高职院校工程制图教学中专创融合教育的实践探索

章慧成

【摘要】工程制图系列课程的“双创”化改造是高职院校实现专创融合教育的根本途径。文章就工程制图课程专创融合教育实践过程中存在的问题，从教学内容、考核方式及相互依存等方面进行分析，并通过学校在实际教学中进行的有益尝试，提出了调整教学内容、优化考核方式、借助3D打印技术开展第二课堂及引入比赛等方法，解决工程制图专业教学和创新创业教育融合发展过程中存在的问题。

【关键词】高职院校；工程制图；专创融合；3D打印

【中图分类号】G710【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2022）05—0115—04

“在全面建设社会主义现代化国家新征程中，职业教育前途广阔、大有可为。”这是习近平总书记在2021年4月对职业教育工作作出的最新重要指示，为加快构建现代职业教育体系指明了前进方向。目前，职业院校培养的学生大部分仍是应用技术型人才，在国家大力推进“大众创业，万众创新”的时代背景下，各个高职院校都成立了创新创业学院，并将双创教育纳入课程体系当中，成为每一位高职学生的必修课。但是仅从学科教育层面展开专创融合教育，显然不符合创新创业型技能人才的培养目标，只有将创新创业教育融入到专业教育体系中才能达到理想的教育效果[1]。

工程制图系列课程主要包括工程图学基础、二维CAD及工程制图测绘等课程，是高职院校机械类专业必修的基础课，其主要教学目标是使学生掌握工程图样绘制的基础理论和几何作图方法，培养其具备较强的空间想象能力、创新能力、分析及解决问题的能力。工程制图系列课程的教学质量将直接影响后续专业课的课程设计、毕业设计等教学环节的实施效果。通过查阅相关文献可知，虽然国内对专创融合背景、意义、重要性等方面的研究已非常丰富，但针对工程制图系列课程如何进行“双創”化改造的探索和实践却很少，本文以酒泉职业技术学院工程制图系列课程的专创融合教学为例，探讨借助3D打印技术等手段实现专创融合教育的实践过程。

1.教学内容未能适应智能制造的发展。随着智能制造的发展，三维造型技术由于其可视化程度高、便于交互设计等特点，在现代工程应用领域被广泛应用，企业对机械类技能人才三维造型能力的要求也不断提高[2]。在智能制造时代，三维模型是创意设计、虚拟仿真、加工制造、检验检测、装配调试的重要载体，几乎每一个环节的衔接均由三维模型支撑。例如，包括波音公司在内的众多制造业企业在完成了图纸的电子化后，已将三维建模技术作为未来设计和制造的核心内容[3]。通过查阅相关文献可知，美国、日本、德国等制造业高度发达国家，职业院校工程制图课程的教学非常重视三维造型能力的培养，而逐渐弱化了“尺规作图”的训练。

我国高职院校工程制图课程的教学大多仍以“尺规作图”为主，甚至有部分院校不开设三维造型的课程，将其作为选修课排除在工程制图课程体系之外，这显然有悖于培养高素质智能制造人才的初衷。目前，大多数高职院校仍将平面制图作为工程制图的教学重点，例如，我校在进行专创融合改造之前，工程图学基础、二维CAD及工程制图测绘三门工程制图必修课总计114学时，全部为二维平面表达内容，Solidworks、UG等三维建模技术的相关内容均为选修课，整个教学均围绕二维平面表达展开，三维建模技术仅被视为提升学生设计能力的选择之一而未引起足够重视。因此，为满足智能制造对创新型技能人才的现实需求，调整现行工程制图系列课程的教学模式，对实现专创融合教育的发展目标至关重要。

2.专业教学与双创教育相互割裂。高职院校的专业教育从培养技能型人才的角度来讲，主要包含两个层面：一是理论性知识的灌输，二是实践性技能的训练。而上述两个层面的教学主要是针对已经成熟的理论和技能展开的，尚未涉及创造性、创新性知识和技能的探索和教育，因此相对于日益多元的人才需求稍显滞后。创新创业教育与专业教育都服务于专业或学科人才培养，应是“你中有我，我中有你”的关系，这是专创融合的基础，也是实现由获取旧知识向创造新知识转变的重要举措[4]。虽然很多高职院校都设立了创新创业学院，并将双创学分纳入学生必修的学分体系之内，但双创教育主要还是以单独的理论授课或讲座等形式展开的，其课程设置独立于专业教学之外，属于通识课程的范畴。学生只需选修相关课程便可获得该学分，这在一定程度上背离了“专创融合”的初衷，割裂了专业教育与双创教育的联系，使得双创教育和专业教育成为“两张皮”而孤立发展。

