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新工科背景下土木工程制图课程教学改革探索

刘鹏飞
  
安家(建筑与工程)
2021年31期
铜陵学院建筑工程学院 安徽 铜陵 244000

摘要:新工科背景下,高校纷纷调整自身人才培养目标,尝试将人才培养质量提高到一个全新层面。为了提高学生应用知识、分析问题、创新设计等方面的能力,高校对教学内容、教学设计、考核形式等进行了大胆改革与创新,动用一切力量推动新工科人才培养目标的实现。本文在新工科背景下,针对土木工程制图课程教学过程中存在的问题进行了分析,对当前教学实践活动中存在的普遍性问题提出了相应的改革措施。

关键词:新工科;土木工程;工程制图

为了顺应新形势下科技与产业变革的发展趋势,国家提出了新工科建设战略行动。地方高校是产业转型和区域经济发展的重要推动力量,与综合高校和在工科发展方面具有领先优势的高校相比更加重视培养应用型人才。

土木工程制图是一门土木工程专业学生必修的基础技术课程,注重培养学生的实践应用能力,通过对空间想象、空间分析、形象思维等能力的培养提高学生表达空间形体的能力。为实现新工科应用型人才培养目标,本文针对土木工程制图教学过程中存在的问题进行了分析,对土木工程制图教学改革提出一些方法和建议。

一、学情分析

土木工程制图课程面对的学生群体主要是刚刚步入大学校门一年级新生,这些学生往往处于大学学习生活的初步适应阶段,对全新的课程安排和学习方法缺乏充分的认识,往往只能将以往在高中阶段掌握的学习方法直接套用到新阶段的学习中。学生在以往学习生活中掌握的与三视图相关的知识已经为土木工程制图课程的学习奠定了良好的基础,但由于课程内容比较抽象,对学生的逻辑思维能力和空间想象力具有较高的要求,因此大部分学生会在这一阶段的学习中遇到一定程度的困难。由于本课程具有较强的实践性并且与专业知识之间衔接紧密,专业基础知识的匮乏进一步提升了新生学习土木工程制图课程的难度。

二、当前土木工程制图教学实践活动中存在的普遍性问题

土木工程制图课程的抽象性、创造性和实践性决定了学生在学习该课程的过程中必须充分调动自身的三维空间想象力、创造性思维能力、绘图能力,并且熟练掌握各种工具的使用方法。土木工程专业的学生通常会在一年级接触到土木工程制图课程,在“产业需求导向,跨界交叉融合,支撑引领行业”的未来工科学生培养要求之下,土木工程制图课程在教学内容、教学方式、课程实践和考核方式等方面都表现出不同程度的问题。

1、教学内容

土木工程制图课程的教学内容主要包括基本理论和投影法、土木工程专业图两个部分,任课教师通常会出于对课程系统性和完整性的考虑,将大约2/3的课堂时间用于讲解制图基础的相关内容,导致课堂教学缺乏针对性,无法突出专业特色。进入工程实践阶段之后,学生无法运用制图理论解决实际问题,在阅读和绘制专业图纸方面表现出明显缺陷,并且在后续课程、毕业设计和未来工作中,这些缺陷会持续得到体现。

2、教学方式

随着土木工程制图课程的建设与发展,部分院校的教学方法和教学手段没有及时得到升级,表现出明显的滞后性。在传统的土木工程制图教学中,教学活动的开展通常会围绕专业知识的传授这一主要目标进行,教师通过“一言堂”的方式开展教学活动,导致学生的学习主动性被严重压抑,不利于学生三维空间想象力、创造性思维和设计性思维的培养。

3、课程实践

由于对土木工程制图课程的实践活动缺乏足够的重视,课程中的工程案例教学部分严重缺失,学生得不到在实践中理解和运用所学知识的机会,因此无法在解决工程问题的过程中对制图学的相关知识进行有效运用,严重影响到学生工程素质的培养和创新能力的发展。

