王 軍

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術學院江寧分院，江蘇 南京 211122）

1 職業(yè)院?！皺C械識圖”課程開設現(xiàn)狀

目前，職業(yè)院?！皺C械識圖”類課程一般開設一個學年即2 個學期，主要學習內(nèi)容包括：制圖基本知識、投影法及三視圖、基本體與組合體、基本體的軸測圖、平面的投影與線面分析法、截貫體的三視圖、機件的表達方法、標準件和常用件、零件圖、裝配圖和計算機繪圖等。教師根據(jù)課程標準和教學大綱的要求，按照學時總數(shù)制訂授課計劃。授課采用的是常規(guī)的“機械制圖”類教材和配套的習題冊，按照章節(jié)的順序授課并布置課后練習作業(yè)。教學場景為教室黑板+多媒體PPT 的形式，通常以教師講解為主，通過教師對制圖基礎知識的灌輸或相應例題的講解，認為能讓學生聽懂、學會例題并能完成習題冊中類似的題目就算達成教學目標。殊不知，這種以經(jīng)驗為基礎的教學模式和對學生學習規(guī)律間接推測的傳統(tǒng)教學理念，會高估學習者的掌握情況和學習效果，沒有滿足符合大腦運行模式規(guī)律的教學。

2 與腦相宜理念在五年制高職“機械識圖”類課程中的應用

“與腦相宜”這一術語是哈特在20 世紀80 年代初所著的《人類大腦，人類學習》最早提出的[1]。哈特認為教學可以分為“與腦相宜”和“與腦不相宜”兩類，符合大腦運行模式規(guī)律的教學是與腦相宜的教學，而違反大腦運行規(guī)律的教學則是與腦不相宜的教學。在腦與教學的研究領域里，著名的研究者凱恩夫婦和杰森也認為與腦相宜的教學是指承認腦有意義學習的規(guī)律，應該根據(jù)腦的自然學習規(guī)律來組織教學[2]。日本率先在世界上開展“腦科學與教育”的跨學科研究，并于1996 年制定了為期20 年的“腦科學時代”計劃，這被認為是實施走向“精神世紀”的第一步。經(jīng)過考察與實踐研究，在2000 年，日本科學技術振興事業(yè)團又舉辦了更深入的跨專業(yè)“培育腦：學習與教育的科學”學術研討會，從而確立了日本獨特的嶄新跨學科研究領域——“腦科學與教育”，開創(chuàng)了腦科學研究的新紀元[3]。

針對“機械識圖”課程的特點，采用任務驅動的方式，通過探究式、啟發(fā)式等教學方法，讓五年制高職學生能夠深刻理解和掌握對應知識重點和難點，真正能夠做到“活學活用”。因為“機械識圖”課程需要學習者具備良好的空間想象能力，所以教師在教學過程中要清楚每位學生的大腦都是不一樣的，要做到充分了解學生大腦的對應運行機理，明確大腦的學習和提取過程是相對分開、沒有必然直接關聯(lián)的[4]。例如：機械識圖中相對抽象的線面分析法，教師需要選擇合適的例子進行分享，講解時學生通過認真學習和思考掌握例題所對應的方法，但是在進行舉一反三提高練習時會有一部分學生覺得比較茫然，無法提取到剛剛學到的知識點。這部分學生學習上表現(xiàn)出接受很快，但是往往會受到自己心理素質和外部環(huán)境的影響，導致提取有效學習信息時失敗。特別是在單元測驗、期中期末考試時，因為時間的限制使學生的學習水平不能完全客觀地展現(xiàn)出來。這就需要教師在課堂中營造輕松和諧的氛圍，教學過程要由淺入深，并通過選擇合適的練習題目讓學生能夠真正做到高效的知識提取。對于學習上接受慢的學生，教師要依據(jù)大腦運行的規(guī)律，更加有耐心和信心，不能輕易冠以“差生”的稱呼，他們是真正需要關心的人。機械識圖課程的難點多數(shù)在于比較抽象，學生不容易想象和理解，這就要求教師在教學過程中多采用動畫、視頻、數(shù)字化資源平臺等媒介把抽象的知識直觀化。