3.课程考核未考虑“双创”因素。课程考核是根据学生对该课程理论知识、实践技能的掌握情况而作出的综合性评价。科学的课程考核对教学目标的达成往往能起到“四两拨千斤”的作用，如多元化的考核指标能对学生的学习行为起到积极的引导作用，客观公正的考核结果则可激发不同水平学生主动学习的兴趣和潜能。

目前，高职院校工程制图系列课程的考核依旧通过“试卷分数+图纸质量”来简单地评判学生的学习效果。总体来讲，目前的考核方式有三方面的局限性：其一，考核方式较为单一，大多数高职院校的考核方式仅分为闭卷考试、开卷考试以及综合考核等方式，上述考核方式较为死板且仅能考核学生某一方面的能力；其二，考核内容局限于课本，大多高职院校针对制图系列课程的考核局限于学生对课本内容的理解和掌握，而制图课本内容对于大多数学生而言相对枯燥无趣，学生学习制图的积极性也不高，学生易出现厌学情绪，造成“平时不学，考前突击”的现象；其三，考核指标未考虑“双创”元素，由于上述两个方面的限制，课程考核指标中未涉及创新思维、创业意识、团队合作等方面能力的考查，缺少引导学生进行创新创业的内生动力。

1.优化教学内容设计。重构课程体系、优化教学模式及调整教学方法是实现专创融合教育的重要手段。针对高职院校专业教育和创新创业教育相互割裂的问题，我校在探索工程制图系列课程的专创融合教育中进行了有益尝试，并取得了良好效果。首先，调整工程图学基础、二维CAD和工程测绘的课时比例。适当缩减投影原理（点、线、面的投影）、画法几何（截交线、相贯线、组合体的绘制）及尺规绘图训练的教学课时，增加简绘和轴测图的训练，同时将第二学期的零件图及装配图调整至第一学期的工程图学基础课程内，在一学期内完成该课程的教学任务。由于笔者授课对象皆为中专生源，学生在中专阶段已进行过工程图学基础的学习和训练，因此进行上述调整后，不影响该课程的教学质量。其次，将三维CAD融入工程图学基础的课堂教学，并在第二学期的二维CAD课程中加入三维造型的内容。三维设计更符合学生的空间思维过程，设计师在产品设计时，起初构思的就是三维形状，随后才会进行工程化设计。因此，三维造型的学习可为创新创业实践环节的开展奠定基础。最后，将以往工程制图综合测绘的“图板+尺规作图”方式调整为“三维模型+二维工程图纸”，以提高学生的三维造型能力。

由于高职院校培养技能型人才的定位需求，大多高职院校都缩减了理论课程的教学课时，但过度压缩理论课时会造成“地基不稳”的问题，这将影响后续课程学生的学习进度和教师的教学质量。为解决课堂教学课时不足和工程制图系列课程实践任务重的矛盾，可将部分实践环节引流至课外，充分利用课外时间培养建模能力，全面激发学生主动学习的积极性，使“积极学制图，人人用三维”进入良性循环。我校课外教学的具体措施主要包括三方面：一是面向机械类专业学生开设选修课，如开设“三维造型与3D打印”等课程，既能让学生掌握三维造型技术的基础知识，又能让学生体会到3D打印的乐趣，此举极大地激发了学生想创新、敢创造的热情；二是加强线上学习，引导学生利用课后时间学习MOOC资源中的优秀课程，教师在每周课堂教学中发布学生线上学习情况的统计数据，并在期末考核中予以体现；三是定期举办3D打印作品展，将3D打印科创协会的优秀作品及学生参赛的获奖作品进行展示，并邀请作品创作者进行讲解，营造“人人想创新，个个爱创作”的良好氛围。

2.评价指标纳入双创元素。工程制图系列课程所包含的三门必修课均为实践性很强的专业基础课，实践课时占比达61.4%。因此，在制图课程的教学中不仅要确保学生准确掌握制图的基本国家标准、尺寸标注、几何公差等理论知识，还要求学生具备识图、读图、作图的能力，这是教学大纲的基本要求。除此之外，在专创融合教育的层面，则要求学生要具有进行工程设计的基本专业素养，如踏实严谨和精益求精的工匠精神，还要求学生满足双创型社会对人才的美好期待，如成为具有创新思维、创业意识的创新型、复合型技能人才。制图课程的特殊性不仅给专创融合教育的发展提供了适宜的土壤，也给教师和学生带来极大的挑战。通过本文前述内容的分析可知，目前针对制图课程的考核方式显然已不合时宜。因此，只有构建多维度的制图课程评价体系，引导学生在专业学习的同时提升自己创新创业的软实力，才能适应专创融合教育的发展要求。

