一流课程建设背景下“机械制图”课程线上线下混合式教学改革与实践

摘 要：“机械制图”是机械类专业学生最早学习的一门专业基础课，旨在使学生掌握机械设计表达的制图知识和绘图技能。当前，“机械制图”课程教学存在课程内容固化、教学方法陈旧、实践环节薄弱、考核方式单一等问题。文章基于一流课程建设背景，从课程体系建设、思政元素融入、信息化技术应用、教学方法创新和考核模式改革等方面提出具体的改革措施和实施路径。在教学过程中，以“机械制图”课程目标为中心，采用“一讲、两线、三练”的模式进行线上线下混合式教学。实践证明，通过教学改革，学生的学习兴趣和积极性明显提高，教学效果大幅提升，促进了“机械制图”课程教学质量的提高。

关键词：一流课程建设;“机械制图”课程;信息化技术应用;线上线下混合式教学

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2024）10-0060-04

一、引言

随着“一带一路”“中国制造2025”“互联网+”等重大战略的实施，我国智能装备已进入了转型升级的关键时期，新一轮科技和产业革命对我国高等教育提出了更高要求和挑战，新工科建设为高等教育主动应对产业变革和工程应用人才的培养指明了方向[1]。2019年1月，全国教育工作会议提出，加快发展新工科、新医科、新农科、新文科，狠抓本科教学秩序整顿，打造“金课”，实施卓越研究生教育攻坚行动，培养适应和引领未来发展的卓越人才[2]。同年10月，教育部印发的《关于一流本科课程建设的实施意见》提出，全面开展一流本科课程建设，树立课程建设新理念，推进课程改革创新，夯实基层教学组织，提高教师教学能力[3]。因此，无论是科技产业发展还是新工科建设，都对课程建设和改革提出了新的要求。

“机械制图”作为机械专业生产交流的“语言”，是机械类专业学生最早学习的一门专业基础课，在专业课程体系中起着先导性作用[4]，其是实际工程领域表达和交流技术思想的工具，是培养工匠精神的着力点[5]，旨在使学生养成认真贯彻国家制图标准的职业素养和规范作图的严谨细致工作作风。近年来，互联网技术发展迅速，线上学习平台不断优化，教学资源日益丰富，为新时代教学模式的改革提供了新的思路和方法，尤其在新冠肺炎疫情之后，“线上+线下”融合的课堂逐渐成为教育教学的

大趋势。文章基于一流课程建设，改革“机械制图”课程教学方法，充分发挥信息化教学的优势，深入挖掘思政元素，开展线上线下混合式教学探索与实践，以期把课程建设成为具有高阶性、创新性和挑战度的一流课程。

二、“机械制图”课程建设现状和存在的问题

（一）课程模式固化、实践环节薄弱，以教师为主体的“满堂灌”

在当前“机械制图”课程的教学过程中，教师借助多媒体、教学模型和三维动画向学生讲授点、线、面、体等结构。对于没有专业基础的大一新生来说，很多知识点比较抽象，特别是内部结构复杂的零件，学生难以想象出立体的空间几何形状。由于教学内容多、实践性强，教师不能很好地平衡知识点教授和尺规绘图在学时上的分配，因此，要想在有限的课堂时间内完成教学内容和制图练习，则基本以教师讲授为主，学生被动接受，由此导致学生绘图频次不够。这种“满堂灌”的方式，不利于学生空间想象能力的提升，且缺乏趣味性，难以激发学生学习的自主性，难以做到理论与实践的兼顾统一[6]。

（二）思政教学方法陈旧、目标定位不清，思政元素“硬融入”

经调研同类型高校“机械制图”课程发现，一部分教师认为思想政治教育是思政课程的事情，与“机械制图”课程没有太大关系，导致课程目标中缺少思政教学目标;另一部分教师将课程思政简单理解为“制图知识+思政

