“双高计划”实施背景下道桥专业“工程识图与绘图”课程教学改革.pdf

134广东职业技术教育与研究2023年第3期“双高计划”实施背景下道桥专业“工程识图与绘图”课程教学改革陈祎（浙江交通职业技术学院，浙江 杭州 311112）【摘 要】基于对教学现状和主要问题的分析，结合“双高计划”实施背景下的高职院校发展趋势，在线上线下混合式教学的基础上，考虑对不同的教学对象进行分层次差异化教学。改革“满堂灌”的传统教学模式，改进教学方法和教学手段，充分激发学生的学习兴趣和积极性，切实提高课堂教学效果，真正达到教学目标。【关键词】线上线下混合式教学课程考核工程识图与绘图课程思政“工程识图与绘图”课程作为道桥专业入门课程，辐射面广且实用性强。但传统的制图课程在教学上大多侧重于画法和几何知识的讲解，与后续道桥专业课程衔接性不强，与项目现场实践相脱节。同时，在“双高计划”实施背景下，高职院校开始招收学历留学生，并承担了社会扩招和大量社会培训。“工程识图与绘图”课程的授课对象发生了变化，在线上线下混合式教学的基础上，考虑对不同的教学对象进行分层次差异化教学具有重要意义。1传统教学存在的问题1.1教学对象不同传统的教学对象只针对在校学生，且学生面向的就业岗位以国内公路工程施工为主。随着越来越多的企业“走出去”，交通基础设施建设管理领域迫切需要一批通晓国际规则的高素质、外向型、复合型技术技能人才。在“双高计划”实施背景下，高职院校开始招收学历留学生，留学生大多来自东南亚国家和“一带一路”沿线国家。在完成一学年的汉语课程后，留学生接触的第一门专业课程就是“工程识图与绘图”，但由于受到语言水平的限制，其往往跟不上学习进度。而且留学生毕业后大多从事海外工程项目的现场管理工作，在校阶段学习的知识体系和行业规范与国际工程标准不完全匹配。同时，高职院校承担了社会扩招和大量社会培训，社会学员大多没有经过系统的高中教育体系训练，或者从事的行业和土木工程相差甚远，几何知识基础薄弱且没有集中系统化学习的时间。工程识图与CAD制图是社会学员行业入门的基础技能，“工程识图与制图”课程具有重要意义。1.2教学内容不合理按照传统的教学模式，“工程识图与绘图”课程分成基础篇和专业篇两大部分。基础篇与学生高中所学的数学几何知识相衔接，以介绍投影的理论知识为主；专业篇以公路工程图为主，着重讲授路线工程图和桥梁工程图的识读方法，简单介绍涵洞和隧道工程的基本概念。基础篇部分以教师讲授为主，学生对基础篇的理论知识学习不感兴趣，理论知识的掌握程度对后期专业识图能力影响不大。有部分基础理论知识比较枯燥，所占篇幅较大，缺乏实践性。学生在前期学习容易感到困难，影响积极性和后续专业篇的学习。专业篇部分图纸的识读以课本或习题集上的示例基金项目：1.2021年浙江省中华职业教育科研项目“面向国际工程就业市场的交通特色职业教育教学体系研究”（项目编号：ZJCV2021E41）；2.浙江省教育科学规划2022年度一般规划课题（高校）“数字改革背景下智慧公路专业群课程体系构建与研究”（项目编号：2022SCG301）；3.浙江交通职业技术学院2020年校级职业教育研究课题“交通特色职业教育国际化教学体系研究”（项目编号：2020ZJ06）；4.浙江交通职业技术学院2021年校级智慧课堂教学改革项目。135 教学实践与课程改革为主，图纸本身不完整或不连续，与实际工程项目使用的图纸有出入。教师和学生往往过分依赖教材，与实际工程环境和工作情景相脱节，滞后于业界知识1。1.3教学方式和方法过时教学模式以传统的“满堂灌”方式为主，课堂上师生互动不够，理论知识和实践不衔接，学生缺乏主动学习的积极性。