从工程化的视角构建工程制图的教学模式

收稿日期：2008-03-05基金项目：广东工业大学“机械基础系列课程”国家级教学团队资助项目作者简介：莫春柳（1963-），女，广西平乐人，副教授，硕士，主要研究方向为工程图学、计算机图形学、计算机辅助教学。“教学模式是构成课程和作业、选择教材、提示教师活动的一种范式或计划”[1]。因此，教学模式可以定义为是在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序。多年以来，我国工程制图的教学思想受前苏联影响，习惯于从系统性和科学性出发组织课程及教学内容，强调完备的学科性和理论性，而忽视学生解决工程实际问题能力方面的培养。这种重理论而轻实践的教育思想在我国高等工程教育界普遍存在，造成我国工程教育存在明显的优势和不足。“优势在于使学生获得了扎实的基础理论。主要不足在于实际解决问题的能力不强、工程教育与实际工作脱节、工程教育中缺少对学2009年工程图学学报2009第6期JOURNALOFENGINEERINGGRAPHICSNo.6从工程化的视角构建工程制图的教学模式莫春柳，唐超兰（广东工业大学机电工程学院，广东广州510006）摘要：工程图学系列课程的教学基本上沿用“传递——接受式”教学模式，但该教学模式不适应工程类课程的教学，其不良后果直接体现在缺乏对工程师工程素质的培养。本文结合工程制图的教学目的，从工程化的视角出发，以“抛锚式”教学模式为框架，以培养解决实际问题的能力为目标，构建了适合工程图学系列课程的教学模式。关键词：工程图学；图学教育；“抛锚式”教学模式；课程改革中图分类号：TB23文献标识码：A文章编号：1003-0158(2009)06-0153-05ConstructingTeachingModefromEngineeringPointofViewforEngineeringDrawingMOChun-liu,TANGChao-lan(MachineandElectricCollege,GuangdongUniversityofTechnology,GuangzhouGuangdong510006,China)Abstract:TheseriescourseofEngineeringDrawingisbasicallybasedontheteachingmodeof“transmit——accept”currently,andthismodecan’tfitforengineeringcourses,becauseitbringsweaknessontheengineeringconsciousnesstostudents.FromtheengineeringpointofviewandconsideringtheteachingpurposeofEngineeringDrawing,asuitableteachingmodenamed“anchoring-style”issetupfortheseriescourseofEngineeringDrawingtotraintheabilityofpracticalproblemsolving.Keywords:engineeringgraphics;graphicseducation;“anchoring-style”teachingmode;coursereform生工程意识的培养，学生缺乏解决实际工程问题的经验和认识”[2]。“工程专业人才培养比其它专业更容易受到社会科技和经济发展的影响”[2]。传统的教学模式在工程制图教学活动中沿用了几十年，这期间，工程图学界对工程制图系列课程的改革作了很多尝试，本文试图从工程化的视角探讨与工程制图课程根本性质相吻合的教学模式。1我国现行工程制图课程主要的教学模式分析长期以来，我国大部分高等工科院校工程制图系列课程，基本秉承前苏联的教学模式，即“传递——接受式”。“传递——接受式”教学模式以传授系统知识、培养基本技能为目标。