元素”，在课程教学中挑选几节课讲授思政知识即可，将思政元素“硬融入”课程中。还有一部分教师在讲授平面或立体图形绘制的方法和步骤时还停留在案例教学、榜样教学层面，没有融入“互联网+”“智慧+”等教学手段中的短视频、纪录片和虚拟教学等新型载体，以强化学生对科技强国、实业兴国、产业报国的认知[7]，课程思政无法达到“如春在花、如盐化水”的效果。

（三）课程内容重几何解题、轻形体构思，学生工程应用能力弱、创新能力不足“机械制图”课程以培养学生图解和图示空间几何问

三、一流课程建设背景下“机械制图”课程改革实施路径探索

基于一流课程建设，文章将课堂教学与实践教学相结合，教学过程采用以学生学习成果为导向的教学方式，教学活动以学生为主体，采用“一讲、两线、三练”的模式进行线上线下混合式教学，同时，课程内容体现“两性一度”的内涵，使“机械制图”课程的教学更符合新工科发展理念，重点培养学生提出、分析、解决机械工程问题的能力和素养，进而训练学生的工程思维并培养其创新能力。

（一）坚持学习成果导向教学方式

以学习成果为导向的教学目标强调理论学习，教学内容、教学环节设置和教学活动组织都要围绕学生学习成果来设计和实施[9-10]，做到协同递进。“机械制图”课程除了教授学生掌握尺规绘图的方法和步骤外，还通过二维平面绘图和三维实体建模扩充课程内容。对于初次接触“机械制图”课程的大一新生而言，其有较浓厚的学习兴趣，更容易接受教师将点、线、面、体及零件以三维动画的方式呈现，以及结合投影动画、剖切视频等多种形式充实教学内容。教师通过尺规绘图、CAD绘图和三维建模来设计教学环节和组织教学活动，以此培养和训练学生的空间想象能力及平面图形与空间立体相互转换的思维，提高学生学习“机械制图”课程的效果，使图样的绘制更加快捷、直观与准确，并在教学活动中潜移默化地引导学

题的能力为教学目标，但多数教师将授课重点放在图解空间几何问题上，而形体构思的思路和方法往往被忽略，这不利于学生创新能力的培养。随着计算机技术的发展，越来越多的企业更注重人才的构型能力[8]，同时，越来越多的机械类大学生学科竞赛更注重学生在工程实际应用上的创新设计，而目前的教学目标与工程实际脱节。

（四）线上教学缺乏实时督促和在线检查功能，无法提升互动效果

当前，线上线下混合式教学不断发展，线上课程资源丰富、形式灵活、不受空间限制等特点深受教师和学生的喜爱。但运用信息化技术开展多形式的课堂教学和课程考核时，线上教学不便于学生在线制图，因此，给线上考核带来了不小的难度。此外，线上教学还不便于教师实时督促和在线检查，存在缺乏师生实时互动的缺点也为“机械制图”课程线上教学的开展带来不小的挑战。

综上所述，“机械制图”课程的传统教学痛点在于不利于课程体系建设、实践平台搭建、教学方法创新、考核机制完善（图1）。因此，基于一流课程建设背景下的“机械制图”课程改革势在必行。

生掌握CAD和三维软件的使用方法，最终实现“机械制图”与“CAD绘图”“三维实体建模”课程互融的教学目标。

（二）以学生为中心的“一讲、两线、三练”

由于线上教学不能完全代替线下师生面对面沟通交流，因此，线上教学可作为线下教学的扩充和拓展。“机械制图”课程基于“以学生为主体、教师为主导”线上线下混合式教学模式，采用“一讲、两线、三练”的教学设计思路。“一讲”是线下课堂精讲;“两线”是线上资源学G57OqfFdo0A0wn16LTNPWQ==习和预习测，线下课堂精讲、随堂练习和课堂互动;“三练”是预习测、课堂巩固练习和课后作业。在开展线下教学的过程中，教师根据课前预习情况和线上预习测的成绩，在线下课堂重点讲授相关知识点，构建结合预习测和课堂巩固练习情况的因“课”制宜课堂。同时，师生之间、生生之间在课堂上针对共性和个性问题进行面对面交流讨论，可采用小组讨论法、团队合作法、同伴学习法、师生互动法等多种形式，加强师生之间、生生之间的互动交流。

