应用型本科高校教学新模式的研究与实践

丁乔　韩丽艳　孙轶红　仵亚红　李茂盛

［摘 要］为切实提高应用型高校工程图学课程质量，秉承“以学生为中心，以成果为导向，持续改进，思政贯通”的教学理念，贯彻“紧跟时代发展，资源建设与模式改革同行，能力与素质培养并重”的改革思路，课题组构建了强化空间想象力和图学应用及工程素养渐进提高的“2+X”课程体系，创建了“互联网+黄金分割”课堂时间、课内与课外贯通、课程与思政同行互融的教学模式，实施了创新的考核方案，实现了“价值引领常态化、知识传授系统化、能力训练长效化和素质培养高阶化”的课程目标。此次改革在教学内容、教学方法、教学模式等方面取得了突出成绩。

［关键词］工程图学；教学模式；课程体系；教学方法；考核方案

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）15-0068-04

培养人才是大学的第一使命，是大学的根和本。无论是构建世界百年未有之大变局下的新发展格局，还是新一轮科技革命和产业革命引发的深刻变革，都对高校人才培养提出了新要求[1]。工程教育在我国高等教育中一直占据举足轻重的地位[2]。党的十八大以来，我国高等教育界先后实施了两轮卓越工程师教育培养计划，并以新工科建设驱动高等工程教育改革与发展。

工程图学是一门以图形为研究对象，用画图来表达设计思想的科学，工程图学课程是高校工科学生职业素质培养的第一门课程，是学生掌握专业知识技能和进行科学逻辑思维训练的必修课程。该课程注重培养学生的空間思维、构型设计和绘图表达能力，为后续课程的学习奠定重要的“语言”基础，对培养学生遵守工程规范起到重要作用。因此，工程图学课程教学在新形势下担负了重要的人才培养任务，迫切需要在课程体系、教学方法和教学模式等方面进行变革与创新，利用信息化技术进行课程建设与应用，以适应信息化社会的发展和当代学生获取知识与信息的需要。

一、课程面临的挑战与问题

（一）部分学生的好奇心、兴趣、潜力未得到有效激发，学习内驱力有待提高

当前，还有部分高校教师沿用传统的、以知识传授为主的教育模式，学生使用同样的教材、被动地按照同样的进度学习。这样的教学方式以教师为主导进行“满堂灌”，学生被动学习，参与度不高，教师按照工厂化流水线生产模式培养人才，导致学生的好奇心、兴趣、潜力未得以有效激发。

（二）部分学生难以适应“以学生为中心”的学习模式，自主学习能力有待培养

尽管一些教师的教学理念与时俱进，但由于教学设计能力不强，部分学生的主动学习能力及持续性不足，难以适应“以学生为中心”的学习模式。

（三）多元思维能力尚欠缺，创新意识的引导有待强化

多元思维也就是“空间思维”，是指跳出点、线、面的限制，能从上下左右、四面八方去思考问题的思维方式，也就是要“立起来思考”。当前、应用型本科院校学生大多存在图与形思维转换困难、图学知识应用能力较差、后续课程对解决工程问题能力提升的支撑力度不足等问题。

工程图学因与图的“数字”化天然关联、是创新的源泉载体而确定了其工科基础课的课程地位。工程图学课程教学既要达到“金课”所要求的“高阶性、创新性、挑战度”，又要解决课程面临的问题，强化学生的创新意识，为学生的职业发展奠定基础。

二、课程建设的改革与实践

基于地方高校高素质应用型人才培养目标和中国工程教育专业认证标准，在教育部产学合作协同育人项目“《机械制图》智能云课程建设”和北京市教委“基于‘云教材数字资源建设及‘互联网+黄金分割教学模式的实践探索”等教改课题以及机械制图北京市优质课程重点项目建设基础上，以学生的“学”和“发展”为中心，反向设计课程目标，从教学内容、教学模式、教学方法、考核方式等方面进行了改革与实践。

