《工程制圖》創(chuàng)新教學(xué)模式(科學(xué)總結(jié))

1、工程制圖創(chuàng)新教學(xué)模式（科學(xué)總結(jié)）左宗義 馮開(kāi)平 唐西隆 譚夏梅 李 冰 前言隨著經(jīng)濟(jì)全球化和教育國(guó)際化的進(jìn)展，教育的重心也由以往的注重傳授知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貙W(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，尤其是創(chuàng)新、創(chuàng)造的能力的培養(yǎng)。工程制圖課程作為一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，其發(fā)展也步入了一個(gè)新時(shí)代。近十年來(lái)計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)、虛擬真實(shí)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)的發(fā)展，大大改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和繪圖概念的觀念。只有準(zhǔn)確定位工程制圖課程的性質(zhì)、目標(biāo)及要求，不斷更新教學(xué)觀念，探索道路，引入新內(nèi)容，創(chuàng)建新方法，才能逐步適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步。為此，在多年的教學(xué)改革中，我們創(chuàng)建了一種以創(chuàng)新教育為目標(biāo)、以三維設(shè)計(jì)為主線、以教學(xué)資源為支撐、以信息技術(shù)

2、與課程教學(xué)全方位整合為載體的開(kāi)放式工程制圖創(chuàng)新教學(xué)模式。該模式對(duì)于傳統(tǒng)的模式有較大的創(chuàng)新和突破，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：1） 教學(xué)觀念突出精品意識(shí)，全面體現(xiàn)“知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、傳統(tǒng)與創(chuàng)新”三位一體的教學(xué)功能，利用現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)對(duì)教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)組織架構(gòu)等全面改革；從教材編寫，課件制作，課堂講授、討論、課后作業(yè)、實(shí)踐、以及考核方法等方面落實(shí)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的“兩元論”新型創(chuàng)新教學(xué)模式。在教學(xué)手段上，充分利用自主開(kāi)發(fā)和創(chuàng)建的立體化教學(xué)資源作為創(chuàng)新教學(xué)的外部支撐環(huán)境，完成了教材、多媒體教學(xué)軟件、教學(xué)網(wǎng)站配套建設(shè)；并以虛擬真實(shí)為特征不斷優(yōu)化教學(xué)軟件，使學(xué)生能主動(dòng)式獲取知識(shí)，從而更符

3、合認(rèn)知規(guī)律，滿足學(xué)生個(gè)性化的自主性和探究性的學(xué)習(xí)。在教學(xué)方法上，以三維造型設(shè)計(jì)作一條主線貫穿于課程教學(xué)的始終，全面推行以創(chuàng)新實(shí)踐為主、課堂教學(xué)為輔的教學(xué)模式，大大提高了學(xué)生的空間思維和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的工程素質(zhì)。2）作為成果應(yīng)用的外延，開(kāi)創(chuàng)了工程制圖國(guó)際化教育與合作的新局面。通過(guò)與國(guó)際圖學(xué)界的廣泛交流合作、引進(jìn)和消化國(guó)外原版教材、開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)，聘請(qǐng)資深國(guó)外圖學(xué)教授授課，使我系教師素質(zhì)得到提高。依托教學(xué)科研更新和充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，不僅使創(chuàng)新教學(xué)的應(yīng)用得以延伸，同時(shí)也深化了創(chuàng)新教學(xué)，為學(xué)科的跨越式發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，并為教師的教學(xué)和科研開(kāi)辟了廣闊的空間。1基本內(nèi)容1.1 計(jì)算機(jī)繪圖與傳統(tǒng)教學(xué)兼容

