SCI论文（www.lunwensci.com）:
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；混合式教学模式
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 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%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、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。
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
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，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 3 工程制图课程思政教学的具体架构
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入深层次学习， 通过课后的巩 固练习，实现理论知识向实践能力的转变 。二是在目 标定位上，将育人与育才相结合 。 同时将立德树人作 为课程实施的根本出发点和归宿 ， 通过开展课程思 政视域下的工程制图课程重构设计 ， 深入挖掘工程 制图课程内容中蕴含的思政元素， 科学合理地将育 人与育才相结合，促使学生增强社会责任感，明确学 习目标； 培养工程思维 ， 形成正确的世界观与方法 论；强化职业素养，培养大国工匠精神，从而提升工 程制图课程的广度 、深度和温度 。三是在课程理解 上，将科学性与艺术性相结合 。在授课过程中，教师 通过对基本概念、基本原理进行讲解，帮助学生理解 和梳理课程内容的科学性与逻辑性 。同时，通过优化 课程资源 ， 将具有趣味性的知识或活动融入课程内 容的讲解 ， 使学生在学习过程中学得轻松 、学得愉悦 。四是在教学过程中，将教师的教与学生的学相结 合 。在讲解过程中教师要以教材为基础，深挖教材， 致力于突出重点、突破难点，将课程内容的呈现与学 生的学习心理和学习思维相结合 。课上通过优化教 学方法，将启发式、讨论式、小组专题式等多种方法 有机结合，使学生加深对课程内容的理解。
（二）构建混合式教学模式下的工程制图课程实 施方案
为培养学生自主学习能力 、提升学生课堂参与 度、强化学生空间思维，项目组在优化教学内容的同 时 ， 构建了混合式教学模式下的工程制图课程实施 方案 。 同时，根据布鲁姆教育目标分类系统，实现教 学内容与教学目标的一一对应 。在教学方法上，参考 学习金字塔理论，采用混合式教学模式，将工程制图 课程教学分为课前、课中、课后三个阶段 。课前线上 阶段，教师发布工程制图课程当节课的导学案，并将 简单的 、通俗易懂的学习内容以视频的方式推送给 学生，要求学生进行自主学习，并记录困惑之处；课 中线下阶段，教师对微课内容进行补充，对复杂问题 进行系统讲解，并带领学生以实际工程为背景、以小 组为单位开展工程制图测绘及构型设计等实训活 动，获得知识和技能；课后线上阶段，教师借助平台试题库布置作业或实践任务，帮助学生巩固所学、开 阔视野 。这样从线上到线下、从课内到课外，提升学 生的学习兴趣 ， 锻炼和培养学生主动学习的能力及 工程制图的相关技能。
（三）建立以过程评价为主的考核体系
“ 以学生为中心 ” 的教学理念更多的是强调学生 的主动学习，但目前现有的考核体系并不能检验出学 生的自主学习程度 。为此，项目组参考燕山大学董永 刚等提出的能力达成度模型[11]，结合我校实际情况，建 立了以过程评价为主的考核体系。在以过程为主的评 价体系建立过程中，项目组忽略了对考勤、视频听课 时长等低能效活动的评价，主要对作业、实训成果等 高能效的活动进行评价。为检验学生对课程知识点的 掌握情况 ， 项目组对学生课程作业完成情况进行考 查；为提升学生总结归纳能力，项目组要求学生在学 习完每一章课程内容之后，对本章的课程内容进行思 维导图绘制； 为强化学生的制图能力与制图技巧，项 目组向学生布置了图纸抄绘的工作任务；为培养学生 理论联系实际的能力，项目组带领学生开展了建筑测 绘的实训活动；为提升学生的空间思维与创新能力， 项目组为学生安排了构型设计的创新设计环节。平时 成绩的实际分配情况为课程作业占比 10%，思维导图 占比 10%，图纸抄绘占比 20%，建筑测绘占比 30%，构 型设计占比 30% 。其中，学生各项得分按照评分细则 的具体要求，采用学生互评和任课教师批改相结合的 方式给定。根据上述内容建立的能力达成度模型如公 式（1）所示。
式中 A 表示能力达成度；S1,i、Sj1,i 分别为学生第 i 次作业得分，第 i 次作业总分；S2,i、Sj2,i 表示学生第 i 次 思维导图得分，第 i 次思维导图总分；S3,i、Sj3,i 表示学生 第 i 张图纸抄绘得分，第 i 张图纸抄绘总分；S4,i、Sj4,i 表 示学生第 i 次建筑测绘得分，第 i 次建筑测绘总分； S5,i、Sj5,i 表示学生第 i 次构型设计得分，第 i 次构型设 计总分；K1、K2、K3、K4、K5 表示各项权重 ， 分别取 0.1、0.1、0.2、0.3、0.3。