3 五年制高職“機械識圖”類課程改革實踐

對某高職校數(shù)控技術專業(yè)五年級頂崗實習的45 位同學進行了“機械制圖”課程學習情況的問卷調(diào)查，共回收有效問卷40 份。問卷的問題有：（1）制圖標準掌握不夠（占42.1%）；（2）復雜結構體的線面分析法不能靈活使用（占36.3%）；（3）標準件和常用件的畫法不夠準確（占32.5%）；（4）復雜零件圖的視圖表達與標注存在困惑（占30.2%）；（5）讀裝配圖和拆畫零件圖存在問題（占38.1%）。針對上述問題，對五年制高職“機械識圖”課程進行改革，主要體現(xiàn)在對課程資源的整合與優(yōu)化，教學理念和方法的革新，數(shù)字化課程資源平臺的引入，科學多元化評價等，讓學生真正做到了“在做中學”，教師“在做中教”。

3.1 課程項目化改造

課程改革采用“項目+任務驅動”，把“機械識圖”類課程分為若干個學習情境項目，每個項目分為3～5 個學習任務，選擇企業(yè)實際生產(chǎn)的產(chǎn)品為載體，通過模擬企業(yè)真實的工作情境，培養(yǎng)學生的工匠精神、崗位意識和綜合素養(yǎng)。

3.2 教學方法改革

根據(jù)五年制高職學生大腦的認知規(guī)律和課程內(nèi)容，采用“線上+線下”混合式教學模式，將信息技術與項目任務驅動有機的結合起來：（1）在課前階段，任課教師通過網(wǎng)絡平臺發(fā)布預習資源，提出預習要求，讓學生先行完成自主學習。（2）在課中階段，任課教師通過學生線上完成的預習情況，線下課堂中有側重的分析課程任務的重點和難點。在線下課堂教學過程中，還需要設計學生積極參與的環(huán)節(jié)。例如，任課教師在講授完某一例題后，以另一相關練習題為例，提問學生進行分析講解，不但鞏固了知識點還提高了學生的思維能力和表達能力。在學習組合體相關知識點時，有效的運用計算機輔助設計軟件輔助教學。在學習組合體尺寸標注時，運用CAD 軟件形象、直觀的講解標注過程。還可以設置一些改錯題，讓學生去積極思考和查找尺寸標注中的錯誤之處。將復雜組合體的相關視圖以三維實體模型的方式展現(xiàn)給學生，可以有效的激發(fā)學生的學習積極性，還能提前培養(yǎng)學生學習計算機輔助設計軟件的興趣。（3）在課后階段，通過拓展練習來鞏固學習效果，讓學生能夠產(chǎn)生有效的知識提取。例如，給定某2 個基本視圖，讓學生盡可能多的想出第三個基本視圖，有利于培養(yǎng)學生的空間想象和創(chuàng)新能力。通過線下、線上學生完成對應練習題，進行有效拓展訓練。還可以通過建立學習QQ 群的方式，對學生提出的問題進行及時解答，還選擇職業(yè)院校技能大賽零部件測繪與CAD 成圖技術省賽獲獎選手作為助手，協(xié)助任課教師解答問題。

3.3 課程評價模式改革

課程評價采取多元化評價方式，“機械識圖”類課程第一學期以機械制圖基礎知識學習和空間想象力培養(yǎng)為主，第二學期以標準件、零件圖和裝配圖等知識學習為主。評價方式有：（1）常規(guī)性評價：包括學生出勤次數(shù)、課堂筆記、課后作業(yè)、單元測驗、期中期末考試等。（2）互動性評價：課程參與性、線上互動性、小組協(xié)作程度等。（3）其他評價：包括線上平臺測試、技能大賽或創(chuàng)新大賽比賽情況、現(xiàn)代學徒制合作企業(yè)評價。評價既注重過程化考核，又引入企業(yè)資源參與考核，力求對該課程的評價更加科學和立體。

同時，引入中望機械工程識圖能力實訓軟件，該軟件應用“互聯(lián)網(wǎng)+教育”技術改變了“機械識圖”課程的傳統(tǒng)教學模式，實現(xiàn)了泛在、移動、個性化學習方式在職業(yè)教育教學領域應用的探索。界面如圖1 所示。平臺內(nèi)所有教學資源以企業(yè)實際崗位用人需要為技能依據(jù)，以實際教學大綱及現(xiàn)行最新國家相關標準要求為開發(fā)主線，填補國內(nèi)的空白。筆者有幸作為職業(yè)院校專家全程參與了平臺教學資源的開發(fā)。以某高職校為例，2020 年上半年疫情期間該校機械制造與自動化專業(yè)一年級2個班級采用線上教學的方式，其中一個班級運用傳統(tǒng)的課程授課方式，另一個班級采用與腦相宜混合式教學模式+機械工程識圖能力數(shù)字化平臺相結合的授課方式，在恢復線下教學的第一次階段性測驗中，后者的“機械制圖”平均分超過前者10.3 分，體現(xiàn)了“機械識圖”類課程改革的優(yōu)勢。