教师在黑板上尺规作图，演示过程耗费时间，且后排学生不一定能看清楚。学生走神错过某一步骤，极有可能无法理解后续步骤。空间想象能力相对较弱的学生对于几何体的空间结构理解困难，特别是在组合体读图和补图环节感觉无从下手。学生课堂上只接触习题集的题目，缺少运用CAD软件识读专业工程图进行实践。1.4课程考核不全面传统的课程考核方式包括考勤（10%）、过程性考核（50%）和期末考试（40%）。无论是过程性考核还是期末考试都是以画法几何的绘图题为主，如三视图绘制、组合体尺寸标注、标高投影绘制，这些考核项目缺乏实用性。对于更重要的学生识读专业工程图能力没有充分考核和反馈，且与后续课程的衔接性不强。针对制图课程对学生实践能力要求高的特点，课程考核体系应多元化并跟踪全过程2。2课堂教学改革思路2.1科学整合教学内容脱离教材的传统结构模式，科学整合课程内容，对授课内容和授课顺序进行调整（表1）。精表1课程教学内容项目化整合能力训练项目名称子项目名称知识点1识读公路路线平面图1-1 读出图纸幅面表达的信息1掌握道路工程制图标准2掌握工程制图基础知识，包括图幅图框、幅面格式、比例、字体、线型线宽、尺寸标注1-2 识读平面图中地形部分的信息1掌握投影的基本概念，包括投影方法和投影规律2掌握标高投影3掌握典型地貌1-3 识读平面图中路线部分的信息1掌握里程桩号的表达方法和信息2掌握平曲线要素3掌握结构物和控制点的表达方式2识读路线纵断面图2-1 识读路线纵断面图图样部分1区分路线纵断面图中水平和竖直方向的比例2掌握地面线、设计线、沿线构造物和水准点信息2-2 识读路线纵断面图资料表部分掌握地质概况、坡度、高程、里程桩号、平曲线、超高信息3识读公路路基横断面图3-1 识读公路路基横断面图1掌握公路结构组成2掌握一般路基和特殊路基的概念3掌握路基的典型结构形式4掌握路基横断面图的作用与形成方式4识读桥梁工程图4-1 识读主梁结构图1掌握剖面图的形成、标注和分类2掌握钢筋混凝土结构的基本知识3掌握钢筋的分类和作用4-2 识读全桥布置图1掌握桥梁基本组成、桥梁基本术语、桥梁分类2掌握桥梁总体布置图的组成3识读全桥布置图4-3 识读构件图1掌握桥墩、桥台的常见分类2识读桥梁工程图5识读涵洞、隧道结构5-1 识读涵洞构件掌握涵洞分类及构造5-2 识读隧道组成1掌握隧道分类2掌握隧道组成136广东职业技术教育与研究2023年第3期简基础理论知识，将知识点融入学生练习中，让学生在动手的过程中掌握知识点，充分践行“做中学”的理念。例如，将平行投影法的六大性质、特殊位置直线和平面的理论知识融入几何体的三面投影图中进行讲解，避免出现理论知识和实践相割裂的情况，让学生能够第一时间掌握、运用几何理论知识来解决工程构件投影的实际问题。教师对传统绘图工具介绍，强调常用的专业相关的软件、公众号和网站等以激发学生主动学习的积极性，如简单介绍CAD计算机绘图软件、SketchUp草图大师（以下简称“SU软件”）、BIM技术、虚拟仿真技术和中国公路学报公众号等。在日常课堂中，教师可以增加专业背景知识的介绍，如在讲全桥布置图之前，补充介绍国内具有代表性的几座大桥，如香港青马大桥、杭州广济桥、港珠澳大桥等，以激发学生对专业、课程的兴趣。2.2创新信息化教学手段通过制作微课、课件、章节测验、习题库和成套工程图纸，在线上学习平台配备丰富的资源，学生可通过不限场所、不限时间段的移动端进行课堂讨论、资料学习、作业布置、课堂互动、线上测试和技能训练等任务，并完成线上考核，为线上线下混合式教学奠定基础。对于在校学生，侧重采用案例教学和项目教学法。例如，在主梁结构图识读的项目中，针对部分学生空间想象能力不足的问题，课堂上强调线面分析法的运用，辅助使用SU软件。