省级精品资源共享课程“工程图学”第二课堂教学体系的构建与实践

孙金风 赵大兴 李冬林

摘 要 针对当前大学生工程制图能力、创新与实践动手能力较差的现状，以具有创新意识的大学生为主体，采取先易后难、逐步推进、贯穿始终的原则，以室外展窗、开放实验室、实习工厂、课程网站等为实践平台和活动阵地，依托省级精品资源共享课程教学平台、全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛，进行“工程图学”第二课堂教学体系的构建与实践，成功实施后激发了大学生学习“工程图学”课程的主观能动性，提高其空间思维能力、工程实践表达能力与创新能力。

关键词 工程图学 第二课堂 教学体系

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2018.09.047

Abstract Aiming at the current situation of poor engineering drawing ability， innovation and practical ability of college students， students with innovative consciousness are the active subjects， it is to construct and practice the second classroom teaching system of engineering graphics， which is taken the principle of easy to difficult， progressive and penetrating. The outdoor exhibition window， open laboratory， internship factory， course website and so on are the practice platform and the activity position. It is relied on the provincial high-quality resources sharing course teaching platform， national college students advanced mapping technology and product information modeling innovation competition. After successful implementation， students are motivated to learn the subjective initiative of the course of engineering graphics， and improve their spatial thinking ability， engineering practice expression ability and innovation ability.

Keywords engineering graphics； the second classroom； teaching system

0 引言

《國家教育事业发展“十三五”规划》明确提出要“培养学生创新创业精神与能力，强化学生实践动手能力”，《湖北省教育事业发展“十三五”规划》要求“增强学生的创新精神，增强学生的实践能力”。可见，努力提高机械类大学生人才的空间思维能力、工程图样的阅读和绘制能力是工科院校践行教育改革、提高人才培养质量的当务之急。

“工程图学”课程是高等院校工科类等专业中理论和实践性都很强的一门专业基础课，工程图样的阅读和绘制能力是本课程培养的重点，它是工程人员表达设计与创新思想的语言，并为培养学生自学能力、分析问题和解决问题的能力打下坚实的基础。“工程图学”课程主要面向大一学生开设，学生对于专业知识了解甚少，且很多学生没有丰富的空间想象能力，加之学时较少，大学生工程制图能力、创新与实践动手能力普遍较差。这样，仅仅依靠传统的第一课堂的教学学时和活动空间已不能满足现代人才培养的需要，应结合现代工程实践的实际情况，借助湖北省精品资源共享课程“工程图学”这一省级教学平台，依托全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛，将“工程图学”的教学模式重新整合，打造相应的“工程图学”第二教学课堂，并对第一课堂教学进行有效补充和延伸，在丰富大学生课余学习空间的基础上，激发学生学习“工程图学”的主观能动性和创造性，达到提高大学生空间思维能力、工程实践表达能力与创新能力的目的。

1 第二课堂教学的作用

第二课堂活动是第一课堂活动的补充和延续，是高等工科教学教育必不可少的重要环节，也是培养创新创业和实践能力强的高素质应用型人才的重要途径，高等工科院校应将第二课堂教学活动纳入整个教学体系进行统筹规划。培养学生的创新与实践能力离不开良好的学习氛围和育人环境，更与学校的校训精神紧密相关。因此，高等工科院校应始坚持以培养大学生的创新与实践能力为重点，高度强化教学实践环节，提高大学生的实际动手能力和实践技能，实现从知识理论型向知识实践型的转变。高校应引导学生参加各类学科竞赛活动，选派相应的骨干教师，对进行创新实践的学生给予适当的经费支持和创新学分认定，以培养学生的创新毅力和责任心。第二课堂活动应注意课内与课外相结合，理论与实践相结合，构建相应的实践平台和活动阵地。

2 第二课堂教学体系的构建

“工程图学”第二课堂教学体系的构建，应该实现“工程图学”基础课和专业课之间的近距离和全过程接触，找到启迪大学生创新思维的支撑点，为学生实践动手性、创新主动性、工作前瞻性做好基础准备工作。近年来，课题组成员依托湖北省精品资源共享课程省级教学平台、全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛不断践行“工程图学”第二课堂教学活动，构建的“工程图学”第二课堂教学体系如下。