圖1 中望機械工程識圖能力實訓軟件登錄界面

4 課程改革后效果分析

4.1 五年制高職一年級學生實施效果

2020 年9 月—2021 年6 月，以某高職校數(shù)控技術專業(yè)一年級2 個班級為研究對象，以“機械制圖與CAD技術基礎”課程為例，1 個班級采用新的教學模式，另一個班級采用傳統(tǒng)教學模式。經(jīng)過一個學年的跟蹤研究，獲得了相關數(shù)據(jù)。對2 個學期期末考試成績進行了整理和分析，對部分考查知識點的得分率進行比對，課程改革班的得分率明顯高于傳統(tǒng)班，具體內(nèi)容見表1。

表1 知識點得分率

4.2 五年一貫制專轉本學生實施效果

江蘇省五年一貫制高職目前唯一一次能獲取全日制統(tǒng)招第一學歷的途徑就是專轉本，含金量遠高于其他專接本、專升本途徑，與高中考上的本科一樣，所以難度較大。五年一貫制（五年制）專轉本要考2 門專業(yè)課，專業(yè)科目是根據(jù)報考院校報考專業(yè)而定。一般機械設計制造及其自動化、機械電子工程等專業(yè)需要考“機械制圖”這門課，2020 年9 月-2021 年4 月期間，以某高職校機械專業(yè)專轉本班（5 年制高職五年級）學生為研究對象，采用與腦相宜+機械工程識圖能力數(shù)字化平臺相結合的混合式授課方式，對“機械制圖”課程的專轉本復習效果進行研究。通過對考取三江學院、金陵科技學院等高校學生的分析，發(fā)現(xiàn)“機械制圖”的平均成績比2020 屆同類學生高出6.8 分，取得了不錯的實施效果。

4.3 零部件測繪與CAD 成圖技術項目技能班學生實施效果

普通教育有高考，職業(yè)教育有大賽。教育部等九部門關于印發(fā)《職業(yè)教育提質培優(yōu)行動計劃（2020-2023年）》的通知中指出，加快推進修訂和落實《中華人民共和國職業(yè)教育法》，鼓勵地方因地制宜制定和頒布促進職業(yè)教育發(fā)展的地方性法規(guī)，辦好全國職業(yè)院校技能大賽，發(fā)揮以賽促教促學的引領作用[5]。該通知明確了技能大賽在職業(yè)教育中的重要作用。以某高職校技能大賽零部件測繪與CAD 成圖技術項目技能班的學生為研究對象，在日常的授課和訓練中使用機械工程識圖能力實訓評價軟件，采用混合式教學模式，促進學生對機械制圖理論知識的學習，并把相關知識應用于CAD 制圖中。同時，在訓練中指導教師因材施教，注重對學生個性化的培養(yǎng)，并依據(jù)不同學習時段把適合難度的知識傳授給學生。在2021 年江蘇省職業(yè)院校技能大賽中，2 位學生獲得學生組一等獎（之前該校最好成績?yōu)槭《泉劊?/p>

5 總結

本研究針對“機械識圖”課程的特點和知識體系結構，以五年制高職機械類專業(yè)學生為研究對象，進行了課程改革與實施研究。根據(jù)腦科學的研究成果，在教學全過程中運用“與腦相宜”的理念，采用探究式、啟發(fā)式等教學方法，應用混合式教學模式，結合機械工程識圖能力實訓評價軟件，并采取多元化評價方式，使幾類不同學生對“機械識圖”類課程的掌握更加扎實、準確、靈活，取得了良好的教學效果。學生無論是在日常班級考試，還是在五年一貫制專轉本考試，或是在職業(yè)院校技能大賽中均取得了優(yōu)異的成績，證明了本課程教學改革是有成效的，為后續(xù)機械類專業(yè)其他課程的教學改革提供經(jīng)驗借鑒。