王云峰，姚昊翊，鐘 浩，何雁敏，樊芳玲

(云南師范大學(xué) 能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，昆明 650504)

畫法幾何與工程制圖是云南師范大學(xué)能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱“我院”)面向能源動(dòng)力類大一新生開設(shè)的一門專業(yè)平臺(tái)課，是后續(xù)專業(yè)制圖實(shí)踐和課程設(shè)計(jì)等課程的先修課，為學(xué)生今后的工程工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。畫法幾何與工程制圖課程的主要內(nèi)容包括運(yùn)用正投影法的相關(guān)理論在平面上表達(dá)空間中點(diǎn)、線、面的幾何關(guān)系，繪制幾何形體等。這是一種“圖解化而非數(shù)學(xué)化地闡述投影理論”的方法[2]，通過投影法將空間三維幾何形體轉(zhuǎn)換成二維圖形來繪制。畫法幾何與工程制圖課程需要學(xué)生轉(zhuǎn)變中學(xué)解析幾何的思維方式，用傳統(tǒng)教學(xué)方式會(huì)使學(xué)習(xí)者感到枯燥，導(dǎo)致學(xué)生無法適應(yīng)而產(chǎn)生畏難情緒，缺乏學(xué)習(xí)積極性。我院能源動(dòng)力類人才培養(yǎng)的核心目標(biāo)是立德樹人，旨在增強(qiáng)學(xué)生多學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新能力，在這樣的新形勢(shì)下，本門課的教學(xué)僅讓學(xué)生形成特定的制圖技能已不能滿足培養(yǎng)需求，還需要充分讓專業(yè)教學(xué)同思政教學(xué)有機(jī)結(jié)合，為國(guó)培育素質(zhì)過硬的綜合型人才。

對(duì)于我院能源動(dòng)力類這樣的理工科專業(yè)，在了解學(xué)生能力，確定了產(chǎn)出成果后，通過合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，在引入課程思政的基礎(chǔ)上修訂教學(xué)大綱，對(duì)理論教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)體系和考核測(cè)評(píng)體系分別進(jìn)行改革，加強(qiáng)教學(xué)質(zhì)量反饋監(jiān)控，使整個(gè)教學(xué)過程形成閉環(huán)(圖1)。

圖1 教育目標(biāo)實(shí)現(xiàn)流程

除此以外，我院教學(xué)團(tuán)隊(duì)在畫法幾何與工程制圖的課程教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)課程思政融入專業(yè)課教學(xué)的師生基礎(chǔ)、組織形式、教學(xué)內(nèi)容的選擇與安排設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了不斷地深入探索，通過挖掘?qū)I(yè)知識(shí)中所蘊(yùn)含的思政元素，將專業(yè)課程和思政內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，明確了思政育人的目標(biāo)，形成了協(xié)同效應(yīng)(圖2)。例如，在中國(guó)工程制圖發(fā)展史的教學(xué)過程中引入優(yōu)秀中國(guó)傳統(tǒng)文化來提高學(xué)生的人文素養(yǎng)，提升文化自信；在展示中國(guó)當(dāng)代工程蓬勃發(fā)展的同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生的家國(guó)情懷，引導(dǎo)學(xué)生崇尚科學(xué)、積極創(chuàng)新，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揚(yáng)匠人精神、遵循工程倫理，對(duì)學(xué)科的價(jià)值及自己學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)方向的認(rèn)識(shí)清晰化，肩負(fù)起科技報(bào)國(guó)的重任；培養(yǎng)學(xué)生的法治意識(shí)、社會(huì)責(zé)任感和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力……通過這些方式在專業(yè)課程“智育”的全過程中融合“德育”，提升學(xué)習(xí)的積極性，實(shí)現(xiàn)立德樹人的教育目標(biāo)。

圖2 畫法幾何與工程制圖的思政元素

一 教學(xué)大綱的改革

課程的性質(zhì)、教學(xué)目的與任務(wù)。教學(xué)目的與任務(wù)轉(zhuǎn)向以“育人”為主，在指導(dǎo)學(xué)生熟悉制圖基礎(chǔ)和規(guī)范、掌握正投影的原理及工程設(shè)計(jì)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，同時(shí)在專業(yè)教學(xué)中加強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展理念教育，引導(dǎo)學(xué)生擔(dān)負(fù)起科技興國(guó)的責(zé)任，增強(qiáng)學(xué)生服務(wù)社會(huì)主現(xiàn)代化、傳承優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的使命感和責(zé)任感，培養(yǎng)具有匠人精神的創(chuàng)新人才。

