教学能力大赛视域下“机械识图与绘制”课程教学改革研究

田子欣 郜富晓 王莉静

（三门峡职业技术学院，三门峡 472000）

国务院印发《国家职业教育改革实施方案》，突出了职业教育的重要地位，指明了职业教育的改革方向。方案中提出了“三教”改革的任务，从国家层面强调了“三教”改革的紧迫性。推动“三教”改革实施，有利于增强职业教育内涵建设，提高教育教学质量，培养高素质技术技能型人才，缓解我国产业调整与产业升级带来的“用工荒”。

“三教改革”即教材、教师、教法，其中教师作为“三教改革”的核心与根基，其综合素质直接影响“三教改革”的质量与成效。作为“三教改革”的重要抓手，全国职业院校教学能力大赛是提升教师素质的重要平台，是重构教学内容、创新教学方法与手段的载体。教学改革的基本出发点是体现教学以“以学生为中心”的重要性[1-2]。

“机械识图与绘制”作为装备制作类专业必修的一门专业基础课程，一般开始于第一学期，课时数为72学时。该课程重点围绕高等职业教育机电一体化技术专业对机械制图课程核心素养的培养需求，吸纳先进制造领域的前沿技术，通过理实一体化教学，提升学生应用国家制图标准进行绘制零件图、识读零件图的综合能力，使学生成为德智体美劳全面发展的高素质技术技能人才。如何从以学生为中心的教学视角出发，重构课堂内容，借助任务驱动法、案例分析法等科学合理的教学方法与信息化教学手段，提高学生参与课堂学习的比例，增加学生学习绘制图形、识图课程的积极性，是要解决的问题。

1 课程核心素养与课程目标

1.1 核心素养

高等职业教育机电一体化技术专业“机械识图与绘制”课程的核心素养主要包括工程思维、理想思维、国家标准意识、科学探究与社会责任4个方面。

1.1.1 工程思维

工程思维是人类处理工程技术应用而产生的逻辑性思维，是一般工科类学生首要培养的核心素养。对于制图课来说，工程思维能力具有突出地位，决定了对工程图形表达的认知层次和绘制图形的精确度。初入高职院校的学生没有制图训练，对该门课程陌生，同时缺少生产实践经验，无法判断自己绘制的工程图形是否符合国家标准和是否能够应用于实际生产。对于“机械识图与绘制”课程来说，工程思维能力就是能够准确、清晰地表达零部件工程图形，并判断绘制图形的正确性。

1.1.2 理性思维

理性思维对于工科学生来说，就是讲究科学依据，尊重制图标准，运用系统总结和归纳的科学方法来认识事物、发现规律并解决问题的思维方式[3-5]。“机械识图与绘制”课程要求学生具有空间思维、批判思维和创新思维，能够基于工程本身的需要，理解机械传动原理构造、建立合理的运动假设、进行科学规范的图样表达，实现从二维制图至三维空间视图的延伸，同时实现从画法几何作图到机械图样表达、工程制图的深入。

1.1.3 国家标准意识

规范的机械图样由一组图形、符号、尺寸、文字和技术要求组成。图形的分布与视图表达有国家标准，一般是按照三视图来表达。当三视图无法清楚表达机械零部件结构内部特征时，可增加辅助视图、剖视图等。此外，图样上标注的文字、尺寸等都有相应的国家标准规定。所以，该课程要培养学生掌握和执行国家标准的能力，保证绘制的图纸别人能看懂。要积极推广最新国家标准，强化学生的统一性、通用性、通则性和国际性的标准意识。

1.1.4 科学探究与社会责任

技术进步是科学探究和社会责任的显性成果。从内涵来看，科学探究素养是遵循学生身心发展规律与教育规律，重视理论支撑和实证依据，将科学理念和方法贯穿研究工作的全过程[6-8]。纵览机械制造的发展，从工业1.0到目前的工业4.0，一直需要人类本着事物发展的规律及对机械工程的认知基础，加大科学探究，发现问题，解决问题，推动科学技术进步，设计出结构简单、操作方便、节能环保的机械设备解决制造中存在的问题。因此，在培养制图人才方面，不仅应注重科学探究精神的培养，也要加强学生的社会责任感，让学生了解到学习这门课的价值与使命感，准确表达机械图样中的每一条线、每一个符号以及每一个尺寸，精益求精。

1.2 课程目标

高等职业教育专科“机械识图与绘制”课程目标是通过理论知识学习、技能训练和综合应用实践[9]，使学生具备识读和绘制机械图样的基本能力以及良好的职业道德素养，很好地对接企业制图员、加工员以及检验员（读图）等岗位。教师对学生学习成果的关注不仅包括知识和技能方面，还有能力、素养、情感、态度以及价值观等方面。因此，这门课涉及知识、能力、价值3个层面的教学目标设计，实现了在课程顶层设计上从注重知识到知识、能力与价值的互融。