（三）“两性一度”标准下的课程内容重构

“机械制图”课程内容既要体现“两性一度”的内涵，又要体现其科学性、创新性、多样性等特点。创新性体现在将课程学习内容分为线上和线下模块，线上模块包含前测、教学视频、后测等，线下模块包含知识讲练、课堂互动、随堂练习等，可根据学生实际情况进行自由组合;高阶性体现在将机械制图知识点与二维或三维绘图软件操作知识点融合，达到二维或三维绘图软件辅助绘图的目的，课程重构内容如表1所示;挑战度体现在教学内容由浅入深地将理论学习内容归纳总结，将机械制图知识和作图方法作为课程教学的基础，引导学生自主学习二维或三维绘图软件并作为尺规绘图的扩展，而课程培养的识图和绘图能力为学生后期学习绘图软件提供助力，两者相互促进，互为补充。

（四）“机械制图+课程思政”结合育人

建立思政元素资源库，针对章节内容导入思政内容（图2）。例如，在讲授绪论时，以北宋苏颂所著的《新仪象法要》、明代宋应星所著的《天工开物》、中国工程图学学会创始人赵学田教授所著的《机械工人速成看图》等为例，向学生介绍我国工程图学的发展历程和现状，增强学生的民族自豪感。在讲授平面图形和三视图的绘制时，以“港珠澳大桥的建设”为例，强调追求卓越的匠心品质。在讲授螺纹连接画法时，以雷锋的“螺丝钉”精神为例，强调剖开表象看本质。在讲解课后作业时，鼓励学生独立完成，使学生明白“一分耕耘一分收获”的道理。在课堂教学中，引入企业工程案例，通过作图过程和步骤向学生展示机械图样的规范性、严谨性，培养学生严谨细致的工作作风和认真负责的工作态度，让思政内容“润物细无声”渗入学生的学习中。

（五）建立多维度成绩考核方式

科学系统的课程考核是一流本科课程教学实施过程中不可或缺的环节。文章坚持以学生为中心、产出为导向、持续改进为目标，建立基于过程管理的“1+N”“机械制图”课程考核机制，课程考核评价体系如表2所示。该考核机制打破传统的试卷分数为主、平时成绩为辅的考核方式，将过程考核纳入平时成绩，“1”为期末考试，“N”则由考勤、前测、随堂练习、课后作业、课堂互动（投票、抢答、讨论、例题讲解等）、实践活动课成果（构型设计等）等组成，充分发挥考核评价指挥棒的作用，引导学生主动学习，加强过程学习，提高学生参与课堂互动的积极性，全面评定学生学习效果。

四、“机械制图”课程教学改革效果分析

“机械制图”课程线上线下混合式教学自实施以来，教学效果良好，既有教的创新性，也有学的高阶性，学生成绩有了很大提高，自主学习能力不断提升，实现了教学相长。以湖北大学知行学院机械与自动化学院2019级、2020级、2021级和2022级机械设计制造及其自动化专业和机械电子工程专业为教学试点，此次教学改革应用成效如下。

（一）探索“机械制图+信息化教学”融合新思路，激发学生自主学习内驱力

课程按照图3所示的融合思路，经过4年的探索和实践，实现了从封闭课堂向开放式课堂、传统课堂向信息化课堂、灌输课堂向自主性课堂、知识课堂向创新性课堂的转变。在教学实践过程中充分利用现代化信息技术，调动活跃度不高、参与感不强的学生自主学习的积极性，师生互动性较高，课堂气氛较好，寓教于乐，提升了教学质量。