其着眼点在于充分挖掘学生的记忆力、推理能力，强调间接经验在掌握知识方面的作用。该教学模式强调教师的指导作用，认为知识是从教师到学生的一种单向传递，非常注重教师的权威性。该模式的基本教学程序是：复习旧课——激发学习动机——讲授新课——巩固练习——检查、评价——间隔性复习。在教学过程中，通过新课程的内容和教师的讲解，激发学生的学习兴趣；要求学生听课时全神贯注，跟上教师的教学节奏，完成教师布置的作业；教师通过检查学生作业、测验和考试来评价学生对知识的掌握情况。“传递——接受式”教学模式之所以能长时间在我国教育界流传，第一，这种模式的根本思想符合我国几千年来形成的对学习的理解，教师是教学的主体、中心，知识是靠师生之间代代传承的。第二，这种教学模式符合我国的国情。我国不论是中小学教育还是本科教育，共同存在师生比严重失衡的情况，基本上都是大班教学，在这种情况下组织教学，很难做到有针对性的、个性化培养，往往需要依靠建立教师的权威、提高教师传授知识的语言表达能力、规范教学内容和教学过程，才能保证顺利完成教学任务。多年来，这种教学模式保证了各院校工程制图课程教学的正常秩序，但是，它带来的不良后果也很明显。归纳起来有三点：第一，由于学生个体的差异，整齐划一的、缺少有针对性的实践训练的教学过程，使部分学生对教学内容很难真正地理解和接受。第二，学生在该种教学模式的熏陶下，容易形成单一化、模式化的人格，同时限制了创新型、分析型学生的发展，不利于培养学生的创新思维和解决实际问题的能力，使大部分学生成为没有专业思想与主见的高分低能者。第三，由于教学内容的规范化，使得教学内容的改革变得非常谨慎，教学内容陈旧，导致学校教育与社会对工程技术专业人才的需求脱节。在工程类课程的教学中，“传递——接受式”教学模式带来的不良后果，直接体现在工程师的专业素质上！据一份有近百名大中型企业和研究所的工程师参加的问卷调查结果显示，80%的人认为“从事工程实践必须的技术、技能”是从工作中和继续工程教育中获得；79%的人认为在工作中“创造性思维能力”非常重要，但80%的人认为该项能力是从工作中和继续工程教育中获得的[2]。目前工程技术的发展，对创新性专业人才的要求越来越高，我国工程专业本科教育必须逐步改革，寻找符合专业特征、符合我国国情的教学模式，适应社会对工程技术专业人才的需求，否则工程专业的本科教育会成为技术发展的制肘！2“工程化”与工程制图课程教学的关系分析我国高等工程教育体系基本是按照科学教育体系构建的，与中小学基础教育一脉相承，目标是培养工程科学家。因此，“学生在中学阶段进入大学，很难实现科学教育到工程教育的转变，从而导致工程教育‘去工程化’和工程师们不懂‘工程’的现象屡见不鲜”[2]。“工程是一种特定的社会实践活动，工程师是从事这种造福人类的实践活动的主体，因此以培养这种工程人才为目的的工程教育在本质上也必须具有实践性”[3]。工程制图是一门传统的、具有很强专业性和实践性的工程基础课程。工程图样是工程技术界一种通用的技术语言，是工程师交流技术思想的基本工具。读图和绘图，是表达自己和了解他人的技术思想的基本技能。工程制图课程的教学目的就是培养和训练学生绘制和阅读工程图样的能力，是一种基本技能的培养和训练。从工程化的视角构建工程制图的教学模式，·154·工程图学学报2009年就是要尊重“工程教育”的特定属性——实践性，从课程的教学目标出发，改变固有的教学思想，少讲多练，强调“做中学”。在实践中培养学生的工程意识。虽然工程意识的形成是一个长期积淀的过程，不是靠一两门课程的学习能够培养出来的，然而工程专业本科教育是学生工程意识形成的重要阶段，在专业基础课中重视工程意识的培养至关重要。3工程制图“抛锚式”教学模式分析任何教学模式都指向和完成一定的教学目标。在教学模式的结构中，教学目标处于核心地位，并对构成教学模式的其他因素起着制约作用。教学模式本身并无优劣之分，当一种教学模式的教学思想、实现条件、教学基本程序和教学评价系统能与课程的教学目标相统一，就是适合本课程的教学模式。