4、并重，三維造型設(shè)計(jì)為主線融會(huì)貫通為了充分體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、先進(jìn)性和科學(xué)性的基礎(chǔ)上，我們將計(jì)算機(jī)繪圖貫穿于教學(xué)的始終與傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容有機(jī)融合，以創(chuàng)新三維設(shè)計(jì)為主線，實(shí)現(xiàn)實(shí)體造型設(shè)計(jì)與投影繪圖相結(jié)合，個(gè)人學(xué)習(xí)與分組合作相結(jié)合，課堂講授與實(shí)踐、討論、報(bào)告相結(jié)合，從而增強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)圖形的理解、認(rèn)識(shí)和表達(dá)的工程素質(zhì)。在學(xué)期初就引入三維造型并貫穿于始終，學(xué)生自行組織成為團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計(jì)、造型、出圖、書(shū)寫報(bào)告、班級(jí)演講等完成全過(guò)程的訓(xùn)練。強(qiáng)調(diào)自行組織和負(fù)責(zé)，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的自主性、創(chuàng)新性和實(shí)用性，在不考慮材料、工藝等條件下，讓學(xué)生自由發(fā)揮，以培養(yǎng)學(xué)生形體設(shè)計(jì)和表達(dá)能力以及組織能力和團(tuán)隊(duì)精神。為了提高學(xué)生的創(chuàng)

5、新創(chuàng)造能力，在實(shí)踐教學(xué)方面，除了教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中的手工儀器繪圖、零部件測(cè)繪、草圖訓(xùn)練和計(jì)算機(jī)繪圖、形體構(gòu)思訓(xùn)練之外，還開(kāi)展了豐富的第二課堂活動(dòng)，如不定期地組織學(xué)生到設(shè)計(jì)部門和軟件公司參觀，協(xié)助學(xué)院舉辦AutoCAD技能大賽和指導(dǎo)學(xué)生參加全省以至全國(guó)的挑戰(zhàn)杯賽和其他設(shè)計(jì)比賽，要求學(xué)生撰寫和發(fā)表科學(xué)論文等，并鼓勵(lì)和吸收學(xué)生參與教師的教學(xué)科研活動(dòng)，這些活動(dòng)強(qiáng)化了教學(xué)效果，擴(kuò)大了學(xué)生的眼界，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性和學(xué)習(xí)興趣。每一年級(jí)都有學(xué)生參加教學(xué)科研和開(kāi)發(fā)活動(dòng)，有些學(xué)生（如機(jī)械設(shè)計(jì)2001級(jí)學(xué)生鄭麗佳、褥銅）從一年級(jí)到四年級(jí)一直老師的指導(dǎo)下參與工程制圖多媒體軟件及網(wǎng)站的開(kāi)發(fā)工作，自身能力得到很大的提高，在

6、2004年廣東省首屆大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中，鄭麗佳、褥銅同學(xué)榮獲一等獎(jiǎng)。1.2 立體化的教學(xué)資源營(yíng)造創(chuàng)新教學(xué)的最佳環(huán)境創(chuàng)新教學(xué)得以順利實(shí)施，前提在于建設(shè)了全套與之配合的教學(xué)資源；從出版教材、開(kāi)發(fā)課件到教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)，構(gòu)成立體化、系列化的教學(xué)資源系統(tǒng)。自2000年以來(lái)，正式出版了與課程改革相適應(yīng)的3套教材、習(xí)題集和配套光盤，編印了三套用于雙語(yǔ)教學(xué)的選自英文原版教材的講義。出版的教材在國(guó)內(nèi)擁有廣泛的用戶，三年來(lái)，主編的教材和開(kāi)發(fā)的多媒體教學(xué)光盤由華南理工大學(xué)出版社發(fā)行，教材9.4萬(wàn)本，學(xué)生版光盤2.35萬(wàn)套。其中畫法幾何與機(jī)械制圖教材多媒體教學(xué)光盤獲得中國(guó)工程圖學(xué)學(xué)會(huì)優(yōu)秀獎(jiǎng)。完成開(kāi)發(fā)了4套工程制

7、圖系列多媒體課堂教學(xué)軟件，軟件遵循現(xiàn)代教育理論和方法，體現(xiàn)系統(tǒng)工程思想和現(xiàn)代教育規(guī)律，對(duì)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)難點(diǎn)、信息素材的整合、教學(xué)藝術(shù)的呈現(xiàn)等有較好的把握，多次獲得部級(jí)、校級(jí)優(yōu)秀CAI軟件獎(jiǎng)，其中教師版工程制圖教學(xué)軟件在全國(guó)圖學(xué)界享有盛譽(yù)，在全國(guó)高校廣泛采用（用戶學(xué)校104所，包括中國(guó)科技大學(xué)、浙江大學(xué)、西安交大等），軟件的先進(jìn)性和創(chuàng)新性得到工程圖學(xué)界的專家們的較高評(píng)價(jià)。自主開(kāi)發(fā)了虛擬真實(shí)的基于VRML工程制圖主動(dòng)式教學(xué)網(wǎng)站為創(chuàng)新教學(xué)提供了支持環(huán)境。軟件和網(wǎng)站的創(chuàng)新點(diǎn)主要在于應(yīng)用了虛擬真實(shí)技術(shù)，有益于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，主動(dòng)獲取知識(shí)。學(xué)生版CAI軟件使學(xué)生隨時(shí)可以進(jìn)行個(gè)別化的自主學(xué)習(xí)，自行選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容