（二）建立“机械制图+课程思政”两位一体教学模式，深化特色思政建设

遵循“机械制图”课程自身特点，根据教学内容，深挖课程蕴含的思政元素，建立思政元素资源库，通过展示我国先进的加工技术，增强学生的文化自信，并在日常学习中灌输质量标准概念，培养学生的规则意识和精益求精的工匠精神。

（三）倡导“机械制图+学科竞赛”协同发展，学生综合素养全面提升

“机械制图”课程线上线下混合式教学将知识、工具、竞赛、工程实际融为一体。机械与自动化学院学生在国家级和省级全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛中获奖数量和质量逐年提高，其中，获奖学生中大一学生的占比逐年提高，达到了以赛促教、以赛促学、课赛相长的效果。

五、结束语

一流课程建设背景下，“机械制图”课程线上线下混

合式教学改革与实践是适应新工科建设再深化、再拓展和再突破而做出的课程改革举措。通过推进课程改革创新，重新搭建了适合人才培养要求的课程体系;通过对教学方法的改革，以学生为中心，提升了学生自主学习的能力;通过对考核内容和形式进行改革，强化过程管理，提高了学生参与课堂互动的积极性;通过课程思政深度融合，培养学生严谨细致的工作作风和认真负责的工作态度，弘扬大国工匠精神。“机械制图”课程线上线下混合式教学改革，实现了学生制图有进步、学习有提升、竞赛有成绩、发展有潜力的目标，极大促进了课程教学质量的提升，为一流课程建设奠定坚实基础，对于深化应用型本科教学改革和培养高素质应用型卓越人才具有十分重要的意义。

参考文献：

[1] 侯国安，王立军，李红艳.新工科与工程教育认证背景下“机械制图”课程教学改革[J].黑龙江教育（理论与实践），2023，77（11）：24.

[2] 陈宝生.落实落实再落实：在2019年全国教育工作会议上的讲话[EB/OL].（2019-01-18）[2023-12-08].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/moe_176/201901/t20190129_368518.htm.

[3] 教育部关于一流本科课程建设的实施意见：教高〔2019〕8号[A/OL].（2019-10-30）[2023-12-08]. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201910/t20191031_406269.html.

[4] 石莹，高敏.融合与内化：高职院校“机械制图与CAD”课程思政路径[J].南方农机，2023（21）：191.

[5] 戴映红，郑雪梅.工匠精神融入高职机械制图教学的实践与研究[J].林区教学，2023（8）：47.

[6] 黄永贵，梁国星，赵建.一流课程建设背景下机械制图教学改革与实践[J].高教学刊，2023（22）：137-140.

[7] 茹煜，李建华，周宏平，等.机械工程专业导论课程思政探索与实践[J].高教学刊，2023（35）：26-30.

[8] 高菲，王丹虹，王雪飞.基于“慕课+翻转课堂”的工程制图混合式教学模式实践与研究[J].黑龙江教育（理论与实践），2023，77（2）：45.

[9] 莫春柳，李冰，陈和恩.以能力达成为导向的“画法几何与机械制图”课程设计[J].教育教学论坛，2020（33）：266.

[10] 陈璐.新工科背景下基于OBE理念的工程制图教学改革研究[J].中国教育技术装备，2020（9）：83.

作者简介：李静，女，副教授，研究方向为智能装备、机器人技术;邢宏根，男，副教授，研究方向为计算机软件开发;张艳红，女，高级工程师，研究方向为智能设计、CAD/CAE。

基金项目：2023年教育部高校学生司第二期供需对接就业育人项目“基于生态链理论的应用型本科院校就业基地建设研究”（20230109287）;2022年教育部高校学生司关于公布第一期供需对接就业育人项目“基于‘产教融合共同体’思维构建新工科专业就业育人模式建设与研究”（20220103995）;2022年湖北省高等学校省级教学研究项目“新工科背景下应用型卓越人才‘校企联培制’的培养模式探究”（2022527）