4、考核方式

到目前为止,大部分院校在土木工程制图课程的考核中依然沿用着平时成绩和试卷成绩相结合的传统考核方式。由于考核方式较为单一,重结果而轻过程,并且对学生的学习热情缺乏有效的激励方式,因此对学生学习成绩的提高无法起到正面的促进作用。

三、新工科背景下土木工程制图教学改革的主要形式

1、以社会需求为导向调整课程内容,对知识体系进行重构

土木工程制图课程包括画法几何、土木工程制图、土木工程CAD三个组成部分,具体可以分为基本绘图知识、投影法和基本理论、工程形体的表达、各个专业工程图的识读与绘制、CAD制图等。在传统的工程制图教学活动中,一名任课教师需要独自承担一到两个班级的教学任务,因此在开展教学活动的过程中缺乏针对性,无法突出专业特色,对投影方法和基本理论的讲解占用了过多的课堂时间,导致土木工程制图课程与后续的专业知识衔接出现困难,课程内容设置存在明显的缺陷和不足。在社会需求的导向作用下,土木工程制图课程可以简化为土木工程制图和土木工程CAD两个组成部分,教学内容可以划分为制图基础、专业制图、专业实践等几个相互关联、相互衔接的模块,由具备相关专业背景和专业特长的教师负责其中一个模块的教学,从而实现了教学资源的高效整合以及教学内容的深化和优化,有效推动了教学质量的提升,培养出的人才更加符合社会和行业发展的需求。

2、改革教学方法,采用线上—线下混合式教学

土木工程制图和CAD课程可以开展线上—线下混合式教学方法改革。教师应当以问题为导向整体把握教学目标和教学内容,使学生能够随时随地通过手机客户端获得碎片化的学习资源,在线上完成预习、预习测试、预习问题讨论与反馈等自主学习过程,然后由教师在线下教学中讲授重点知识并进行答疑,最后学生可以在线上完成课后作业、课后讨论、思维导图总结、单元小测试等学习内容。通过线上教学平台,教师可以对MOOC视频、动画演示、微视频等进行灵话运用,根据每个学生的学习状况和学习需求提供不同的多样化学习素材。学生可以开展多角度、全方位的学习,对教学内容进行更加全面、深入的理解。线上—线下混合教学模式下,教师可以围绕问题开展教学,以学生的学习状况为依据对教学内容做出及时调整。在从灌输到探究的教学方法转变过程中,学生的高阶思维能够得到更好地培养,加快应用型人才培养目标的实现。

3、通过试卷命题模块化改革考核方式

随着土木工程制图课程的改革进程逐渐向前推进,基础、专业与实践相结合的模块化课程内容改革导致专业课在考核内容中所占的比重增大,传统的命题模式得以发展,考核的侧重点和对专业知识应用的重视此时方才得以体现。与此同时,为了充分激发学生的学习动力,应当对考核的过程性给予更多的重视。

4、加大工程案例教学在课时安排中所占的比重,注重培养学生的工程实践能力

可以将工程案例上传至教学平台,丰富课前预习、课堂讨论的专业学习内容,通过课后发表评价等方式增强教学活动和实践应用之间的联系,通过生动有趣的课堂教学和兴趣培养为学生学习知识、探索知识创造源源不断的动力,最终实现对学生工程应用能力的强化,培养学生的高阶思维。

新工科背景之下,土木工程制图课程的教学改革已经势在必行。为了培养出更多符合社会和行业需求的应用型人才,各院校应当积极改革工程制图课程的教学内容、教学方法和考核评价机制,从而实现学生三维空间想象力、创造性思维能力、绘图能力,以及对各种工具进行熟练运用的能力的提升。与此同时,各地方院校可以应用线上教学平台开展线上—线下混合式教学,为学生的自主学习创造平台,对学生的自主学习能力和高阶思维进行重点培养。

参考文献

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基金项目:2020年铜陵学院校级重点教学研究项目“新工科背景下基于BIM技术的土木工程制图课程改革研究”(编号:2020xj056);2020年铜陵学院课程思政示范课程“土木工程概论”(编号:2020xj112);2020年安徽省省级课程思政示范课程“土木工程概论”(编号:2020szsfkc0864)

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