“以学生为中心”教育理念下工程制图课程教学改革.pdf
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1、西部素质教育2023 年 10 月第 9 卷第 19 期“以学生为中心”教育理念下工程制图课程教学改革刘泰玉,熊鱼雅,孙铖(广西民族大学,广西 南宁,530006)在教育部颁布的 普通高等学校本科专业目录中,工程制图是土木工程专业的核心课程。所谓核心课程,不是简单的知识堆砌与传授,而是着重通过对课程内容的教授,培养学生运用不同思维方法,从不同角度分析、解决问题的能力。因此,如何通过课程教学使学生拥有并掌握这项技能,是本次教学改革的主要着力点。一、工程制图课程教学现存问题随着经济发展,在外界影响与内部松懈的双重作用下,学生在学习层面出现了一些问题。国内一批学者对工程制图课程教学改革的研究表明,学
2、生在学习工程制图的过程中出现的主要问题有自主学习能力不强、作图质量差、学习态度不端正等1-5。笔者结合广西民族大学(以下简称“我校”)的实际情况,通过对541 名学生展开问卷调查,如图 1 所示,发现我校学生在学习工程制图课程过程中出现的困难主要有以下三个方面。图 1 学生在学习工程制图课程遇到的问题(一)学生缺乏空间思维能力在工程制图课程的学习过程中,学生学习始终围绕着根据三维形体画出二维平面图(绘图)和根据平面图想象出三维形体(看图)这两个互逆的思维过程,而这两种思维过程都需要较强的空间思维能力作为支撑6。制图学习要求的空间思维能力是一种精确量化的、主动的、复杂的空间构思造型能力及对三维形
3、体的形状、结构、位置准确把握的能力7。学生缺乏空间思维能力的本质在于其未能通过概念、理论、图示、流程等在大脑中形成较为清晰的认知模型,因此不能准确地认知、想象、表现外部世界,这致使学生在制图学习过程中产生“方法不会用”“一听就会,一做就错”等不良的学习感受。而传统的“以教师为中心”的教学理念对学生认知模型建立的促进效果并不明显,因此有必要对教学理念进行改革。(二)学生自主学习能力差,不能做到课前预习、认真听讲、课后及时复习通过分析学生的调查问卷发现,31.47%的受访者认为学习工程制图课程遇到的最大困难是缺乏自主学习能力,不能做到课前预习、课中认真听讲、课后及时复习。项目组成员一致认为,导致这
4、种问题出现有以下三个方面的原因。其一,学生对工程制图课程的重视度不够。工程制图的开课对象主要针对大一学生,他们在高考之前有明确的学习目标,但进入大学后,突然没有明确的落脚点,因此学习目标不明确,学习态度不端正,进而导致其对工程制图课程的重视度较低。其二,在工程制图的课堂上,学生的参与度不够。在以教师主讲、学生听讲的范式教学模式中,由于教学手段单一,教师往往通过自身的语言魅力来提升学生的课堂参与度。然而不同授课教师的生活环境、工作经历等的差别造就了不同的语言风格,要求所有教师都通过提升语言的趣味性来增强学生课堂的参与度显然是不现实的。其三,学生对过程学习不够重视。目前,工程制图课程DOI:10.
5、16681/ki.wcqe.202319042作者简介:刘泰玉(1989),男,讲师,硕士。研究方向:工程图学。注:本文系 2022 年度广西高等教育本科教学改革工程项目“以学生为中心的工程制图混合式教学模式研究与实践”(编号:2022JGB174);2021 年度广西民族大学课程思政示范课立项项目(编号:30213080726)。摘要:文章首先分析了工程制图课程教学现存问题,然后概述了“以学生为中心”的教育理念,接着提出了“以学生为中心”教育理念下工程制图课程教学改革,最后阐述了“以学生为中心”教育理念下工程制图课程教学改革成效。关键词:工程制图课程教学;“以学生为中心”教育理念;混合式教学
6、模式中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:2095-6401(2023)19-0173-05缺乏空间思维能力,33.57豫其他,7.00豫没困难,15.38豫没兴趣,12.58豫自主学习能力差,不能做到课前预习、课中认真听讲、课后及时复习,31.47豫西部素质教育2023 年 10 月第 9 卷第 19 期的成绩主要包括平时成绩和期末考试成绩。尽管近年来平时成绩的占比逐渐加大,但仍对期末测试较为注重。考前突击应付的现象仍然比较突出,致使部分学生忽略了过程学习的重要性,对基本知识、概念理解得不够深刻,且灵活应用能力较差。(三)学生的学习兴趣不足通过分析学生的调查问卷可以发现,12.58