2 整体教学设计

“机械识图与绘制”课程主要包括零部件测量、手工绘图与计算机绘图3部分内容。围绕“在国家推动制造业高质量发展背景下，如何培养学生运用国家制图标准完成典型零件图的识读与绘制”这一问题，构建“1151”课程体系，以“典型零件的测绘”为任务起点，以“典型零件图的识读与绘制”为学习主线，以“主动获取需求”为学习导线，以“机绘与手绘并行、线上与线下教学相结合”为教学亮点，以弘扬“工匠精神”为思政元素，配合学习资源，有效达到了培养学生“坚持标准、能读善绘、主动学习、守法敬业”的教学目标。

2.1 基于调研，重构“1151”课程体系

对装备制造类企业调研分析、根据国家专业教学标准、专业人才培养方案，结合1+X机械工程制图职业技能等级证书标准，课程组修订课程标准，将“利用常用工具完成工件的测绘、计算机绘图完成零部件视图表达”等融入课程体系，从行业需求出发，结合学情分析，开展课程重构。

调研结果表明，企业需求的知识目标要求掌握常用的测量工具使用方法，熟悉物体投影规律，熟悉图纸的组成和规范，掌握零部件的表达方法。企业需求的能力目标主要包括技术测量能力、图形思维能力以及工程表达能力。技术测量能力即能使用常见测量工具测量零部件。图形思维能力即转换“形、图、形”。工程表达能力即能识读图纸，并绘制符合国标要求的机械图样。企业要求要有良好的职业素养，精益求精的表达意识，严守标准的规范意识，劳动素养和创新意识。但是，大一学生在知识方面没有基础。在能力方面，虽然动手能力较强，信息化接受程度较高，但创新设计能力欠缺，具有一定空间想象能力；在素质方面，学生比较活泼，但不了解真实制图员岗位应该具备的职业素养，有一定的吃苦耐劳精神，普遍缺乏创新意识。

依据调研结果与国家标准构建“1151”课程体系，如图1所示。“1”即“绘”图“引”标，通过绘制一幅不标准的图形，引出国家机械制图标准；第二个“1”通过几何体三视图的绘制来提升学生空间想象能力，锻炼学生的工程思维能力；“5”即5种典型零件，通过识读和绘制零件图掌握制图的标准（视图表达和标注表达规范）；最后的“1”表示装配图的识读与绘制，了解装配图的相关要求。

图1 “1151”课程体系

2.2 对接岗位，重构模块化内容

根据调研报告中企业对学生的岗位工作任务要求“草图绘制与基本测量、识读零件图、计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）绘制零件图”，结合学情分析，课程组打破传统的以知识体系建立的章节内容，重构模块化项目，根据典型零件绘制的一般步骤，把工作过程中的3个环节融入8个模块，采用“学、讨/仿、练、评”训练模式开展教学，授课时长16学时。以模块三“轴套类零件图的识读与绘制”为例，将此模块分为8个任务，分别为“任务一：套筒零件的测绘”“任务二：套筒零件图的识读”“任务三：套筒零件图的二维CAD绘制”“任务四：阶梯轴零件的测绘”“任务五：阶梯轴零件图的视图表达”“任务六：阶梯轴零件图的标注识读”“任务七：阶梯轴零件图的二维CAD视图表达”“任务八：阶梯轴零件图的二维CAD标注表达”。8个任务层层递进，不仅涵盖了岗位工作要求，而且系统性展示了绘图的基本方法与标准。

2.3 对接1+X证书标准，确定教学重、难点

针对1+X机械工程制图职业技能等级证书标准，结合学情，确定了每一个单元教学重、难点。以“轴套类零件图的识读与绘制”为例，教学重点为“运用”测量工具正确测量轴套类零件，“手绘”轴套类零件的草图，“识读”零件图的视图与标注，“抄绘”零件图的视图表达，“机绘”轴套类零件图。教学难点为零件的三视图标准表达、阶梯轴的主视图、移出断面图标准表达以及零件技术要求分析等。

2.4 对接学情，制定以学生为本的教学策略

以零件的三视图表达任务为起点，将装备制造类企业常见的典型零件的测量、徒手草绘、零件图识读、CAD标准绘制即一个制图员岗位“工作过程”为主线，以任务需求为导线重构知识。教学组织方面，课前让学生通过“查资源、做准备”提前了解课堂教学的基本知识点与方向，课中教师通过“教师引入项目、学生探索方案、教师点评思路、学生完成结果”的方式激发学生的学习兴趣，课后通过到校中厂参观实践了解典型零部件的应用与关键点。教学方法上，主要采取线上线下混合教学、任务驱动教学等，根据教学需要灵活采用教学平台中的微视频、动画、课堂游戏、仿真训练以及现场实操训练等教学手段达成教学目标，突破教学重、难点[10]，如图2所示。

图2 教学策略

3 教学实施过程

为了弄清楚基于教学能力大赛模式下如何实施“机械识图与绘制”课程，本文以模块三“轴套类零件图的识读与绘制”为例进行相关阐述。根据学生认知规律，结合“轴套类零件图的识读与绘制”工作实际，教学过程以企业真实产品为“引”，以学生为“主”、教师为“辅”的形式，采用课堂“演、讨、练/仿、评”解决重点和突破难点，同时课后强调“联”与“拓”加强识读与绘制规范。

