基于对分课堂模式的工程制图教改探索

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　　摘  要 工程制图是工科大学生必修的工程基础课，对工程类人才的培养起着重要作用。将优化的对分课堂教学模式引入工程制图课程教学，以任务为主线，引导学生发散思维、主动学习。结果表明，该模式调动了学生的学习热情，教学效果明显优于传统讲授式教学。
　　关键词 对分课堂;工程制图;教学模式;自主学习
　　Abstract Engineering drawing is a compulsory basic Engineering course for engineering students， which plays an important role in the training of Engineering talents. The author introduces the optimized PAD Class teaching mode into the teaching of Engineering Drawing. With tasks as the main line， the students are guided to diverge their thinking and learn actively. The results show that the model mobilizes students’ enthusiasm for learning， and the teaching effect is obviously better than the traditional teaching method.
　　Key words PAD class; engineering drawing; teaching model; self-regulated learning
　　1 引言
　　工程图样是现代生产中重要的技术文件，被称为工程界的语言。工程制图主要研究绘制和阅读工程图样的基本理论和方法，是一门理论严谨、实践性强的工程基础课，对培养学生掌握科学思维方法、提高空间想象力、增强工程和创新意识起着重要作用[1]。课程性质决定了学习者要以“图”为中心，不断地进行由物画图和由图想物的转化训练。
　　近年入学的“95后”甚至“00后”们，出生在信息时代，具有较强的自我发展意识，对挑战性的任务感兴趣，不满足传统课堂的授课方式。但是，他们几乎没有接受过空间思维的训练，且对零件形状、机械加工等没有直观的感性认识，自主学习能力又欠缺。
　　在学习过程中，他们习惯从空间到平面的思维，普遍感到从平面到空间的思维比较困难，因此会过分依赖空间想象力，忽视投影规律，忽视作图方法的积累。而投影规律是制图课的基础，作图方法的积累过程正是锻炼空间思维能力，提高绘图和读图能力的重要过程。学生反映学习工程制图的难度较大，有的学生投入了很大的精力，却得不到理想的效果。
　　为此，现阶段设计教学方案时应采用合适的教学方法，在注重培养学生空间思维能力的同时，主要引导学生加强投影规律认识，体会如何将想象与方法恰当融合，培养学生自主学习的能力，从而使他们尽快掌握工程界表达设计思想、交流设计理念的这一独特“语言”，为学习后续专业课打好基础。
　　从开展第二课堂，组织读图竞赛、CAD竞赛等，到小班化教学，南京工业大学制图课教学改革一直没有停止过。虽然高校教学改革中用翻转课堂、慕课的很多，效果也不错，但制图课的性质决定了课堂仍不可替代，教改要做的是采用有效方法提高课堂效率。
　　2 对分课堂
　　传统的讲授式课堂，教师完成讲授任务，学生并未完成学习任务。而研讨式课堂，给学生讨论的机会，有助于提升学生的主动性;但是当堂讨论，不符合人类学习的心理学原理——教师刚讲完，学生对教学内容尚未完全理解，没有时间思考，很难立刻展开有效的讨论。