教學(xué)時(shí)數(shù)和授課內(nèi)容分配情況。48 學(xué)時(shí)，授課重點(diǎn)傾向于引導(dǎo)學(xué)生討，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生思維，加強(qiáng)授課與能源動(dòng)力類的工程實(shí)例相結(jié)合，提高教學(xué)過程中學(xué)生的參與度。

課程教學(xué)的基本要求。教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的關(guān)注應(yīng)該包含理論知識(shí)和繪圖技能的掌握、綜合能力的提升、情感態(tài)度的引導(dǎo)和價(jià)值觀的塑造等方面，使這門課程在頂層設(shè)計(jì)上從注重知識(shí)到知識(shí)、能力、素養(yǎng)互融。

（一）理論教學(xué)部分

整個(gè)教學(xué)過程貫穿尺規(guī)繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖的講解和訓(xùn)練。在教學(xué)過程中，一方面進(jìn)一步濃縮課程所需的基礎(chǔ)知識(shí)；另一方面，通過分享系統(tǒng)、直觀的三維模型及視頻資源填補(bǔ)課程基礎(chǔ)，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揚(yáng)科學(xué)精神和創(chuàng)新精神，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、能動(dòng)性和創(chuàng)造性，引導(dǎo)學(xué)生交流溝通，增強(qiáng)學(xué)生協(xié)同工作的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（二）實(shí)踐教學(xué)部分

用成果導(dǎo)向教育理念(OBE)引導(dǎo)教育改革，增加實(shí)踐教學(xué)部分，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為起點(diǎn)進(jìn)行反向設(shè)計(jì)。原有的教學(xué)中使用的模型只是基本零件模型，類型較單一，與本專業(yè)的實(shí)際工程有一定差別；改革后指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)使用CAD 繪制中國(guó)傳統(tǒng)建筑特有結(jié)構(gòu)(斗拱、榫卯等)的三視圖、軸測(cè)圖來傳承我國(guó)優(yōu)秀文化遺產(chǎn)，同時(shí)緊密結(jié)合本專業(yè)太陽能(光伏、光熱)利用、新能源綜合利用技術(shù)與工程挑選圖樣(如光伏大棚、真空管太陽能配件等)來指導(dǎo)學(xué)生讀圖、繪圖，最終使學(xué)生能夠熟練運(yùn)用CAD 制圖軟件和Sketch Up 三維建模軟件等表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。

（三）考核測(cè)評(píng)體系

畫法幾何與工程制圖涉及的圖樣靈活多變，制圖中解法多種多樣，但是1 次考試僅有10 道題的考核，難以全面體現(xiàn)學(xué)生的掌握程度；且一味地追求解題技巧，疏于解決工程問題綜合能力的考查，不免有些舍本逐末。因此經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)有些學(xué)生平時(shí)成績(jī)很好，考試卻難以體現(xiàn)出來的情況；但若以平時(shí)成績(jī)?yōu)樽罱K成績(jī)，難以反映學(xué)生獨(dú)立制圖的真實(shí)水平。

本授課團(tuán)隊(duì)將成績(jī)考核與評(píng)定方式進(jìn)行了以下改革。

第一，分批布置課后作業(yè)。學(xué)有余力的學(xué)生可以通過完成額外的提升作業(yè)獲取平時(shí)加分。

第二，教師課后批改所有作業(yè)并做好成績(jī)登記，詳細(xì)地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

第三，線下授課與線上資料補(bǔ)充相配合，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力。課后在“學(xué)習(xí)通”上發(fā)布一份標(biāo)準(zhǔn)答案和當(dāng)次優(yōu)秀作業(yè)，讓全班以此為模板自行訂正，匯總出錯(cuò)較多或?qū)W生依然不能理解的問題，課堂上進(jìn)行統(tǒng)一講解。

第四，課程的最終考核也應(yīng)當(dāng)根據(jù)平時(shí)成績(jī)與末考成績(jī)綜合判定，平時(shí)成績(jī)應(yīng)包含課堂練習(xí)、課后作業(yè)和出勤等綜合成績(jī)，增加小組協(xié)同作圖匯報(bào)自評(píng)、互評(píng)和評(píng)委打分環(huán)節(jié)，進(jìn)一步加大平時(shí)成績(jī)的占比，其占比可為最終成績(jī)的50%，期末考試占比50%。整個(gè)學(xué)期授課途中的考核使用機(jī)考、設(shè)計(jì)課程等多種靈活方式進(jìn)行，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，努力培養(yǎng)出國(guó)家發(fā)展建設(shè)需要的綜合型人才，并為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

第五，除了所選用的教材外，教學(xué)中增加專家講座、學(xué)術(shù)交流和能源動(dòng)力類相關(guān)工程案例展示和分析，彌補(bǔ)實(shí)踐不足。