根据教学目标、重难点和教学策略，结合学生认知习惯和学习特点，按照工作过程实施流程，课程组制定了包括课前、课中、课后的教学实施方案，采用“课堂教学任务”为主、“课前课后学练结合”相辅来协同育人。

3.1 查阅资源自主学习，教学平台诊断反馈

在课前自学环节，教师通过教学平台发送学习任务单，学生通过自主收集信息资料，观看微课、动画等资源完成课前自学，了解思路并进行在线讨论。教师搜集反馈问题，有针对性讲解知识，并给出学生阶段性的评价。

3.2 真实项目情景导入，教学设计攻破重难点

在课中实施环节，以真实项目情境导入，引出教学内容。教师通过“操作示范、多元考核、分组练习、互评改进”，借助虚拟仿真平台获得直观感，提升学生空间想象能力，使学生熟练掌握识读与绘制方法，攻破教学重点。

3.3 对照标准团队协作，贴近真实查漏补缺

以机械工程制图职业技能等级证书标准为基础，参照制图员岗位技能，通过任务发布、方案制定、任务实施以及综合评价，完成典型零件图的识读与绘制。训练中，严格要求学生执行国家标准，规范作图，使学生树立规范意识，培养精益求精的工匠精神。

3.4 多元评价分项重构，综合考核培优达标

在课后安排学生到校中厂观摩制图员岗位工作情况，感受企业对岗位技能的要求。教学过程中注重过程性评价，综合考虑学生的平台成绩、课堂问答、观察提问、作业评价以及课堂听课表现等，实现对学生多元化、全程化以及信息化的考核。

4 特色与成效

4.1 创设真实情境，提升学生学习兴趣

创设真实情境，让学生课后到校中厂进行观摩或岗位实践，在企业实践中锻炼学生的沟通交流和协作协调能力，以互助方式共同学习知识点、演练技能实操，完成工作任务，并记录实施全程，提高学生的职业能力。

以真实工作任务为载体，以学生为中心，“做中学、做中教”，由被动接受变为课前主动查阅收集资料、课中自主探究制定方案，及时与同学和教师沟通交流遇到的问题，激发学生的学习兴趣。

4.2 “课岗赛证”融通，综合育人，提升质量

分析面向的职业岗位（制图员）需求，对接1+X职业技能等级证书与机械零部件测量职业技能大赛，深入挖掘课程培养目标，对培养目标进行反向设计、正向实施，重构模块化教学内容，实现“课岗赛证”融通，达到综合育人的目的，提升教学质量。

将教学实施过程与岗位工作过程融为一体，通过小组讨论、共同探究、团队协作，较好地完成任务目标，增强沟通协调能力，进一步增强合作意识。参与真实项目“旋耕机减速器输出轴”测绘任务，真正做到将“学以致用，服务社会”的理想信念落到实处。通过三维仿真操作还原产品形状，有助于学生识读图样表达及技术要求等，实现教学目标。

4.3 环节层层递进，育训结合，德技并修

通过教师操作示范、项目考核、分项练习以及互评改进，打造“三步”教学模式，即：课前查资源做准备，课中演示操明步骤，课后观岗位知应用，将“教师演示、学生仿真/讨论、学生练习、评价总结”贯穿教学全过程，鼓励学生参与教学活动，使学生学而不厌，熟练掌握识读与绘制方法，提升规范操作意识和职业岗位技能。

在“课前、课中、课后”三阶段隐性融入“执行标准、精益求精、一丝不苟、工程规范”的工匠精神思政元素，通过学生实操、教师点评以及工匠示范等环节，筑牢学生心中“点亮思维，智绘未来——贯标融绘，精益求精”的理想信念，将职业技能与职业态度、情感融为一体，实现育训结合和德技并修。

5 结语

通过开展教学能力大赛推动“机械识图与绘制”课程教学改革，创新教学模式，落实立德树人的根本任务，同时在教学准备中丰富教学资源，特别是教学平台中增加可视化的短视频、动画或图片等资源，吸引学生观看。通过学习资源统计、课堂教学气氛与学期考核结果来看，学生主动学习的成效显著，课前预习与课后作业完成率较高，资源观看量明显增加。从期末考试成绩统计来看，优良率明显增高，不及格率呈个位数。学生对这种教学实施过程比较满意，学生评价满意率较高。

教学改革彻底、有效果，必须有支撑教学改革的软硬件条件和制度基础。首先，有一支熟悉课程标准、能够胜任教学改革的教师队伍，能够深入研究并吸收成为自己授课的标准行为，高质量完成教学实施过程。其次，要有满足课程实践相配套的硬件条件或虚拟现实（Virtual Reality，VR）资源，否则纯粹的教材与PPT无法吸引学生融入课堂。最后，学校要给予实施教学改革的教师一定标准化课时补贴或在原有课时基础上上浮一个系数。改革过程对教师来说比较辛苦，不仅要提升自身业务素质，还要有坚持的决心做下去，发现问题，不断完善，才能最终让学生受益，真正提高教学质量。