基于工程认证的图学课程实践与创新教学研究

韩志杰，石建玲，孙婷婷，高雪强

（河北科技大学，河北 石家庄）

图学是一门古老的基础学科，其涵盖了工程教育的各个方面[1]。在高等教育中，图学课程作为工科类学生的一门必修基础课程，主要包括近机类专业的“机械制图”以及非机类专业的“工程制图”，教学内容包括投影理论、制图基础知识以及图样表达等，要求学生能够读懂与绘制图样，培养学生具有空间形象思维能力和设计表达能力；结合现代计算机技术快速发展，衍生了“计算机绘图”“工程CAD”和“三维产品造型与设计”等课程，要求学生熟练使用二维或三维绘图软件完成图样的绘制与表达。

为了保证图学课程教学达到培养目标，同时满足企业对高校毕业生的需求，许多高校实施工程教育专业认证。工程教育专业认证作为完善高等工程教育质量保证体系，推进工程技术人才培养国际互认的重要环节，已成为我国高等工程教育的改革重点[2]。工程教育专业认证要求课程体系设置、办学条件配置、师资队伍配备等都围绕学生毕业能力达到认证质量标准要求这一核心任务展开，并强调建立以学生为中心和持续改进的课程教学质量和活力。

图学课程教学要满足工程教育认证的要求，需要进行教学设计并开展教学实践，培养学生创新意识，提高学生创新能力，通过具体的教学活动或课程内容来保证毕业要求的指标点落实，力求把工程教育认证的要求落实到工程图学课程教学中，同时在图学教学中融合项目教学法，完成基于成果目标导向的工程图学课程教学设计，并通过改革课程考核方式评价学习效果，贯彻持续改进的认证理念。

一 图学课程教学存在的问题

（一）企业对人才需求的变化，要求课程培养目标的改变

大型集团化工业公司对新员工的综合素质做了明确说明，要求具有创新思维和较高的技能水平[3]。具体对于工程图学方面，企业要求毕业生具有较强的工程制图、操作能力，具备很好的工程图纸理解及表述能力，擅长用现代化的计算机绘制工程图纸。对于高校毕业生来说，在学校学的图学知识和能力难以快速学以致用，企业管理者认为高校毕业生设计出来的产品不切实际，不能满足企业发展的实际需要。造成上述问题的原因主要是传统图学类课程教学往往是重视理论讲授，缺少以实际产品作为目标来培养学生的实践能力，不能够很好地把所学到的知识正确、及时地运用到实际的产品设计中去，无法根据企业和社会发展的实际需求去正确定位教学的目标。

（二）教学方式的不合理，影响人才创新培养

长期以来，以学科和投入为导向是我国高等教育在教学实施、课程设置、考核评价等方面衡量的标准，按照现行的工程教育认证标准，审视原有的工程图学课程的教学设计，以“教”为中心传授知识的教学方法培养的学生，学生工程实践环节严重欠缺，导致毕业生的工程实践能力和设计能力较弱 ，缺少工程创新能力，达不到工程教育认证标准的学生毕业要求。

（三）教学内容缺少实战教学环节

工程教育认证对学生培养要求，重点体现在实践与创新能力培养。然而，图学的教学方式通常采用传统说教式教学，学生只是针对课堂学习内容完成辅助课后练习，掌握授课内容，缺乏实战式综合性训练，没有把学到的知识综合运用于实际工程。

二 工程认证下工程图学课程的教学目标

工程认证下的教育是以OBE 为导向的教育，亦被称为目标导向教育，要求学生明白学习目的，并以学生学习成果为最终目标[4]。为了达到该目标，要求教师从课程内容出发，对该课程教学目的进行深入剖析、归纳，明确知道自己希望学生取得怎样的学习成果，同时转变观念，在教学中以学生为主体，把学习过程落实到教学实践环节，有效地帮助学生取得学习成果。

基于以上的问题，结合工程认证的目标，教育部工程图学教学指导委员会对图学教育的教学要求做了修订，并发布了《普通高等院校工程图学课程教学基本要求》。要求中指出，工程图学课程培养学生对空间结构的形象思维能力；培养学生的创造性构形设计能力，并特别指出，该课程最终目的是培养学生掌握科学思维方法，增强学生的工程和创新意识。根据图学课程的特点和不同专业学时要求，精简课堂内容，拓展课外自主学习内容。在教学工作开展过程中，坚持以学生的自主学习为主体，将知识学习与能力运用相结合，通过开展校企合作的教学模式，让学生去企业中进行实习，真实地体会知识和能力的重要性。

三 图学课程改革与实践

（一）“以赛促教”培养学生创新意识

高校学科竞赛不仅是高校创新人才培养的重要手段，也是用人单位选拔人才的重要依据[5]。以图学知识为基础、培养创新意识的学生参与竞赛，例如全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛、全国大学生机械创新设计大赛以及“挑战杯”中国大学生课外学术科技作品竞赛等是最具影响力的全国性大学生赛事，已经成为规模最大、参与者众多、水平最高的学生竞赛。同时，以这些赛事为基础，衍生出同类竞赛的省级赛、校级选拔赛等，也囊括了众多大学生作品，学生参与积极性高。