2.1 建立吸纳学生的长效机制

空间想象能力、工程图样表达能力和创新能力是机械类人才适应现代社会与发展最基本和最重要的能力，第二课堂的开发与建设要以具有创新意识的学生为主体，因此有必要建立相应的长效机制。学校积极鼓励大学生参加各种第二课堂活动，制定了一定的奖励办法，并要求学生在毕业之前必须完成一定的创新学分，而创新学分的完成主要依赖于第二课堂活动。相应激励机制的建立为“工程图学”第二课堂教学的开展输送了大量具有创新精神的大学生。

2.2 打造“双师型”教研团队

处于教学一线具有实际工作背景的教师和高学历中青年教师为课题组成员是保证第二课堂教学正常开展的重要前提，骨干教师应具备很好的理论知识并具有理实融合的能力，才能有效地做好第二课堂活动方案的“顶层设计”，有针对性地进行教学内容、教学方法的改革。学校应该对于热心从事教学的的骨干教师进行有针对性的培养，比如在学科竞赛过程中推行老带新政策，教师全程参与第二课堂活动的设计、方案制定、作品制作及其调试等关键环节；对于从事第二课堂活动的教师奖励一定的教学工作量，在学校教研项目中，设置专门的研究课题；构建全方位的教学活动评价体系，教师在第二课堂活动中取得的业绩纳入相应的考核内容，并在学校评优及其职称评审中予以优先考虑。

2.3 建设第二课堂实践平台和活动阵地

第二课堂教学的开展有别于第一课堂，它并不局限于传统的教室来进行。将建构主义教育理论引入“工程图学”第二课堂教学环节，研究并制作了工程图学交互式看图实践室外展窗。通过三棱柱变屏、灯箱变换和发光二极管显示等多种形式，将多媒体课件中的重点教学内容和交互性强的知识点移植到室外展窗中，建立全天候开放的交互看图实践园地，以利于学生运用立体化的教学资源主动学习。交互式看图实践展窗包括绪论、投影基础、基本几何体视图、组合体视图、机件的表示法、零部件模型库和看图能力测试等多个单元）。根据各种看图练习的目标类型，结合学习思维过程，将题目、答案、模型分为可见内容和由学生点按交互按钮才可见的两种情况，展窗激发了学生兴趣与主动思维，图物对照将形体视图和实体模型对照展示，培养学生图与物的空间转换和思辨能力，产生了较好的教学效果。

除了积极建设室外展窗外，我们还努力完善零部件测绘开放实验室、实习工厂、课程网站等实践平台和活动阵地。“工程图学”课程教学中所涉及到的立体模型、实物、各种工程实践中的图纸、测绘用的机械设备等都可以放入零部件测绘开放实验室供学生课余时间进行观摩学习和思考，是学生模仿后开展创新设计的重要源泉；学校的实习工厂也是学生进行工程实践、训练动手能力重要的场所；“工程图学”课程网站更是为学生自学制图理论知识提供了便利。

2.4 鼓励学生参加全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛

全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛是国内图学类课程最高级别的“国家级”赛事。大赛由教育部高等学校工程图学教学指导委员会、中国图学学会制图技术专业委员会、中国图学学会产品信息建模专业委员会主办，大赛涵盖机械、建筑、水利和道桥四个类别，自2008年至今已连续成功举办多届，旨在为高等学校图学教育者提供一个互相学习、交流的机会，共同探索成图理论和技术发展的方向，研究先进成图技术的手段，为展示大学生成图理论技术水平和创新能力提供科学的平台，为吸引鼓励优秀人才的脱颖而出创造条件。

依托全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛，可以有效启迪学生的创新思维，锻炼学生的创新能力，并最终体现出学生的工程制图表达能力，是“工程图学”课程第二课堂教学体系中重要的组成部分和活动方式。学生参與各种赛事需要学校、学院等有关部门通力合作，积极给予支持，相应的协调和奖励机制需要形成制度化。