8、和控制學(xué)習(xí)進(jìn)度。1.3 雙語(yǔ)教學(xué)，補(bǔ)充創(chuàng)新教學(xué)的內(nèi)涵 在當(dāng)前教育趨于國(guó)際化的大環(huán)境下，高校開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)成為創(chuàng)新教學(xué)改革中的嶄新課題。我系執(zhí)行雙語(yǔ)教學(xué)已三年，引進(jìn)和編寫了三本英文講義，開(kāi)發(fā)了英文軟件，雙語(yǔ)教學(xué)取得顯著成效。從2002年起，在部分專業(yè)（如機(jī)自、計(jì)算機(jī)、信息工程、國(guó)貿(mào)、自動(dòng)化等）開(kāi)展了工程制圖雙語(yǔ)教學(xué)，教材與習(xí)題集均有中英文版本，課堂教學(xué)軟件也有中英文版本，考試也采用英文題目。而且，學(xué)生的設(shè)計(jì)報(bào)告及論文多采用了英文，多數(shù)小組也用英文作演講。半數(shù)學(xué)生能在課程結(jié)束的時(shí)候聽(tīng)懂全部英語(yǔ)，其余也能聽(tīng)懂教學(xué)內(nèi)容。雙語(yǔ)教學(xué)完全是與以三維造型設(shè)計(jì)為主線的創(chuàng)新教學(xué)齊頭并進(jìn)的，因此，雙語(yǔ)教學(xué)成為創(chuàng)新教學(xué)

9、的有益補(bǔ)充。1.4 國(guó)際化道路，創(chuàng)新教學(xué)的外延為了順應(yīng)教育國(guó)際化的趨勢(shì)，我系積極開(kāi)展國(guó)際學(xué)術(shù)交流合作，與國(guó)外多所大學(xué)建立了教學(xué)、科研方面的長(zhǎng)期合作關(guān)系。2000年至今，獲得在科技部立項(xiàng)的中國(guó)與波蘭合作的基于教學(xué)改革的科研項(xiàng)目?jī)身?xiàng)：計(jì)算機(jī)繪圖在工程圖學(xué)中的應(yīng)用研究和虛擬真實(shí)技術(shù)在工程圖學(xué)中的應(yīng)用研究，開(kāi)創(chuàng)了工程圖學(xué)界與國(guó)外大學(xué)合作研究的先例。2003年春波蘭克拉克夫工業(yè)大學(xué)教授Renata Gorska博士來(lái)我系講授工程制圖和三維可視化技術(shù)。華沙工業(yè)大學(xué)、克拉克夫工業(yè)大學(xué)、格但斯克工業(yè)大學(xué)的7位教師來(lái)過(guò)我校進(jìn)行工程圖學(xué)方面的學(xué)術(shù)交流與合作。我們自主開(kāi)發(fā)的教學(xué)軟件被翻譯成波蘭文，應(yīng)用于格但斯克工業(yè)