针对现行高职院校工程制图系列课程考核评价存在的问题，采用将专业课程的专业性、职业性要求同运用知识的实践性、创新创业性结合的方法，建立更为科学的考核评价方式，对实现专创融合教育的发展目标至关重要。我校教师在针对工程制图课程的双创化改造中，对课程的教学大纲进行了调整和修订。通过调整评价方式，改变了以往“重结果、轻过程”“重成绩、轻能力”的考核方式，将考核指标柔性化和人性化，进一步突出了专业能力、创新创业能力及团队合作能力等元素在育人评价体系中的重要性。如学生可根据教师设定的主题自行设计作品，并提交二维工程图纸、三维动画仿真、3D实物模型及作品说明书来替代以往工程测绘的减速器，还可用参与“3D打印创意设计大赛”的评比分数来替代Au？ to CAD的成绩，该举措的实施不仅受到了学生的广泛好评，也实现了专创融合教育的初衷。

3.借助3D打印技术开展第二课堂。随着3D打印技术的发展及桌面级3D打印机的普及，我校在工程图学系列课程的教学中提出了“3D打印+双创教育”的新型教学模式，并对此进行了尝试，效果良好。为提高学生制图实践水平、增强创新创业意识和团队协作能力，学院教师组织成立了院级3D打印科创协会，由教师指导学生进行3D打印科创活动并协助学生对部分优秀作品申请专利。

3D打印科创协会自2019年成立以来，逐渐成长起了一部分3D打印创新设计骨干，学生骨干可作为“副导师”指导协会成员及低年级学生进行3D打印科创活动。同时，该协会还利用课余时间承担了工程制图教具制作和社会服务的任务。如2020年甘肃电投某光伏电厂一环状开关配件损坏，企业因此而造成的经济损失达每小时近万元。为节约时间成本，指导教师和该协会骨干成员牺牲休息时间，争分夺秒，在两小时之内完成了开关配件的尺寸测量、三维建模及3D打印工作，得到了企业负责人的高度评价。学生在诸如此类的实践活动中不仅增强了应用知识分析问题、解决问题的能力，还增加了与企业接触和交流的机会，增强了学生的自我认同感和获得感。

4.以赛促学，以赛促教，丰富专创融合内涵。学科竞赛及相关技能竞赛是提高学生创新能力和工程实践能力的重要途径，越来越多的高职院校把鼓励学生参加技能竞赛作为提高培养质量的重要举措。“以赛促学，以赛促教”顾名思义就是通过竞赛活动提高学生的专业技能水平、创新创造能力，提高教师教学水平和专业素养，使学生和教师在比赛竞赛中得到双向提升，达到教学相长的目的。

我校自2019年起，每年秋季学期举办一次“3D打印创意设计大赛”，并以此为契机遴选部分团队参加“全国三维创意设计大赛”及“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛。自参赛以来，参赛学生均取得了不错的成绩，极大地提高了学生的工程制图能力和创新意识，促进了学生和师生之间的学习交流，增强了学生的团队合作意识。

总而言之，高职院校在工程制图系列课程中开展创新创业教育必须根植于专业基础之上，双创教育唯有和专业教育相互融合、同频共振，才能实现高职院校在“大众创业、万众创新”时代背景下培养创新型技能人才的目标。

[1]朱少晖，王杨，杨成德，等.高职院校创新创业教育与专业教育融合现状研究[J].安徽化工，2021（04）：153-155.

[2]王淑侠.制图系列课程实践教学存在的问题及改进措施探讨[J].图学学报，2016（04）：573-576.

[3]杜俊，王巧華，夏俊芳，等.“新工科”背景下工程图学“二维-三维融合”课程体系探究[J].南方农机，2021（07）：138-139+151.

[4]卢卓，吴春尚.专创融合改革的理论逻辑、现实困境及突围路径[J].教育与职业，2020（19）：74-78.

（本文系2020年度甘肃省“十三五”教育科学规划课题“专创融合背景下基于3D打印技术的工程图学创新性实践项目研究”的研究成果，课题立项号：GS[2020]GHB4614）

编辑：张昀