新工科背景下土木工程制图金课建设改革与实践

程建萍 赵晓会

摘  要 新工科建设对高校人才培养质量及培养目标提出新的要求。项目针对目前地方高校工程制图课程教学中存在的问题，以金课建设为目标，以人才需求为导向，进行工程制图课程教学改革。课程借助THEOL教学平台进行混合式教学，从教学内容到教学设计及考核，都侧重于学生应用知识、分析问题、创新设计能力的培养。通过课程改革，教学由灌输变探究，学习由被动变主动，激发学生学习的主体作用，提高工程制图课程的人才培养质量，促进新工科人才培养目标的落实。

关键词 新工科;工程制图;金课;混合式教学;清华教育在线平台

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）20-0056-03

Abstract The construction of new engineering has put forward new requirements on the quality and goal of talent training in colleges anduniversities. Aiming at the problems existing in the teaching of engi-neering drawing courses in local colleges and universities， the projectcarries out the teaching reform of engineering drawing courses with the construction of golden course as the goal and the demand of ta-lents as the guidance. The course adopts THEOL teaching platform for hybrid teaching. From teaching content to teaching design and assessment， it focuses on the cultivation of students ability to apply knowledge， analyze problems and innovate design. Through the curriculum reform， the teaching changes from inculcation to inquiry， the learning changes from passive to active， stimulates the main role of students learning， improves the talent training effect of enginee-ring drawing course， and implements the concrete realization of the new engineering talent training goal.

Key words new engineering; engineering drawing; gold course; hy-brid teaching; THEOL teaching platform

1 前言

新工科建設是面向新形势下科技与产业变革而提出的国家战略行动，对于服务创新驱动发展，加快工程教育改革创新，培养造就多样化、创新型卓越工程科技人才具有重要意义[1-3]。顺应国家战略和区域经济社会发展的需要，地方高校是服务区域经济发展和促进产业转型升级的重要支撑力量。相对于工科优势高校以及综合性高校而言，地方高校更加强调应用型人才的培养[4-5]。在新工科建设背景下，在应用型人才培养目标驱动下，新工科建设对实施工程人才培养的课程、教材、教学模式等提出新的要求。

工程制图作为一门实践性较强的技术基础课程，是工科学生的必修课。课程的任务是培养学生空间想象能力、形象思维能力和空间分析能力，使学生掌握空间形体的图示表达能力，逐渐培养设计与绘制工程图样的能力，是培养学生创新能力的基础课[6-8]。课程所涵盖的相关基本知识是土木类、水利类工程师必备的基本素质，是学生未来获得职业资格及进行工程能力实践的基础。该课程的改革将直接影响后续课程设计等实践实训环节的实施与创新，关系到新工科应用型人才培养目标的实现。在此背景下，项目针对河西学院土木工程学院工程制图课程的实际情况，进行相应的课程改革与实践。

2 新工科背景下土木工程制图课程存在的主要问题

工程制图课程具有抽象性、实践性、创造性的特点，对学生三维空间想象力、各种工具掌握能力、绘图能力、创新性思维能力的要求较高[9-10]。河西学院工程制图课程面向土木工程、农业水利工程、工程管理、道路桥梁与渡河工程四个专业一年级学生开设。基于新工科建设对未来工科学生“产业需求导向，跨界交叉融合，支撑引领行业”的培养要求，目前工程制图课程主要存在下面一些问题。

从教学内容来看  教师侧重于教学内容的系统性与完整性，内容多侧重于投影方法及基本理论，学时约2/3用于讲授制图基础，针对性不够强，专业特色淡化，学生在后续课程、毕业设计以及以后的工作中，在专业图纸绘制及阅读方面存在缺陷，不能将制图理论应用于工程实际[11]。

从教学方式来看  教学方法与手段跟不上课程本身的发展趋向[12]。传统教学主要以板书+PPT辅助教学，传授知识是教学的主要目标，往往以教师为中心，教师唱“独角戏”，不利于发挥学生学习的主动性，在培养学生空间想象力、创造性思维、设计性思维方面有一定的不足。

从学生工程实际经验来看  工程案例教学欠缺[13]，对实践教学不够重视，学生缺乏真实的工程应用训练，无法充分理解所学内容，也不能有效地运用图学这个工具解决工程问题，忽视学生创新能力和工程素质的培养。

从考核方式来看  考核内容侧重于理论知识，考核方式采取平时成绩+试卷成绩的办法，考核侧重于结果性考核，方式单一，不注重过程性考核，同时缺乏有效的激励考核机制来促进学生学习成绩的提高。

3 工程制图金课建设的主要途径

调整课程内容，重构知识体系，提高与社会需求的契合度  工程制图课程由画法几何与土木工程制图、画法几何与水利工程制图、工程CAD三门课程组成，主要内容包括绘图基本知识、投影方法及基本理论、工程形体的表达、建筑施工图的识读与绘制、水利工程图的识读与绘制、道路桥梁与渡河工程圖样的识读与绘制、CAD软件制图等。在以往教学过程中，一名教师单独承担1～2个班级的课程教学，内容多侧重于投影方法及基本理论，没有针对性，专业特色淡化，与后续专业知识难以衔接，课程普遍存在短板、瓶颈等问题。项目改革以社会需求为导向，将课程调整为工程制图与CAD，内容调整为“制图基础+专业制图+专业实践”的模块化教学。教师根据自己的专业背景及特长，讲授某一个模块的教学内容，资源进行有效整合，深化和优化教学内容，以期提高人才培养与社会需求的契合度，提高教学质量。