10、大學(xué)的工程制圖課堂教學(xué)。我們與美國(guó)密執(zhí)根大學(xué)和普度大學(xué)互相交換了工程制圖教材，并贈(zèng)送了我系開(kāi)發(fā)的教學(xué)軟件。近年來(lái)，我系左宗義、馮開(kāi)平教授三次前往歐洲多所大學(xué)講學(xué)，作了多場(chǎng)學(xué)術(shù)報(bào)告。我系許多人教師次參加了國(guó)際圖學(xué)教育研討會(huì)。這些交流與合作，使我們的教師增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)，開(kāi)闊了眼界，素質(zhì)得到很大的提高，不僅有力地促進(jìn)了創(chuàng)新教學(xué)，同時(shí)也擴(kuò)大了我校在國(guó)內(nèi)和國(guó)際圖學(xué)界的影響。2 實(shí)踐效果 21 教學(xué)效果評(píng)價(jià) 工程制圖課程的創(chuàng)新教學(xué)模式，遵循了現(xiàn)代教育思想，以創(chuàng)新為目標(biāo)，從教學(xué)思想的深入探討、教學(xué)內(nèi)容體系的優(yōu)化組合、現(xiàn)代教育技術(shù)的綜合利用、課堂教學(xué)的改革實(shí)踐以及引導(dǎo)學(xué)生課后創(chuàng)新活動(dòng)等方面，進(jìn)行了不斷的探索、積累

11、和發(fā)展，取得了顯著的效果。通過(guò)對(duì)學(xué)生的調(diào)查與測(cè)評(píng)統(tǒng)計(jì)（表1，表2），可看出學(xué)生對(duì)這種創(chuàng)新教學(xué)模式非常歡迎，從學(xué)生的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)和綜合測(cè)評(píng)的結(jié)果，可以感到學(xué)生的創(chuàng)新能力得到較大地提高。與此同時(shí)，通過(guò)開(kāi)展一系列創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)，教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)得到更新，教學(xué)水平和科研能力大大提高。近年來(lái)，已有多人次參加國(guó)內(nèi)外各種學(xué)術(shù)會(huì)議，并在國(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)刊物和學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表多篇論文，整體師資水平有了顯著的提高。表1 開(kāi)展創(chuàng)新教學(xué)效果學(xué)生調(diào)查統(tǒng)計(jì) 項(xiàng) 目好較好一般差分組教學(xué)是否好100%計(jì)算機(jī)繪圖講解是否合適86%8%6%課堂教學(xué)方式是否受歡迎90%10%是否掌握了課程的主要內(nèi)容80%15%5%是否增加學(xué)習(xí)興趣100%雙語(yǔ)

12、教學(xué)是否受歡迎70%10%15%5% 班數(shù)：9 學(xué)生人數(shù)： 358表2 工程制圖雙語(yǔ)教學(xué)的實(shí)施效果評(píng)價(jià)項(xiàng) 目非常滿意比較滿意不滿意教材及輔助資料90%10%0%外籍教師授課方式90%10%0%本國(guó)教師授課方式80%20%0%授課形式85%13%2%教學(xué)氛圍85%10%5%綜合知識(shí)獲得85%12%3%課時(shí)設(shè)置89%10%1%外語(yǔ)水平提高75%15%10%專業(yè)視野開(kāi)拓95%5%0%自信心獨(dú)立性提高90%5%5%語(yǔ)言交流能力提高80%15%5%原理掌握和應(yīng)用90%5%5%獨(dú)立完成設(shè)計(jì)85%10%5% 1）國(guó)內(nèi)專家同行的評(píng)價(jià)前教育部教材編委會(huì)成員鄺樹(shù)芬教授評(píng)價(jià)說(shuō)，“你們近年取得的成就巨大，學(xué)科和課程有

13、了很大的發(fā)展”。本校督導(dǎo)員王小鳳教授在聽(tīng)了我系左宗義教授的課后，對(duì)工程制圖采用多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)十分贊賞，說(shuō)：“就連我這樣的外行都能理解教學(xué)的內(nèi)容。采用多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，能大大加速學(xué)習(xí)的進(jìn)程?！睆V州大學(xué)黃水生教授評(píng)價(jià)說(shuō)，“廣東工業(yè)大學(xué)圖學(xué)與數(shù)字媒體工程系用現(xiàn)代化的教學(xué)思想和技術(shù)手段，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，通過(guò)采用計(jì)算機(jī)多媒體軟件和網(wǎng)上虛擬真實(shí)教學(xué)軟件輔助教學(xué)，創(chuàng)建了一套面向未來(lái)的現(xiàn)代教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為本的教學(xué)理念，教學(xué)質(zhì)量得到全面提升，大大地提高了學(xué)生的空間想象力和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力?！?2）學(xué)生評(píng)價(jià) 雙語(yǔ)工程制圖班的計(jì)算機(jī)專業(yè)2002級(jí)學(xué)生邵林翰、梁海在課程總結(jié)中寫道：“使用多媒體給課

