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图学课程教学改革与实践分析

摘要:图学是研究绘制和阅读工程图样的一门技术基础课程,该课程对提高学员的空间想象能力和形象思维能力、增强工程图的表达与认知技能具有重要作用。为了有效调动学员的学习兴趣,激发学习潜能,强化学员对工程信息的图形化表达与认知能力,课程教学团队注重更新教学思想、教学理念,不断引入先进的教学方法和手段,利用国家级中国大学MOOC平台,建设专有SPOC“工程图学”课程。实践结果表明,学员的读图综合应用能力和空间思维能力大为增强,学习积极性和主动性也得到进一步提高。

关键词:图学;教学改革;教学效果

一、概述

“工程图”被誉为“工程界语言”。图学课程是研究绘制和阅读工程图样的一门技术基础课程,也是探讨用工程图表达工程产品与结构的课程。它依托机械工程实践,培养学员绘制、阅读工程图的基本技能,强化工程信息的图形化表达与交流能力,对提高学员的形象思维与空间分析能力、增强工程图的表达与认知技能具有重要作用。该课程是学员进入大学的“工程技术第一课”,不仅影响后续课程及毕业设计等环节,也关乎学员的岗位任职能力。对初学者来说,要学好“工程制图”课程,必须具备一定的空间想象能力和形象思维能力。许多学员感到课程难学,想象不出立体的空间几何形状。为了有效提高学员的学习兴趣,近年来,图学课程教学团队经过不懈努力、不断积累,对图学课程进行教学改革与探索。

二、更新教学思想

图学课程内容包括绪论与制图基本知识和技能、正投影法基础、组合体、轴测图、机件形状的基本表示方法、零件图、装配图七大块,每一部分的教学内容前后衔接紧密,信息量大。对于一些抽象复杂的基本理论和形体特征,学员上课难以听懂,习题集中的作业不会做。针对这种情况,教员注重持续更新教学思想、教学理念,不断引入先进的教学方法和手段,通过展示大量的立体三维建模过程,帮助学员理解平面立体和曲面立体的截交线、相贯线的位置及画法。教学团队的教员以培养学员的工程图学基本技能为根本目标,注重拓宽知识面,提高空间思维与表达能力。

三、引入先进的教学方法

课堂教学符合认知和教育规律,方法灵活,手段先进,充分利用实体模型室、网络模型室以及电子挂图等资源,采用多媒体和板书相结合的教学方式,经科学合理的重组、整合、加工,搭建全方位浸入式的学习环境,以课堂讲授为主,课后练习及自学为辅,以拟定的绘图综合实践题目为任务,综合运用所学知识,实现理论与实践的一体化,力求做到“做中学,学中做”,在学习探究中完成学习任务,树立解决工程实际问题的良好自信;由浅入深,采用渐进式的教学手段,根据不同教学内容采用不同的教学手段,在教学过程中引入三维几何建模,加强构形设计实践,强调徒手绘图能力,并将三种教学手段有效融合,收到事半功倍的教学效果,有效培养学员的空间想象能力。为了和最新的先进技术相结合,体现新理论、新技术、新装备、新战法,教学中,教员运用启发式、项目驱动式、探究式等多种教学方法,及时了解国家标准动态更新内容,适时引入与现役武器装备密切结合的内容,增强教学内容的针对性和工程特色。每学期,根据教学、科研及部队训练最新成果进行教学内容的更新,了解授课对象所学专业的特点,将武器装备中的图样作为实例,联系和学员后续课程相关装备模型,营造课程“工程背景”氛围,提高学员学习的兴趣及积极性。为了加强三维CAD技术在教学中的应用,探讨实物模型与数字模型的融合问题,采用计算机软件,进行三维实体造型演示与训练,将三维形体构思设计与二维绘图结合起来,激发学员的学习兴趣。

四、建设专有SPOC“工程图学”课程平台

SPOC(SmallPrivateOnlineCourse,小规模限制性在线课程),最早由美国加州大学伯克利分校的教授提出。MOOC(MassiveOpenOnlineCourses,大规模开放在线课程)具有大规模、优质教学资源和开放式网络共享课程的特点,教学资源丰富,学习不受时空限制。为了把传统的教学方法和新型教学资源相结合,我们在中国大学MOOC平台上建立了工程图学专有SPOC课程,图1为部分工程图学专有SPOC课程。具体教学步骤如下。第一步,课下自学,学员课前充分利用中国大学MOOC平台的优质课程教学资源进行部分课程内容的学习。第二步,面对面教学,采用传统的教学方法,由教员讲解教学内容,做到有的放矢,重难点突出。第三步,学员课下进行小组讨论,完成作业。空间想象能力较弱的学员,可以在中国大学MOOC平台再次理解典型例题的过程分析。每单元内容完成后,学员可以在此平台上完成单元内容测试,还可以在每次作业完成后的一周,利用专有SPOC课程平台,检查作业中的错误。学员还可查看教员发布的作业和单元测试,教员也可通过平台了解学员学习情况,对容易出错的问题,可在讨论区和学员发起在线讨论,如图2所示。因此,专有SPOC课程建设,就是把传统教学方式的优势和网络化学习优势结合起来。这种教学模式既强调学员学习的积极性、主动性,还要求教员根据教学内容和学员对知识点的掌握程度,结合平台教学环境,充分利用网络资源和面对面教学优势,获取更好的教学效果。

五、教学改革效果

为了了解学员对课堂教学效果和成绩评价办法是否认可,实施后的效果如何,教学组人员采用问卷调查法,设置20个反映课堂教学效果和学员学习情况的题目,在课程结束后对学员进行问卷调查。统计结果可以看出,83%的学员通过该课程的学习提高了识图能力与绘图能力,具备传统徒手绘图和尺规绘图的能力;86%的学员对自己的期末考试成绩比较满意,大多数学员、教员成为学习活动的组织者和促进者。

参考文献:

[1]史艳红,刘华洲.“混合式”工程图学课程研究[J].图学学报,2017,38(5):785-788.

[2]涂晓斌,刘志红.互联网+背景下“3课3度”教学模式构建与实践[J].安阳工学院学报,2017,16(2):121-125.

[3]王晓菲,穆浩志等.慕课理念下“互联网+”的工程制图课程教学改革思考[J].图学学报,2018,29(3):605-609.

[4]娄晖.以学生为中心构建工程制图SPOC课程平台[J].图学学报,2017,38(5):779-784.

作者:吕秋娟 单位:火箭军工程大学

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