科院校或其他专业在转型发展背景下的教学改革提供参考。

参考文献：

[1]何光耀，黄家庆.论地方新建本科院校的转型发展——地方本科高校转型发展研究之二 [J].建西社会科学，2014，（232）.

[2]孙明.新晋本科院校土木工程制图课程教学的思考[J].山西建筑，2012，（4）.

[3]于兵川，吴洪特，曲宝龙.工科类非机械专业《工程制图》课程教学改革探讨[J].中国科技信息，2006，（9）.

[4]陈大勇.高校化工专业制图课程教学改革探索[J].化学工程与装备，2014，（1）.

[5]仝基斌.工程制图教学方法研究[J].安徽工业大学学报：社会科学版，2005，（4）.

[6]冯建华，薛连海等.本科化工专业《化工制图与CAD 》教学方法探讨[J].广东化工，2011，（7）.

[7]吴立.工程图学教学改革的探索[J].湖北第二师范学院学报，2009，（8）.