　　复旦大学心理系博士生导师张学新教授融合了讲授式课堂与研讨式课堂的优点，提出对分课堂新型教学模式。该模式基于创造性学习的原则和渐进自主原则，从心理学原理出发，重构课堂教学为层次递进的讲授（Presentation）、内化吸收（Assimilation）和讨论（Discussion）三个过程。其核心理念是把课堂分为两半，一半教师讲授，另一半学生以讨论的方式进行交互式学习[2]。教师对这两种方式都熟悉，但把它们的时间错开并融合为一种模式是一个创新，是对传统课堂教学的根本性变革。
　　这一模式是否适合制图课教学？笔者进行了研究。
　　1）笔者所在工程图学教学团队成员均来自教学一线，都具有扎实的图学理论基础，热爱图学教育，熟悉学生特点，一直致力于制图课程教学改革并取得一定的成效。团队教师参加对分课堂教学模式培训，学习了相关材料，透彻理解了对分课堂背后國际领先的教学理念和科学严谨的教学设计。
　　2）笔者所在团队编写的江苏省高等学校重点教材非常适合学生自主学习。
　　3）笔者对学生进行了问卷调查，在收到的443份有效答卷中，69.08%的学生希望的教学方式为：
　　①老师讲授为主，辅以自学和讨论;
　　②老师讲，学生学、练，老师再辅导;
　　③老师先讲，学生思考;
　　④老师授课，学生课后加以深入学习;
　　⑤老师授课加上讨论互动;
　　⑥老师先讲授，学生后讨论与自主学习;
　　⑦老师辅导，学生先自己消化，再加适当的同学讨论。
　　由此可见，对分课堂是一种学生喜欢、教师容易实践，可有效增加课堂互动、促进学生思考的教学模式，可以尝试用在制图课教学中。笔者决定选一个自然班进行试点，摸索适合制图教学的对分方式，总结经验后再推广。
　　3 具体操作
　　开课之初在对分易平台创建课程、学期和班级，让全班学生进入。对分的形式有当堂对分和隔堂对分，根据教学内容，一般采用隔堂对分，具体操作如下。 　　第一次课，教师用50～55分钟在课堂讲授章节重点内容并且布置任务。
　　课后，学生进行复习，初步完成任务并预备讨论。这一内化吸收过程，完全由学生根据实际情况自主安排，他们可以在图书馆、教室、寝室等任何地方，在规定时间内，以自己的节奏、自己的方式（包括画轴测图和做模型），结合“亮考帮”思路消化课堂讲授内容并进行拓展。
　　“亮闪闪”：总结出自己感受最深、受益最大、最欣赏的内容。
　　“考考你”：把自己已理解但感觉其他学生存在困惑的地方以问题的形式表述出来。
　　“帮帮我”：把自己不懂、不会或想要了解的内容归纳为问题。
　　第二次课回到课堂，前一半时间进行交流和讨论，后一半时间教师讲授下一章节内容。讨论过程如下
　　1）小组内个人陈述（5分钟）。每组四位学生，要求每人发言并展示已完成或未完成的任务和作业。分组方式：通过对分易平台随机分组，每次的合作伙伴不同，有新鲜感。
　　2）小组讨论（10分钟）。交流不同意见，通过互相启发，达到深入理解所学内容的效果。确定一位学生进行记录和整理，准备作为代表在全班交流。讨论基于教材内容和任务，做有限的发散，教师注意控制学生拓展的范围，不偏离太多。对于小组代表，已做过代表或回答过问题的学生短时间内不再做代表，让每位学生都有机会表现。
　　3）全班交流（15分钟）。小组代表自由发言，发言内容代表小组，教师给的评分是全小组的成绩，通过激励制度培养学生责任感，促进小组共同进步。如果时间允许，教师抽取学生回答问题。抽取时要进行全面考虑，有时抽取不认真的学生进行警示，有时抽取好学生带动气氛，有时抽取内向的，鼓励其在全班分享学习收获。
　　4）教师在讨论的基础上进行总结（5～10分钟）。经过交流，学生透彻理解了教学内容，回去完成作业。有时要求通过对分易平台上传作业，严格规定截止时间，培养学生的时间观念。教师批改每份作业及之后订正的作业并登记成绩，作为过程考核的依据。
　　4 教学创新
　　笔者所在教学团队不是简单地应用对分模式，而是吸取其精华，根据工程制图课的特点，有改进地运用。主要体现在讲授时，教师不仅讲概念、重点、难点，还要启发学生发散思维;而在讨论阶段，以任务为主线，引导学生主动学习、互相交流。如教师讲圆柱的截交线时，讲截交线的概念、性质等，重点讲圆柱被一个面截切，截交线为椭圆的情况，随后启发学生想象出圆柱被几个面截切的情况以及生活中的实例，并布置画出其投影图的任务。
　　5 效果及小结