高校教育中，以此为切入点，把大学生竞赛作为平台，与工程实际需求相结合，把竞赛内容分类汇总并进行提炼，有机地融入至图学课程的教学中，弱化传统说教式教学，在图学教学过程中，增加以竞赛内容为驱动力、引导学生主动学习的教学方式，明确学习目的，把被动式学习升级为引导式学习，形成竞赛驱动下的图学创新能力培养方法，如图1 所示。该方法通过“以赛促教”的教学思路，为本课程的课程改革提供支持，同时制图教师提供学习机会，提高教学水平；“以教致学”，通过教学方式的不断改进，使学生对本课程学习具有主观能动性，培养学生学习知识、发现问题和解决问题的能力，培养学生个人创新意识，为竞赛储备人才；“赛学相应”，通过竞赛反馈教学，实现“赛—教—学”三者之间相互促进，形成良性循环，最终提升课程教学及学生培养的质量。

（二）以项目教学法开展工程图学教学实践

根据工程教育认证的理念，结合图学课程体系，改革教学方法，力求把工程教育认证的要求落实到工程图学课程教学中，构建以学生为主体，提升能力为目标的项目教学，开展培养学生自主学习能力的教学方式。

以“机械制图”课程为例，该课程最终要求学生能够读懂与绘制零件图和装配图，以完成齿轮减速器零件图与装配图为最终考核目标。在教学过程中，以绘制减速器装配图为项目总体目标，把减速器中的上箱盖、下箱体、齿轮以及传动轴等主要零部件作为子项目，融入包括组合体视图、表达方法和零件图等主要章节内容教学中，要求学生以组队形式完成手工绘图，课下结合计算机二维绘图和三维造型作为补充，实现项目教学贯穿于整个教学过程。在项目逐步展开时，对该项目内容形成反复学习，形成前期由教师指导、中期学生间互评、后期学生团队带动的模式，逐步构建以学生为主体，让每一个学生都能够达到课程要求，最终提升学生的读图绘图能力和工程实践能力的培养。

（三）考核方式促进教学质量提高

工程教育认证的重点是以学生为中心、 持续改进的教育理念，以学生的学习成果评价教学质量、学生能力是否提升，“基于产出”的评价方法是推动课堂教学改革极为有效的手段[5～6]。基于上述驱动教学和项目教学，需要改进学生考核方式，以学生所学图学课程内容的呈现结果作为评价指标，结合实践过程中的表现和创新能力作为参考，形成新的适于专业认证下图学课程考核方法。

图学课程教学初期以教师课堂讲授为主，逐步转变为引导式和讲授式结合的方式，课堂以学生为主体，引导学生课堂提问、课堂讨论等，结合课外的在线自学、课后作业与阶段性项目进展等共同实施。教学效果的评价综合考核由平时成绩、期末考试成绩和项目完成度作为指标，分别赋予不同的比例，其中平时成绩主要反映在线课堂自学进展、课后作业完成度、课堂讨论活跃度等方面，由授课教师在教学过程中完成评定，项目完成度以项目进展中分阶段完成度及完成效果作为评价指标，由学生间及组间互评成绩作为参考，具体实施见表1。在考核中，学习过程的考核作为评价因素之一，使其占总评成绩的30%～40%，同时项目进展过程考核占总评成绩20%左右。课程结束后，需要完成学生对课程的评价以及课程内容对毕业要求的贡献度，根据学习效果由教学团队制定下一学年教学计划和改进措施，不断提高工程图学教学质量，持续推动课堂教学改革。

表1 图学课程过程化评价实施表

四 改革实践效果

针对机械类学生部分班级，在学习制图课程的过程中，以实际竞赛的试题或作品为例，引入项目教学中。通过两年的实践，其效果主要表现为以下几个方面：

（一）课堂教学氛围活跃

引入项目式教学，并实施过程化考核，相对于原有说教式授课，学生能够积极主动与老师互动，提高和促进了学生的学习主动性、积极性和参与性，相比于传统的“一卷定终身”而言，给了学生更多的学习信心，激发了学生的求知欲，有效地调动了课堂学习气氛，提高了课堂效率。

（二）参加大学生竞赛预选赛积极性提高

在授课过程中，通过以参与竞赛方式作为引导，明确各种创新创业竞赛的选拔方式，并以竞赛内容作为真实案例融入教学中，学生在竞赛预选赛选拔过程中表现积极，相对于前几届学生的参与度大大提高，学生作品质量也相应有所提升。

（三）期末成绩有大幅提高

实施了过程化考核的班级平均成绩及每个分段的成绩均要高于其他班级，而不及格率也低于其他班级，并且在结课时的课程认识调查中，大部分同学对课程教学目的及应用有明确认识。同时，考核方式的转变促进教师授课方式的转换，这种转换可以提高课堂上知识传递的效率，这不仅使得枯燥的授课氛围变得活跃，还使得学生对图学相关知识的理解变得更加透彻，对那些空间思维能力不是很好的学生也提供了很大的帮助。

五 结束语

从工程教育认证中以学生为中心出发，对图学课堂教学进行改革，引入竞赛内容作为制图教学项目驱动，形成“以赛促教”“以教致学”“赛学相应”的培养新模式，从而培养学生创新精神和实践意识。在教学过程中实施过程化考核，对学生课堂情况、平时作业、项目进展等进行量化考核，重点培养学生徒手绘图能力、机件表达能力、零件图和装配图绘制等能力，获得了更好的课堂教学效果和更高的课程目标达成度，达到了更好的教学目的，培养出了既有理论基础又有实际技能的人才。