线上—线下混合式教学方法改革

1）课程混合式教学改革实施方案。项目基于清华教育在线平台（简称THEOL），开展土木工程制图与CAD课程混合式教学方法改革。教师在对教学目标、教学内容进行整体把握的情况下，以问题为导向，让学生通过手机端碎片化的学习资源，随时随地将学习按“课前线上自主学习（预习新课、预习测试、预习问题讨论与反馈）—线下教学（重点讲授与答疑）—课后线上学习（课后作业、课后讨论、思维导图总结、单元小测）”的模式进行。教师通过教学平台可以引用MOOC视频，插入动画演示、微视频等，考虑不同学生的学习状况及学习需求，提供多样化的学习素材;学生可以从多方面、多角度去学习，更好地理解教学内容。教学过程更侧重于问题导向，教学根据学生学习效果反馈，及时调整教学内容。教学由灌输变探究，培养学生的高阶思维，最终落实应用型人才的培养目标。具体实施方案如图1所示。

2）混合式课程改革的具体效果。

①优化知识内容，丰富教学资源，实现学生个体的差异化教学。教师利用清华教育在线平台提供多种教学资源，不仅能满足大部分学生的学习需求，还可以对课堂教学内容进行有效补充或者是知识点扩充，以满足不同学生的学习需求。基于工程制图课程抽象的特点，平台可以引用MOOC视频，插入动画演示、微视频等，考虑不同学生的学习状况及学习需求，提供多样化的学习素材。学生可以从多方面、多角度去学习，更好地理解教学内容;学有余力的学生还可以对知识进行拓展学习，进行创新与提高学习。

②混合式教学将知识碎片化，学习效率更高。混合式教学课程以模块设置，模块下所有的知识以知识单元或知识点的形式呈现，短小精致，学生不需要花大量的时间从繁杂的知识体系中寻找自己需要的内容，每个知识点直达目标，节约了学习时间。同时，THEOL平台手机端的易用性有助于学生自主选择学习时间与讨论，把零碎的时间汇集起来，使学习更方便，效率更高。

③充分激发学生的学习兴趣，使学生成为学习的主体。在应用型人才培养过程中，提高学生的主动学习能力，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力及创新设计的能力，远远比灌输更多的理论知识更有意义。在传统的教学中，教师无法对学生平时学习的效果进行跟踪，学生上交的课后作业也不能完全反映学生的学习情况，由此造成教师无法及时发现学生学习中遇到的问题，从而无法及时调整教学方案。基于THEOL平台的混合式教学，通过课前预习、知识导学、在线测试等环节，让学生能够了解自己的学习情况，很容易从被动回答问题变成主动发问学习。通过预习问题反馈，既激发学生学习的动力，也为教师第一时间调整课堂教学内容提供了依据。通过课后作业答疑、测试、匿名互动讨论等环节，既监督了学生的学习效果，也鼓励学生的积极性。在参与过程中，学生不但能够实现对知识的应用，也能促进思考与发现新知识，有助于对独立思考及创新思维的培养，可实现教学主体由“教师主动教”向“学生主动学”转变。

④教学评价有据可查，更趋于合理。课程考核与评价作为教学过程中非常重要的环节，是检验学生学习效果、提高教师教学质量的重要保证。目前，土木工程制图与CAD课程的考核还存在考核形式单一、内容固化、平时成绩评价不科学的现象。THEOL平台学习评价模块不但能够跟踪学生的学习动态，而且对于学生所有的线上活动（包括线上学习时间、测试结果、讨论答疑）都有记录与分析，教师据此可以制定学习效果评价指标与计分办法，同时可以根据栏目设置附加分，既鼓励了学生的学习积极性，也保证了考核成绩的公正、公平。

考核方式改革，试卷模块化命题  工程制图课程基于课程内容是“基础+专业+实践”的模块化改革，考核内容也较以往加大了专业课考核的比重，并且固化为“制图基础60分+CAD制图10分+专业图30分”的命题模式，改变以往四个专业一套试卷的命题方式，突出考核的侧重点和专业知识的应用。同时，考核注重过程性考核，激发学生学习的动力。

增加工程案例教学，突出工程能力的培养  课程通过教学平台，上传工程案例，通过课前预学、课堂讨论，课后发帖评价等方式，丰富了专业内容，增强了学生学习的兴趣和探究的动力，使得教学能够理论联系实际，课堂变得更加生动有趣，强化了学生工程应用能力及高阶思维的培养。

4 结语

课程建设是人才培养的关键因素，线上—线下混合式教学的优势在于学生能够在参与面授学习中实现师生、生生的真实人际交流，还可以通过在线学习丰富学习资源，提高学习兴趣，同时为学习行为留下痕迹。在线上—线下混合式教学环境下，通过运用教学软件强大的分析技术，对学习效果进行即时评估与结果反馈，为教师调整教学内容、改进教学质量提供决策依据。混合学习更为方便灵活和高效，既融合了在线学习的优点，又弥补了传统学习的不足。混合式教学模式是教育信息化背景下高校进行教学改革、培养应用型人才的必然选择[14]。

在新工科背景下，针对地方型院校工程制图教学过程中存在的问题，课程通过THEOL平台进行混合式教学，搭建学生自主学习的平台，实现学生课前课后重复学习的需求，不但解决了任务多、课时少的问题，还强化了学生学习的自主性和创造性思维的培养。通过教学内容、教学方法及教学效果评价等方面的改革，真正实现应用型人才培养目标的落实，是新工科形势下提升学生创新能力培养的有效尝试。

参考文献

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