　　将优化过的对分课堂模式引入制图课的教学，将课堂分为时间错开的两部分：讲授时教师精讲留白[3]，讨论时生生互动、师生互动，两次课之间鼓励学生自主性学习，注重培养他们勤于思考的学习习惯，并加强实践环节，强化过程考核，取得很好的教学效果。
　　首先，学生学得好。采用对分课堂学习圆柱的截交线，个别优秀学生甚至能进一步思考，画出筒体被切或被穿孔的投影图作为“亮闪闪”在全班分享。
　　由于点的两个投影可以确定点的空间位置，理论上也可以确定直線的情况，一位学生用“考考你”提出：当两个投影都是直线，究竟是投影面平行线还是投影面垂直线？怎样区分？各小组进行了热烈的讨论，最后归纳出：投影面平行线的两投影垂直于两投影之间的投影轴，投影面垂直线的两投影平行于两投影之间的投影轴。
　　“帮帮我”：相贯线是本课程难点，有学生以“帮帮我”提出请求，有两个小组派代表直接上讲台展示。
　　将这个班两学期结束统一考试卷面成绩与同一位教师采用传统讲授模式教学的同专业另一个自然班（32人）的成绩进行比较，可以看出，采用对分课堂教学模式班级考高分的学生多（图1、图2），班级平均分高出传统讲授班12%以上（图3）。对分课堂模式的教学效果十分显著。
　　其次，学生学得多。课程结束之前，采用对分方法，学生顺利完成一项大任务：画出齿轮减速器的装配图及其主要零件的零件图。在有限的学时内取得可喜的成果。
　　此外，学生学得扎实。据后续课程，如机械原理、机械设计的教师反馈，采用对分模式教授的学生善于分析思考、工程素养高，在课程设计中表现出更强的制图能力。
　　课后问卷调查结果显示，学生一致认为对分课堂教学模式提升了他们学习工程制图的积极性、主动性，对学习效果持肯定态度，希望未来继续使用该模式。
　　在课程学习小结中，他们说：
　　教学方法比较灵活、独特，老师采取了讲课加分组讨论回答问题的方式来促进我们学习。
　　感谢工图老师灵活的教学方法，让我们在学习中找到乐趣，轻松掌握了这门课程。
　　课堂上，我能感受到一种轻松的氛围，同学们也更加积极活跃。
　　我明白了团队的重要性以及集体的强大力量，也让我意识到自己还有许多需要继续学习的地方。
　　我明白了自我学习和团队配合的重要性，老师在学习过程中只是起了引导作用，而学习的主体还是自己。
　　这门课程教会我的不仅仅是知识，更是严谨、细致的态度。
　　更培养了我们认真负责、踏实细致的工作作风、科学严谨的工作态度和团队精神。
　　我觉得您的“亮考帮”非常棒。
　　特别感谢老师，不仅传授知识，也教我们学习的方法。
　　我们不仅巩固并拓展了制图技术，更学到了团队协作的精神。
　　学到了许多基本知识，也明白了团队协作和合作的重要性。
　　除了小组内的帮助，还有小组间的帮助。
　　……
　　教学团队在工程制图教学方式上的改革探索，改变了以往以教师讲授为主、学生被动学习的课堂教学模式，提高了学生学习的主动性，他们互相启发、互相促进，收获满满：不仅学到了制图理论和方法，而且培养了严谨的工作作风，增强了自主学习能力，提高了团队协作与沟通能力，初步具备了工程素养，更重要的是获得了一种终身学习的方法。
　　对分模式强调精讲留白，促使教师注重学习、加强交流，不断提升自己的教学能力，在把握教育理念的基础上不断探索，以提高学生的学习能力和促进学生的发展为目标，做出更多的教学改进，有利于学生乐学善学、更快更好地掌握所学知识。
　　对分课堂教学模式充分调动了学生学习的自主性，促进他们积极投入课堂学习和课外学习，并充分利用课外学习资源丰富性等优势，提高了学生的学习质量。
　　实践证明，由于教师注意启发学生并布置能够引导学生思考的任务，对分课堂模式用在工程制图教学中效果很好，因此，笔者所在教学团队打算逐步在各教学班实行并建议在其他工科课程中推广。
　　参考文献
　　[1]程可.机械制图[M].北京：化学工业出版社，2015.
　　[2]张学新.对分课堂：大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛：2014，12（5）：5-10.
　　[3]张学新.对分课堂：中国教育的新智慧[M].北京：科学出版社，2016.
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