通过线面分析法，分析投影中点、线、面的特征，结合已知视图，理解T梁的空间结构特征，突破剖断面图识读的难点。再辅助使用SU软件示意变截面T梁的模型，让学生能够清楚明白形体的空间结构，提高学生的空间想象能力3。留学生可以通过线上平台反复观看微课，双语案例、图纸和课件可以帮助留学生克服语言困难，跟上学习进度，并且更好地适应未来的工作岗位和职业需求。线上平台作为社会学员远程学习的最佳载体，可以用于交通土建工程建设单位相关人员的入门知识培训。2.3完善课程考核体系利用线上学习平台开展课堂考勤、作业布置、课堂互动、线上测试和技能训练等教学活动，并及时记录课上师生互动情况，课程成绩不再是由单一的期末成绩和绘图作业成绩组成。增加角色扮演活动，模拟高速公路设计阶段审查会现场，进行方案必选讨论和征地拆迁问题讨论，确保学生能够读懂专业工程图。期末考核分识图和绘图两部分，识图考试包含6张图纸和一套笔试题目，对常见的路线工程图和桥梁工程图都有涉及，检验学生对识图部分教师讲解内容和方法的理解程度。考试后在线上学习平台发布一期巩固讲解视频，帮助学生查漏补缺。课程考核体系如表2所示。表2课程考核体系序号考核 模块考核点分值比重/%1考勤考勤100102过程性考核基本体投影练习1050组合体投影练习10组合体投影及尺寸标注10剖面图、断面图练习10标高投影10路线工程图识读13钢筋结构图识读7桥梁工程图识读15线上153期末 识图路线平面图2020路线纵断面图20路线横断面图10全桥布置图18主梁结构图22构件图104期末 绘图标高投影2620组合体三面投影及尺寸标注40剖、断面图20截切基本体三面投影图143教学改革实践效果3.1课程内容接轨行业前沿理论基础部分由40课时减少至32课时，相应地，在期末增加两次综合性的路桥工程图识图练习和考核。结合交通强国战略与智慧公路产业化转型升级需求，课程教学聚焦数字公路、绿色公137 教学实践与课程改革路、“四好农村路”、品质工程和智能建造等行业前沿需求和热点，培养学生创新思辨、勇于进取的能力。面向“一带一路”沿线国家来华留学生和从事国际工程项目管理的就业岗位，在教学内容上增加国际规范、双语图纸和双语案例的介绍，让学生在学习国际规范和图纸的基础上熟悉专业英语术语。3.2学习效果显著提高除了传统课本和习题集上的工程图样外，引入实际工程项目的成套成册图纸，确保图纸完整性和连贯性。注重实际工程案例教学，将道路桥梁理论知识充分融入识图能力的培养。例如，配套绕城高速公路北线二期工程共六册十二篇图纸，让学生充分了解一个工程项目包含哪些图纸，他们需要读懂哪些图纸，从而激发学生主动学习的积极性。避免出现整堂课只有教师在讲授的情况，让学生在动手实践的过程中掌握知识点。利用CAD软件的图层功能示意几何绘图的步骤和要点，以解决黑板上作图速度慢、后排学生看不清、学生易分心等一系列问题。用SU软件示意三维模型，解决部分学生空间想象能力不足的问题。同时，对标实际工作岗位的需要，穿插讲授CAD软件的基本命令，要求学生用CAD软件阅读图纸，适应计算机识图绘图界面，确保阅读纸质版和电子版图纸的速度。3.2.1学生线上学习情况工程识图与绘图课程共64学时，其中线上10学时。线上学习平台的微课和习题库资源作为课堂教学的延伸，可以突破传统课堂的时空限制，将冗长的课堂转化成一个一个短而精的知识点，能够及时、迅速地解答学生学习中的困惑，减少因基础薄弱或空间想象能力不足而跟不上课的情况。线上学习平台对学生的课堂理解及期末复习具有较好的辅助参考效果，既满足学生自主学习的需求，同时能提高学生学习的效率和质量。