二 教學(xué)內(nèi)容的選擇與安排

為了將課程思政的“鹽”均勻地撒入專業(yè)課教學(xué)這碗“湯”中，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)真篩選教學(xué)內(nèi)容，既要與專業(yè)教學(xué)相關(guān)，能夠支持畢業(yè)要求，又要融入思政元素，發(fā)揮德育功能，切忌生搬硬套；教學(xué)環(huán)節(jié)安排時(shí)也應(yīng)該遵循教學(xué)規(guī)律。針對(duì)畫法幾何與工程制圖這門課，選取了以下思政元素作為切入點(diǎn)來促進(jìn)培養(yǎng)目標(biāo)的完成。

（一）制圖教學(xué)與家國(guó)情懷

采用課堂講授與課后知識(shí)點(diǎn)查閱相結(jié)合的教學(xué)方法。在課程緒論中介紹畫法幾何之父——蒙日的生平和對(duì)人類文明的貢獻(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)其雖然出身貧寒卻能自學(xué)成才的不言放棄、勇于探索的精神，理解其在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域取得突出成績(jī)后關(guān)注教育、振興國(guó)家的家國(guó)情懷；結(jié)合能源動(dòng)力類專業(yè)，介紹近年來我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)機(jī)、高鐵等，展現(xiàn)機(jī)械大國(guó)的風(fēng)采，引導(dǎo)學(xué)生樹立遠(yuǎn)大理想和愛國(guó)主義情懷，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，鼓勵(lì)學(xué)生勇于肩負(fù)時(shí)代賦予的光榮使命，提高學(xué)生思想政治素質(zhì)[3]。

（二）制圖教學(xué)與職業(yè)觀

以圖紙出錯(cuò)會(huì)給生產(chǎn)帶來?yè)p失甚至是嚴(yán)重的生產(chǎn)事故教育學(xué)生，零件尺寸精度會(huì)對(duì)生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，幫助學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真對(duì)待圖紙的習(xí)慣，推進(jìn)學(xué)生的成本質(zhì)量意識(shí)，遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范的習(xí)慣，形成敬業(yè)、誠(chéng)信等良好的職業(yè)觀。培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和使命感，有助于其學(xué)習(xí)效率的提升。

組合體三視圖是畫法幾何與工程制圖教學(xué)難點(diǎn)。在學(xué)習(xí)中布置一題多解訓(xùn)練題(如求解圓錐體表面對(duì)應(yīng)點(diǎn)的緯圓法和素線法)，適當(dāng)增添較難的題目。鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中不畏困難，積極發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，鍛煉學(xué)生鍥而不舍的意志力、知難而進(jìn)的毅力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)技術(shù)精益求精的良好職業(yè)品質(zhì)。

（三）制圖教學(xué)與文化自信

我國(guó)古代工程圖學(xué)有著非常高的成就，除了理論知識(shí)以外，流傳下來的圖集還包含了各種專業(yè)圖樣的繪制。本門課程的制圖實(shí)踐過程采用典型案例教學(xué)與優(yōu)秀影像資料相結(jié)合的授課方式，對(duì)歷史建筑、傳統(tǒng)工藝的歷史背景、營(yíng)建方式進(jìn)行介紹[4]，挑選出具有代表性的建筑物/構(gòu)筑物給學(xué)生抄繪、測(cè)繪，如中國(guó)傳統(tǒng)建筑特有的結(jié)構(gòu)斗拱、榫卯和傳統(tǒng)工藝魯班鎖等，在訓(xùn)練學(xué)生用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件AutoCAD 練習(xí)形體繪制的同時(shí)進(jìn)行美育，弘揚(yáng)優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，提升學(xué)生的文化自信。

（四）制圖教學(xué)與工程倫理

世界上不可能存在“與倫理無關(guān)”的工程。因此，高校工程教育中也不能缺少工程倫理的教育。

教師要在畫法幾何與工程制圖教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)工程倫理的問題貫穿于工程各個(gè)環(huán)節(jié)中(包含設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)使用及維護(hù)等)。采用討論與項(xiàng)目合作式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，通過對(duì)制圖基礎(chǔ)中機(jī)械圖樣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的講解，進(jìn)行德育滲透教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)，將精益求精、敬業(yè)奉獻(xiàn)、持續(xù)專注、開拓創(chuàng)新和追求極致等實(shí)質(zhì)內(nèi)涵融入課程中。

（五）制圖教學(xué)與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

工程的發(fā)展離不開協(xié)作，其可以是同專業(yè)的多人合作，也可以是不同專業(yè)團(tuán)隊(duì)間的合作。因此，工程制圖教學(xué)需要強(qiáng)調(diào)協(xié)作能力的養(yǎng)成。