3 第二课堂教学体系的实践

3.1 实践方案

第一，以“工程图学”第一课堂为基础，将成图大赛理念和重要知识内容融入到课内教学，并组建以高年级学生带动低年级学生的教研团队，吸纳具有创新意识的学生加入，共同携手开展第二课堂教学。第二，以省级精品资源共享课程教学平台和全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛为依托带领学生们积极开展各种竞赛和科研活动，在丰富大学生学习生活的基础上充分调动学生求知的积极性，鼓励学生进行创新思维与工程实践，并最终用工程图表达设计和创新思想。第三，采取先易后难、逐步推进、贯穿始终的原则来开展第二课堂教学活动；对于低年级学生可以鼓励多观摩室外展窗、多访问课程网站，然后再到学校开放实验室、实习工厂去学习和实践，逐步推进学生的思维向深入发展；第二课堂活动的开展要贯穿“工程图学”课程学习始终、贯穿各类大赛始终、贯穿四年学习始终。

3.2 实践效果

近五年来，为努力提高本科教学质量，作为学校本科教学质量的监控措施之一，学校教务处聘请教学专家督导组（包括2名省级教学名师和13名知名教授）每年对全校所属的省级精品资源共享课程进行随堂听课、课后随机走访并评价，督导组对“工程图学”课内外的教学质量及其效果给予了高度评价。机械专业的后续专业课教师一致认为，近五年学生的绘图能力有了明显改善，尤其是贯彻执行国家标准意识、徒手绘图能力、构型设计能力等与以前的学生相比都有了很大提高。

经过课题组成员的努力实践，积极开展“工程图学”第二课堂教学活动，在培养学生创新与实践能力的发展之路上取得了较为丰硕的成果。2017年指导学生在第十届“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获得机械类团体二等奖1项、个人全能一等奖3项、建模一等奖1项、建模二等奖3项、尺规二等奖1项。同时本次机械类团体竞赛首次引入3D打印项目，在竞赛现场由参赛团队指定团队其中的2人实时制作完成，要在4小时之内完成零件建模、装配、3D打印及其后处理；280所高校派出团体选手参加机械类3D打印项目的争夺，竞赛现场异常激烈，我校机械选手不畏强手，最后勇夺前8名（其中一等奖1名、二等奖2名、三等奖5名），这8所团队由北京太尔时代科技有限公司现场奖励价值近万元的3D打印机。这些成绩在为学校赢得荣誉的同时，也激发了广大学生学习“工程图学”课程的主观能动性，锻炼了学生的创新能力和工程实践能力。

3.3 存在的问题

良好有序的第二课堂教学活动，可为学生创新思维能力和工程实践能力的培养提供广阔的舞台。但课题组成员在开展“工程图学”第二课堂教学活动中也深刻体会到存在不少问题：一是学校相关教学部门没有足够重视第二课堂教学，没有将第二课堂活动提升到与第一课堂教学同等重要的地位，更别说设立专门的部门进行有效管理；二是老师的积极性不高，很多第二课堂教学活动与老师的工资待遇及职称晋升关联度较小，目前有的第二课堂教学活动处于师生自发状态；三是缺乏经费保障，虽然学校设立了大学生课外科技活动基金，但对于机械类工科的课题而言，那只是杯水车薪，特别是涉及到参赛项目外而又比较好的作品，往往因为没有经费而无法继续进行；四是固定活动场地缺乏、学生参与面不够广，没有固定的办公室和活动场所，导致第二课堂教学活动不能吸纳更多的学生参与。

4 结束语

依托湖北省精品资源共享课程省级教学平台和全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛，本课题组构建了完善的“工程图学”第二课堂教学体系，成功实践后，学生学习“工程图学”课程的主观能动性得到了较大提升，空间思维能力、工程实践表达能力与创新能力也在潜移默化中获得了训练和提高，同时，学生的个性也得到了促进和彰显。但能否将这一教学体系长期持久地实践下去，还需要学校各级领导和广大师生共同努力，并加以新的探索和研究，这样才能在培养学生综合素质上获得更大的成果。

参考文献

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