（一）精准定位教学“双目标”，构建工程图学“2+X”课程体系

从工程教育专业认证的角度来看，学校的办学定位决定了专业的培养目标，专业的培养目标决定了毕业要求，毕业要求决定了课程目标 [3]。北京石油化工学院是一所具有鲜明工程实践特色的地方应用型高校，一直秉承“崇尚实践、知行并重”的教育理念，提出打造“首善之区工程师摇篮”、培养高素质应用型人才的办学目标。相应的，学校机械类专业的培养目标为：培养能够综合运用机械工程及相关学科理论和专业知识，在机械工程及其相关领域从事开发设计、生产制造、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的应用型工程技术人才，使其具备良好的人文素养、职业道德和社会责任感，具有一定创新意识和较强工程实践能力、良好的人际交往及合作能力。课题组对照布鲁姆教育目标分类系统[4]，结合专业毕业达成指标要求和工程图学课程特点，设计了教学“双目标”。知识和能力教学目标为：培养学生做到“形—图—形”的正确转换，能够读懂机械图样并绘制出符合国标要求的图样，具有图形思维能力、工程表达能力和创意构型能力。同时，设计了思政教学目标，分为初级目标和高级目标。初级目标是在教与学的过程中，有意识地培养学生具有规范规矩意识、严谨细致的科学精神和一丝不苟的工作作风；高级目标是培养学生能够运用唯物辩证法的观点分析问题和解决问题，增强社会责任感，具有家国情怀和使命担当。课程教学“双目标”同向同行、相互交融。

在此基础上，建设必修的理论知识和实践技能两类课程，任选其中课程形成（X）制图进阶课或竞赛、科研项目、“绘图会友”社团、技能认证等递进式“2+X”课程体系，如图1所示。制图学习由大一延续到大三，教师对学有余力的学生进行深度培养。理论教学部分安排在大一，为学生必修内容。实践环节部分安排在大一和大二，为学生必修内容，工科各个专业根据培养方案为学生提供难度不同的实践项目，包括个人独立实践、小组协作实践，培养学生的动手能力、工匠精神和团队合作精神，同时锻炼其图学思维、创意实现能力。学业挑战部分是以兴趣为导向，以能力提升、素养提高、视野开阔为目标而设置的，是从大一贯穿到大三的选修内容，任课教师以赛促学、以赛促研、以赛促教，提高课程挑战度，教学效果显著。“绘图会友”社团是依托于工程图学教研室建立的学生组织，开展了构型设计、3D打印、竞赛培训等活动，以满足个人独特的学习兴趣和不同层次的学习需求，同时让高年级学生为低年级学生答疑解惑。教师的科研队伍吸纳对科研感兴趣的本科学生参与科学研究，以提高学生运用图学和其他相关学科知识综合解决工程问题的能力。工程图学“2+X”课程体系解决了制图课程与后续课程的有序衔接问题，保证了价值引领常态化、知识传授系统化、能力训练长效化和素质培养高阶化。

（二）基于因材施教和聚焦产出的理念，创建“三位一体”教学模式

笔者在深入分析总结传统课堂和新兴课堂优缺点的基础上[5]，进行了多年的教学改革实践，发现：对于应用型本科高校大一学生，尤其是不具有前修知识储备的新生来讲，完全的“翻转教学”效果不尽如人意。因此，为取得更好的教学效果，笔者开展了“互联网+黄金分割”课堂时间教学，同时开展了课内与课外贯通的实践教学、课程與思政同行互融的教学。

1.“互联网+黄金分割”课堂时间教学模式

对课堂时间进行黄金比例分割，即课中约三分之一的时间用于在云班课平台上开展“翻转课堂”教学，约三分之二的时间用于教师精讲。教师每次课前都在云班课里推送本次课的课件和慕课链接，发布自主学习内容，着力培养学生的自主学习能力。教师课中用约三分之一的时间借助云班课平台开展“以学生为中心”的教学，通过同伴互教、展示讨论、分题制以及做中学、线上小测试等活动，激发学生的学习兴趣，提高学生的课堂参与度。教师用约三分之二的时间利用传统的木模、三维造型和3D打印等现代技术讲授教学中的重点、难点，并引入工程案例激发学生的求知欲。学生课后依据云班课平台大数据反馈查漏补缺，以固化知识、拓展能力。

2.课内与课外贯通的实践教学模式

建设制图手工工作坊，搭建学生多维发展的平台。按照学生的认知能力和个性化需求将实践教学划分为课内基础实践模块和课外能力提升模块，在大一到大三分阶段分层次在课内与课外同时实践。指导学生自主拼接“拆分式组合体和轴类零件实训教学模型”及“榫卯”等构件，将传统文化引入课内外实践教学活动中，增强学生内驱力，提高学生动手能力和创新意识。

3.课程与思政同行互融的教学模式

大一阶段是学生形成世界观、人生观、价值观，培养学习生活好习惯，引导其热爱专业和国家，具有使命担当、大情怀的关键时期。积极推进课程思政建设，深化立德树人成效，基于课程特点将工程师的基本素质与唯物辩证法的科学思维及大国工匠精神深度融合，结合社会热点，精心设计“拆、画孔明锁”“识榫卯”“冬奥”等教学活动，从中培养学生严谨细致的工作作风，也让学生了解了中国传统文化的博大精深，进而增强文化自信、民族自豪感。