7、%的受访者认为学习工程制图课程遇到的最大困难是缺乏学习兴趣。学习兴趣大体上可以分为直接学习兴趣与间接学习兴趣两种。前者是由学习过程本身直接引起的,后者是由学习活动的结果引起的。直接学习兴趣可以通过丰富教学手段来改善,下面主要以间接学习兴趣为研究对象进行说明。通过与问卷调查者沟通发现,部分学生认为工程制图课程的学习枯燥乏味,自我效能感低。学生不明确学习本课程可以解决什么实际问题,因此没有持久学习的兴趣。项目组成员认为,造成这一窘境的原因有三个方面。第一,教材内容的变化明显滞后于业界技术发展水平。目前,我校土木工程专业工程制图课程主要是对画法几何工程制图的渐进式教学。其中,画法几何部分主要对点、线
8、、面、体的投影基本知识进行讲解,与工程实际的联系不够紧密,易使学生误感到前后内容稍有脱节。与此同时,工程图形信息表达形式正在从二维平面图向三维空间图形转变,但是在工程制图课程教学过程中教师仍是采用以二维平面图为主的教学体系,这对培养学生创新性图学思维及利用三维特征构型进行综合分析的能力是不利的8。因此,为解决上述问题,需要对教学内容进行优化。第二,实践教学与理论教学的联系不够紧密。目前,我校土木工程专业工程制图课程开展的实践教学主要是绘制建筑施工图。通过对建筑施工图的绘制,可以很好地培养学生的工程思维与制图技能。然而对二维平面图的绘制不能让学生直观感受到工程制图知识能解决何种工程实际问题,导致
9、学生的自我效能感偏低。因此,增加实体模型的实践训练应运而生。第三,有关制图的课外活动开展较少。现阶段的工程制图课程教学主要以课上教学、课后练习的形式开展。课外的相关活动开展较少,也未能为学生提供交流学习心得与技术的平台。对此,通过建立图学协会,举办先进图学技术竞赛等课外活动促进学科发展,提升学生的创新能力与工程实践能力是行之有效的。针对目前工程制图课程出现的问题,项目组成员一致认为,开展一次以学生为中心的工程制图课程教学改革研究是极其必要的。二、“以学生为中心”的教育理念概述“以学生为中心”的教育理念于 1998 年由联合国教科文组织明确提出。该理念起源于建构主义理论,强调以学生的学习和发展为
10、中心,实现从以“教”为中心向以“学”为中心的转变、从“传授模式”向“学习模式”的转变,同时从原本的“教师、教材、课堂”向“学生、收获、体验”递进,从而提高学生的学习质量,并全面提升学生的知识、能力和素质9。“以学生为中心”可以进一步理解为“以学生发展为中心,以学生学习为中心,以学习效果为中心”。以学生发展为中心,即以学生当前发展状态为基础,以促进学生心智和大脑两方面发展为目的。以学生学习为中心,即以“学”为目的,以“教”为手段。“学”是学生在自己大脑中构建认知模型,“教”是教师帮助学生构建认知模型。以学习效果为中心,即教师基于控制论思想,关注学习效果,检验学生建立的认知模型是否存在偏差,通过调
11、整教学方法及时纠偏学生的学习。“以学生为中心”的教学改革内涵,就是要重视学生的兴趣与爱好,运用多元化、个性化的教学方法,注重学生对知识的自我建构,通过研究性学习,使课堂学习与课外实践有机结合起来,同时通过过程性评价和终结性评价的结合,促进学生发展,使学生具备解决复杂问题的能力10。本次工程制图课程教学改革以“以学生为中心”为教学理念,通过优化课程内容,采用混合式教学方法,加强过程评价等具体措施,提升人才培养质量,如图 2 所示,通过开展“以学生为中心”的工程制图课程教学改革研究,把自主学习引进教学过程,从而使教学结构和教学活动发生根本性的变革,最大限度地促进了学生发展。教师通过指导学生进行自主
12、性的超前学习,让学生充分发挥自学潜能,解决现有发展区的问题;师生展开发展性的教学活动,让课堂充分焕发生命活力,解决最近发展区的问题。如此两种发展水平可互相转化、互相更替、互相推动。三、“以学生为中心”教育理念下工程制图课程教学改革(一)重构教学内容,优化教学设计在教学内容方面,教师可以专业实用性为导向,优化工程制图课程教学内容。在画法几何模块,以“点直线平面立体投影组合体”为教学主线,西部素质教育2023 年 10 月第 9 卷第 19 期删减换面法、一般直线倾角、一般平面最大坡度角的教学内容。同时,弱化点、线、面相对位置关系与立体截切相贯的部分内容。在工程制图模块,在绘制建筑施工图的同时,增
13、加组合体构型设计环节,以强化学生的空间思维。另外,在工程制图课程教学中合理挖掘课程思政元素,拓展教学内容,如从科学人物发展历程、工程案例科学研究、历史文化时代环境三个角度入手挖掘思政元素,将善于钻研、创新精神、工匠精神、认真严谨、家国情怀、生态文明等融入该课程教学内容,以实现立德树人,如图 3 所示。图 2“以学生为中心”教育理念下工程制图课程教学改革措施在教学设计方面,项目组从课程的总体设置、目标定位、课程理解、教学过程四部分进行优化。一是在课程总体设置上,将课堂教学与课下的学习思考相结合,实现课程的立体化建构。通过课前预习,让学生带着问题上课,通过课中精讲,在解决学生问题的前提下引导学生进
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