14、堂增添了活力，使多媒體的優(yōu)勢(shì)得到極大的體現(xiàn)。不僅提高了我們對(duì)于這一學(xué)科的興趣和對(duì)這一學(xué)科的更深刻理解，還提高了我們的綜合素質(zhì)?，F(xiàn)在我們實(shí)現(xiàn)了類似全英語(yǔ)教學(xué)的教學(xué)方式。我們慢慢地適應(yīng)了這種學(xué)習(xí)方式并對(duì)它產(chǎn)生濃厚的興趣?！毙畔I(yè)2002級(jí)張惠華寫道：“左老師的教學(xué)真是精彩絕倫。其中雙語(yǔ)教學(xué)更是十分精彩。我學(xué)到的知識(shí)是比其它班的同學(xué)要多很多，因?yàn)槲以谡n堂上可以鍛煉自己的英語(yǔ)聽(tīng)力，不只是工程制圖這一門課程的知識(shí)。而且，老師使計(jì)算機(jī)制圖融入工程制圖的方法更是使我們和世界的高科技接軌。” 21 教學(xué)效果的影響創(chuàng)新教學(xué)模式在我校已經(jīng)全面鋪開(kāi)并取得良好的效果。2003年，工程制圖獲廣東省精品課程稱號(hào)。由于我

15、系在國(guó)內(nèi)外，尤其是在對(duì)外交流與合作中在國(guó)際圖學(xué)界的影響力，于2004年8月成功主辦了第十一屆幾何與圖學(xué)國(guó)際會(huì)議，會(huì)議取得圓滿成功。來(lái)自14個(gè)國(guó)家的130名代表參加了會(huì)議。同時(shí)，更多的國(guó)外大學(xué)紛紛要求與我們合作。2004年2月，德國(guó)不來(lái)梅大學(xué)Friedrich教授來(lái)我校開(kāi)展學(xué)術(shù)交流、授課、報(bào)告等活動(dòng)，與我校合作進(jìn)行E-learning方面的研究。目前，F(xiàn)riedrich教授已被聘為我?？妥淌?，每年將來(lái)我校講學(xué)12個(gè)月。2004年8月，國(guó)際幾何與圖學(xué)會(huì)主席Gunter Weiss教授和副主席Stachel教授來(lái)我校進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。頻繁的國(guó)際交流與合作說(shuō)明了我系的教學(xué)與科研正在與國(guó)際接軌，也充分說(shuō)明

16、我們的成果-創(chuàng)新教學(xué)模式已經(jīng)產(chǎn)生的巨大影響。 3 理論水平 工程制圖課程的創(chuàng)新教學(xué)研究是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要與時(shí)俱進(jìn)，緊緊圍繞著培養(yǎng)創(chuàng)新、創(chuàng)造型人才的教學(xué)目標(biāo)不斷更新與發(fā)展。工程制圖課程的創(chuàng)新教學(xué)模式從根本上打破了傳統(tǒng)的僵化的教學(xué)模式，通過(guò)一系列創(chuàng)新教學(xué)方式，塑造了一個(gè)全新的教與學(xué)雙向互動(dòng)的教學(xué)環(huán)境。從教育學(xué)、心理學(xué)、行為科學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，這種靈活互動(dòng)、以創(chuàng)新實(shí)踐為主的新型教育模式更符合人的認(rèn)知規(guī)律，更有利于素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的實(shí)施。在這種創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐中，教師和學(xué)生實(shí)現(xiàn)了真正意義上的教學(xué)相長(zhǎng)。4 推廣價(jià)值 工程制圖創(chuàng)新教學(xué)模式在工程制圖教學(xué)體系、內(nèi)容、方法、手段等方面有較大創(chuàng)新，探索了創(chuàng)新教育在人才成長(zhǎng)中的作用點(diǎn)，理論上有較高水平。體現(xiàn)了現(xiàn)代教育理論在主動(dòng)式教學(xué)中的作用，研究成果在一定程度上驗(yàn)證并豐富了教育學(xué)、創(chuàng)造學(xué)、