学生的线上课程任务点及完成情况如表3所示。3.2.2课程考核成绩提高课程成绩不再是由单一的期末成绩和绘图作业成绩所组成，期末考核包含识图和绘图两部分，增加了识图能力的评价。同时，利用线上学习平台对课堂行为及时记录和分析，将课堂教学延伸至课前和课后，并依托平台数据及时调整教学的重难点。与传统教学方式的班级进行对比，学生的总评成绩和优良占比都有显著提升（表4）。3.3思政元素融入教学全过程在日常学习过程中，介绍沙庆林院士、王秉刚教授等老一辈公路人的事迹，帮助学生更好表3线上课任务点及完成情况序号线上课程 教学模块任务点完成情况（以2111502班为例）1基本体投影章节测验（回顾测验点、线、面的投影）第1题和第6题正确率为98%，其他8题正确率为100%观看基本体投影微课视频42/45，6人反刍比超120%绘制基本体三面投影图1000，平均分77.32组合体投影观看组合体投影微课视频30/45，7人反刍比超120%绘制截切平面体三面投影图10080，平均分95.7绘制截切曲面体三面投影图3剖、断面图观看断面图微课视频42/45，6人反刍比超120%绘制T梁剖、断面图10020，平均分69.54路线工程图观看路线平面图识读微课视频42/45，10人反刍比超120%观看路线纵断面图识读微课视频41/45，10人反刍比超120%识读路线纵断面图图样部分92.90，平均分80.65钢筋结构图观看钢筋基础知识微课视频40/45，11人反刍比超120%识读钢筋结构图微课视频40/45，7人反刍比超120%识读T梁结构图10042，平均分92.9138广东职业技术教育与研究2023年第3期地理解新时代工匠精神的内涵，培养学生精耕细作、精益求精、开拓创新的工匠品质，树立高品质的自我价值观4。课堂上，让学生掌握阅读国内行业技术规范的方法，同时介绍美国各州公路与运输工作者协会（ASSHTO）规范、国际咨询工程师联合会（FIDIC）条款和中国公路设计和施工规范英文版，帮助学生了解和对比国内外交通土建工程的发展历程，明白国外的理论和实践并不能完全适用于我国国情，而中国方案正在走向世界，帮助学生增强荣誉感及家国情怀，树立正确的科学发展观，树立文化自信，确立专业信念。4结语通过对“工程识图与绘图”课程进行改革，对不同的教学对象进行分层次差异化教学，改进教学方法和教学手段，实践线上线下混合式教学模式，注重实际工程案例教学，学生主动学习的积极性大幅提高，课堂教学效果明显改善。对学生的识图和绘图能力进行全过程量化评估，学生挂科率下降，学生阅读实际工程图样的能力明显提升。参考文献1 梁国星，黄永贵，董黎君，等工程制图类课程教学改革研究与实践J中国大学教学，2016（11）：57-602 史俊伟，董羽，陈章良高校工程制图课程混合式教学模式探索与实践J图学学报，2018，39（4）：791-7963 陈祎，邵丽芳浅析路桥工程图读图方法J科技风，2018（15）：89，1044 吴颖峰基于智慧公路产业学院的道桥“专业融合、校企协同”育人实践J现代职业教育，2021（27）：24-25表4不同班级课程成绩对比考核项目成绩分布线上线下混合式教学班级传统教学方式授课班级2021级（共81人）2020级（共77人）2019级（共83人）2019级（共86人）过程考核50%平均分79.681.882.679.1优良占比48%61%61%47%期末识图20%平均分66.254.362.853优良占比16%8%13%10%期末绘图20%平均分56.667.270.756.5优良占比30%32%34%27%总评成绩平均分74.375.278.072优良占比30%35%46%22%