在使用實(shí)體三維模型進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，訓(xùn)練學(xué)生能夠選取適當(dāng)?shù)耐队胺较?，完整、?zhǔn)確地繪制出包含正面投影、側(cè)立面投影和水平投影在內(nèi)的三視圖，引導(dǎo)學(xué)生與他人配合協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神、合作意識(shí)和創(chuàng)新能力。

（六）制圖教學(xué)與辯證唯物主義

在組合體的教學(xué)中，需要將幾何形體的三視圖聯(lián)系起來分析才能得出立體的空間形狀和對(duì)應(yīng)關(guān)系，這也體現(xiàn)了辯證唯物主義普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)和發(fā)展的觀點(diǎn)。教師在教學(xué)中除培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力外，還要求學(xué)生從三視圖的聯(lián)系、變化結(jié)合組合體的整體來分析問題，不能主觀、片面、孤立、靜止地看問題，以利于學(xué)生形成科學(xué)的世界觀和方法論。

同時(shí)應(yīng)用辯證唯物主義矛盾的觀點(diǎn)，解決問題要抓主要矛盾，組合體的特征視圖是學(xué)習(xí)看組合體的一個(gè)主要矛盾，找到整體特征和局部特征視圖，指導(dǎo)學(xué)生想象將形體的疊加、剪切、拉伸過程逆向進(jìn)行來還原組合體的空間形態(tài)，以解決問題。

（七）將制圖教學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

隨著我國(guó)高等工科教育的發(fā)展和新工科建設(shè)的進(jìn)行，為了滿足社會(huì)對(duì)畢業(yè)生工程能力要求的提高，高校的新工科人才培養(yǎng)途徑也有全新的提升[5]。具備多學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新能力是當(dāng)今工科大學(xué)生的培養(yǎng)要求，也是能源動(dòng)力類人才培養(yǎng)的核心目標(biāo)。因此，我院能源動(dòng)力類人才培養(yǎng)不僅局限于傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容和課程體系，也很關(guān)注新技術(shù)給能源動(dòng)力帶來的變革[6]，如3D 打印、機(jī)器人和人工智能等技術(shù)。在畫法幾何與工程制圖的授課中，我院結(jié)合3D 打印技術(shù)開展創(chuàng)新思維培養(yǎng)和訓(xùn)練，并取得了一定成果。

（八）制圖教學(xué)與專業(yè)實(shí)踐能力

實(shí)踐能力是工科人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)，其實(shí)現(xiàn)手段也較為明確。根據(jù)現(xiàn)有研究成果可以概括為以下方面。首先，以理論知識(shí)為基礎(chǔ)，融合了課程設(shè)計(jì)、工程實(shí)訓(xùn)、見習(xí)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)[7]。我院主要通過進(jìn)行校企合作、派遣學(xué)生假期頂崗實(shí)習(xí)和參觀實(shí)習(xí)、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室參與科研等教學(xué)模式來進(jìn)行，以此增強(qiáng)對(duì)本專業(yè)的理解，鍛煉學(xué)生解決工程問題的能力。其次，我院引導(dǎo)本科生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參加探索與自主創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新型項(xiàng)目和各級(jí)各類專業(yè)競(jìng)賽等活動(dòng)，以此開闊學(xué)生的眼界，發(fā)散學(xué)生的思維，全面提升學(xué)生的實(shí)踐綜合能力。

三 結(jié)束語

畫法幾何與工程制圖課程作為工科專業(yè)的一門基礎(chǔ)必修課，教學(xué)中要堅(jiān)持以“德育”“智育”并行為原則，明確立德樹人的價(jià)值導(dǎo)向，在傳授識(shí)圖、制圖技能的同時(shí)也要教給學(xué)生善于思考、勇于創(chuàng)新的價(jià)值理念和敬業(yè)奉獻(xiàn)、精益求精的職業(yè)操守。充分利用“智慧課堂”等現(xiàn)代化手段，貫穿以思政教育進(jìn)行融合創(chuàng)新，推動(dòng)專業(yè)課教學(xué)與思政教育相互協(xié)調(diào)又互為補(bǔ)充；重視課程思政新教學(xué)模式的設(shè)計(jì)改革，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)和潛能；加強(qiáng)校企合作，吸引學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，以產(chǎn)學(xué)研一體化發(fā)展助推課程思政；轉(zhuǎn)變陳舊的教學(xué)評(píng)價(jià)體系為新型課程思政教育評(píng)價(jià)體系，重點(diǎn)考量教育的達(dá)成度和學(xué)生的接受度，努力把畫法幾何與工程制圖打造成課程思政的一流課程。