传统的以教师为中心的“传递——接受式”教学模式相对于工程制图课程而言存在的弊端，是由于教学模式与课程性质、教学目标的不统一造成的！教育心理学认为，只有当新知识与学习者的学习背景（已有的知识和经验）发生联系时，学习者才能很好的理解和掌握新知识。大部分院校的工程制图课程在一年级开设，对于大部分直接从高中升入大学的学生而言，工程制图的教学内容与他们积累的知识和生活经验基本没有联系，要通过教师的讲解理解这些全新的、与生产实践密切相关的知识，并形成进一步学习工程专业知识的学习背景，难度非常大！对于以培养专业素质和解决实际问题的能力为教学目标的课程，以建构主义为理论基础的“抛锚式”教学模式具有更强的适应性。所谓“抛锚式”教学要求建立在真实事件或真实问题的基础上。“确定这类真实事件或问题被形象地比喻为‘抛锚’，因为一旦这类事件或问题被确定了，整个教学内容和教学进程也就被确定了(就像轮船被锚固定住一样)”[5]。抛锚式教学以真实事例和问题为基础，所以也称为“实例式教学”或“基于问题的教学”。在“抛锚式”教学中，教师的作用是正确地设置或选择与当前学习主题密切相关的真实性事件或问题，并提供给学生解决该问题的线索，引导学生通过自主学习、协作学习和实践，最终找到解决问题的有效途径。例如，在“标准件和常用件——常用螺纹紧固件的规定标注及其装配画法”章节的教学中，教学目标是要学生掌握常见的螺栓、螺钉、螺柱、螺母、垫圈等标准件的规定标注的含义，并能根据标注查阅有关国家标准，得到必要数据，最终画出螺纹紧固件的装配图。这是一个很生活化的问题，生活中处处能找到用螺钉或螺栓等螺纹紧固件连接、固定物体的实例。如果教师仅在课堂上通过语言和借助电脑制作的三维动画来完成该部分的教学，学生获得的知识是孤立的，没有把这个问题与自己的生活经验和工程实际联系起来，而是把它当作一个新的、要考试的问题来背、记。到画部件装配图时，出现螺纹紧固件连接的部位，大部分的学生完全不会表达，没有把前面学过的内容与遇到的实际问题联系起来。对于这部分内容的教学，围绕紧固件装配画法这个问题（即“锚”），教师可从一个自行车（大部分学生都了解自行车）上一处螺钉连接的实际问题出发，引导学生观察实际物体，分析螺钉装配画法图例与实际装配的对应关系，并要求学生更广泛的观察生活中应用螺纹紧固件连接的实例和模型室的典型教具模型，归纳总结，在理解的基础上画出螺纹紧固件的装配图。这种“基于问题的学习”方式，有助于学生在教师的正确引导下，将新知识与自己的学习背景（已有的知识和经验）联系在一起，新、旧知识融会贯通，扩充了自己的学习背景。工程知识的不断融入，在学习专业知识的同时，学生开始逐渐形成工程师必备的工程素质和思维方式。4基于“抛锚式”教学模式的教学过程设计教学模式是一定的教学理论或教学思想的反映，是一定理论指导下的教学行为规范，具有较为广泛的适应性。要将某一种教学模式应用在实际教学活动中，教师必须结合课程的特点做好教学过程设计。第6期莫春柳等：从工程化的视角构建工程制图的教学模式·155·“抛锚式”教学模式的基本程序是：创设情景——确定问题——自主学习——协作学习——效果评价。结合机械制图课程的教学目标和教学内容，按照“抛锚式”教学模式的基本思想，设计具体的教学过程。创设情境——基于我校教学实际情况，很难做到将课堂搬到实习车间，为学生创建学习内容和现实情况相类似的学习情境。为解决这个问题，教师可通过实物模型、实景录像、引导学生观察生活中的同类问题等手段，为学生构建学习氛围。同时归纳、总结与新知识相关的概念，为学习提供相关线索。确定问题——为一条大的学习主线，正确、恰当的设置一系列问题，使学生能通过学习和解决每一个相关联的小问题，完成一个主题内容的学习。这是决定学习成败的关键步骤，是体现教师教学能力和教学水平的所在。自主学习和协作学习——培养工程意识是本课程的一个主要目标，工程意识的具体体现是解决工程实际问题的能力。因此，在这个环节以“做中学”