（三）成立跨学校教师团队，共建共享课程资源

为加强教学研究，打造教师教学发展共同体，提升教育教学能力，课题组组建了北京石油化工学院跨校教学团队，实施跨校上课，综合校际教学思想，设计与应用型院校学生认知习惯相符合的教学方式：以“基本体”为切入点，将“轴测图”和“换面法”知识点分散到与其相关联的教学内容中。基于新的教学内容框架，跨校教学团队共同出版了云教材及配套的慕课、课件，融入工程中、生活中的案例和思政元素，扩充了线上题库等，为应用型本科高校师生提供与教学目标相匹配的线上资源，保障混合式教学有效开展，为学生终身学习打下了坚实基础。

（四）根据课程目标创新考核方式，实现“促学+助学+督学”的考核目的

聚焦课程目标，按照过程评价与结果评价相结合、评价主体与评价指标多元化、评价内容与评价方式全面化的原则[6]，细化各环节评价标准，设计包含思政考查点的过程性多元化评价方案。将工程素养和思政表现纳入知识能力考核中，加大力度考核实践项目作品的规范性、严谨性以及学习态度等。评价主体由教师考核学生变成教师和学生共同参与，期末试卷由学生分组出题，教师检查、修改，最后由课程负责人组卷。评价方式有学生自评、生生互评、教师评阅。在计算机绘图实践环节引入第三方机构认证考核，建立注重评价与反馈的课程持续改进机制，通过QQ、微信和云班课平台大数据过程跟踪、即时反馈功能，了解教学效果，及时调整教与学的策略。这种全过程多元化的评价方案可实现“促学+助学+督学”的目的。

三、课程建设的创新与成果

（一）教学模式创新：配比课堂时间，理论、实践、思政互融，培养学习习惯和工匠精神

根据因材施教和聚焦产出理念，构建“三位一体”教学新模式，可有效激发学生学习兴趣，养成自主学习习惯，提升工程素养、规范意识与团队精神。

（二）课程体系创新：打破章节边界，设置制图系列递进课程，提高图学思维和应用能力

紧扣应用型本科院校人才培养目标，重构以“基本体”为切入点，“轴测图”和“换面法”知识点为主的教学内容，构建满足不同学生需求的“2+X”课程体系。注重学生思考和动手实践，形成了“工程素养—工程认知—工程实践”相衔接的课程链。

（三）考核方案创新：依托大数据反馈，引入第三方机构评价，实现过程激励与实时督促

以实现学生的能力达成为目标，制订贯穿教学全过程，由教师、学生、第三方机构共同参与的多元化考核方案，以落实过程监控和质量评价，加强互动和即时反馈，切实提高应用型本科院校学生学习的主动性和持续性，促进学生综合能力提升、全方位发展。

北京石油化工学院工程图学课程秉承“以学生为中心，以成果为导向，持续改进，思政贯通”的教学理念，贯彻“紧跟时代发展，资源建设与模式改革同行，能力与素质培养并重”的改革思路，进行了多年的课程建设，取得了显著成果。2019年机械制图课程被评为北京市高等学校优质本科课程（重点）；2020年《工程制图》（云教材）被评为北京市高等学校优质本科教材课件；2021年机械制图课程被评为北京市高校课程思政示范课程； 2022年“以教学内容重构为抓手，工科应用型高校‘工程图学课程改革与实践”获北京市高等教育教学成果二等奖。这些课程建设成果对各高校提高学生的自主学习能力、创新意识、运用知识解决问题的能力等具有较好的借鉴和辐射作用。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 施佳欢，蔡颖蔚，郑昱. 一流本科课程建设的实践路径：以南京大学优质课程建设为例[J].中国大学教学，2021（4）：49-53.

[2] 周绪红，陈朝晖，李正良.工程学科在线开放课程体系建设的探索与创新[J].中国大学教学，2021（8）：16-20.

[3］ 李宁. 筑好计算机专业的第一级台阶：谈计算机导论课程教学[J].中国大学教学，2021（9）：37-41.

[4］ 丁乔，张孟玫，李茂盛，等. 以学生为中心的机械制图混合式教学模式研究与实践[J]. 图学学报， 2018，39（2）：362-366.

[5] 黄治同，纪越峰，尹长川. 面向电子信息类创新人才培养的一流本科课程建设探索与实践[J]. 中国大学教学， 2021（10）：43-48.

[6］ 李海东，吴昊. 基于全过程的混合式教学质量评价体系研究：以国家级线上线下混合式一流课程为例[J].中国大学教学，2021（5）：65-71.

［责任编辑：钟 岚］