能力达成度的高低，代表了学生对工程制图相关 知识的掌握程度，能够较好地衡量出学生主动学习的 效果。为此，在进行课程考核时，项目组以能力达成度 为依据，建立了以过程评价为主的工程制图课程考核 体系，如图 4 所示。
（ 四）推进第二课堂建设，积极开展研习活动
为提升学生的学习兴趣，提高学生的绘图能力，项 目组本着自愿、平等、互助、进步的宗旨成立了工程图 学协会， 为热爱工程图的学生打造了一个相互交流的 平台。通过社团培训、学术讲座、企业指导等活动，将新 知识、新方法引入第二课堂，提高教学的针对性与实效 性 。通过定期开展建筑施工图绘制大赛、BIM 建模竞 赛、先进图学竞赛等活动，以期提升学生的工程图样表 达和三维建模能力，提高学生工程制图的专业素养。
图 4 以过程评价为主的工程制图课程考核体系
为解决理论授课与实践教育的协调发展问题，项 目组开展了研习周的实践教学活动，通过强化集中实 践教学，丰富人才培养体系，以提高学生学业挑战度 和创新能力 。在研习教学活动中，项目组设计了建筑 测绘与构型设计两方面的研习活动内容。通过测绘活 动，学生可以走出课本，在测绘过程中锻炼研究能力。 通过交流探讨，学生反思已学知识，从交流中学会运 用知识 。通过构型设计活动，学生锻炼了思考创新实 践的能力，较好地提升了工程图样的表达与空间思维 能力。如图 5 所示，在构型设计环节，项目组开展了博 物馆构型设计、建筑施工图绘制及成果汇报三个方面 的教学活动。通过构型设计，极大地提升了学生识图、 制图能力，为后续课程打下了坚实基础。
图 5 学生构型设计成果
四、“以学生为中心”教育理念下工程制图课程教 学改革成效
通过对 2021 级土木工程专业开展试点工作，采 用本教改方案开展教学，并与 2019 级、2020 级传统教学班级进行对比，项目组发现本次教学改革带来了一 些积极变化 。在日常课程学习与实践活动中，学生主 动学习能力得到提升，课上积极思考回答问题的学生 明显增多；对于典型例题的讲解，学生能够根据自身 所学，较好地解决相关问题；学生认知建筑空间的能 力得到大幅度提升，通过亲身参与建筑测绘的实践活 动，学生能够将课本所学与实际工程进行结合，特别 是在建筑施工图绘制过程中，学生的绘图能力相比以 往提升幅度较大；学生创新思维能力提升明显，学生 参与先进图学竞赛、BIM 建模竞赛等综合性赛事的积 极性显著提高。
如图 6 所示 ， 通过比较近三年土木工程专业工 程制图课程的历年成绩可以发现，改革后的 2021 级 期末成绩相比未改革的 2019 级与 2020 级平均值提 高了约 7 分 。与此同时 ， 由于改革后更重视过程评 价，平时成绩的获取难度较以往更大，改革后的 2021 级平时成绩相比未改革的 2019 级与 2020 级平均值降低了约 3 分 。此外，如图 7 所示，通过比较近三年 学生参加有关工程制图竞赛的获奖成绩可以发现， 2022 年学生参加工程制图竞赛的获奖数量明显提 升 。特别是在 2022 年第十五届全国大学生先进成图 技术与产品信息建模创新大赛中， 我校学生荣获建 筑类个人全能三等奖 3 项，实现了历史性突破。
图 6 土木工程专业工程制图课程学生历年成绩 图 7 近三年学生参加工程制图相关竞赛获奖情况
五、结语
本次教学改革，通过对工程制图课程的教学内容 进行了优化，开阔了学生的专业视野 。通过课程思政 的引导，端正了学生的学习态度 。采用混合式教学模 式，弱化了教师为主的课堂教学，提升了学生自主学 习能力 。更加强调对学习过程的评价，为衡量学生学 习过程中自主学习的积极程度提供了依据。
本次教学改革方案是可行且有效的，但仍需在试 点过程中反复总结、不断完善，以提升教学的针对性 与实效性，真正做到以教师为主导、以学生为主体。
参考文献：
[1] 张丽娟.高校土木《工程制图》课程建设探讨[J].山西建筑,2019,45 (17):175-176.
[2] 杨万理,王宁,王广俊.土木工程计算机绘图教学改革研究与实 践[J].图学学报,2020,41(2):321-327.
[3] 刘晶,邓雪莲.融入 BIM 技术的《工程制图》课程思政教学改革与 研究[J].湖北开放职业学院学报,2020,33(24):78-79.
[4] 汤晓燕,云忠.课赛合一的《工程制图》系列课程创新教学模式探 索[J].大学教育,2020(12):50-52.
[5] 梁国星,黄永贵,董黎君.《工程制图》类课程教学改革研究与实 践[J].中国大学教学,2016(11):57-60.
[6] 龚利红 , 潘小兵 , 袁征 .《工程制图》中空间思维能力培养的探 索[J].教育教学论坛,2020(50):217-218.
[7] 王小章.工程教育认证背景下工程制图教学中空间思维能力培 养[J].课程教学,2021(12):89-91.
[8] 陈柯,冯羽.工科学生立体思维能力薄弱的原因分析[J].课程教学 研究,2018(5):213-214.
[9] 赵炬明.关于实施“ 以学生为中心”的本科教学改革的思考[J].中 国高教研究,2017(8):36-40.
[10] 曹海艳,孙跃东,罗尧成.“ 以学生为中心”的高校混合式教学课 程学习设计思考[J].高等工程教育研究,2021(1):187-192.
[11] 董永刚,宋剑锋,李兴东.基于 MOOC 平台的混合式学习能力达 成度模型及应用:以《工程制图基础》课程为例[J].教学研究,2020,43 (6):46-52.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jiaoyulunwen/69581.html
