工程制图翻转课堂教学改革提高学生创新能力*

左玉香，赵志远，徐国栋

(盐城师范学院化学与环境工程学院，江苏 盐城 224051)

高等教育的战略目标就是培养创新型人才，提高大学生的科研能力和创新能力，建设创新型国家。传统的高等教育模式，有利于输出“知识型”人才，不利于“智力型”人才的培养。智力因素和非智力因素共同影响着大学生的创新能力，传统教学学科系统性使得大学生的智力因素得到强化而拥有丰富的知识，而非智力因素(如动机、兴趣、情感、意志、性格)开发不足。核物理学家钱三强曾说过：“各种科学发现往往具有一个共同点，那就是勤奋和创新精神”。由此可见，创新能力的培养，除了拥有广博精深的知识，还应具有高度的责任感，顽强意志和坚忍不拔的毅力，这些都属于非智力因素范畴。

1 学生创新能力培养的重要性

21世纪以来，国际教育改革不仅强调推进公平正义，更是强调促进创新驱动。一些主要国际组织及国家和地区进一步调整其基础教育发展战略，转向一种“能力导向”的人才培养改革运动，借以提升和保持本国在全球竞争中的优势地位。由此可见，“21 世纪能力”已成为国际基础教育人才培养模式改革的核心目标。创新型人才应具有发挥自身优势来解决问题的能力，创新能力的培养不是一蹴而就的，是一项长期的系统化的工程。基础教育和高等教育都有着相同的使命，只是分工和模式有所不同。培养专业领域的创新人才是高等教育阶段的重要目标，而基础教育阶段则是根据学生的年龄特点，通过教师的鼓励、引导学生发现自己的优势，塑造学生在学习动机、学习兴趣、学习意志等方面的优良品质[1-2]。

2 翻转课堂教学模式阐述

国外翻转课堂教学模式的起源是2000年，Lage等[3]在论文中介绍了他们在美国迈阿密大学讲授“经济学入门”时采用“翻转教学”的模式。后来，Bergmann 和Sams[4]通过录制教学视频，学生课前听视频、听讲解，老师在课堂上，主要进行问题辅导，或者对做实验过程中有困难的学生提供帮助，进一步具体化的开展了该教学模式。由于我国手机、电脑等电子产品和网络发展的滞后，教师没有条件录制并发布教学辅助视频，早期打破教师满堂灌的教学模式的改革有“学案导学”等教学模式，学生自主学习的途径局限于使用教师编制的导学案，课本和习题册等。

传统教学模式过度强调课程及教学内容的系统性和科学性，实施过程中突出教师的“主导”作用，学生处于被动接受学习，问题解决能力和创新能力得不到培养。2012年以来，翻转课堂模式在国内基础教育和高等教育的教学中逐步推广与实践，翻转课堂的教学本质得到充分体现，应用该模式的教学目标就是让学生从浅层学习走向深度学习，由低阶认知水平向高阶认知水平发展，实现学生对所学科目知识系统的深度理解，其学习过程有利于培养学生高阶的思维能力和问题解决能力。翻转课堂教学模式促使学生开展自主学习，根据教师设计的任务单和视频资料，以及教师课堂上的问题解决，最终顺其自然地达到深度学习的目的[5]。而学生自主学习能力的提高，必然使得其相关的非智力因素，如意志、兴趣等得到强化锻炼，其在学习中的创造性学习能力也将油然而生。

3 翻转课堂教学模式在工程制图教学中的应用

3.1 化学专业学生开展工程制图课程的重要性

化学专业的学生毕业后可从事教师、化工生产和化工设计等行业，这些行业都需要一定的逻辑思维能力，更需要形象思维能力，化学专业的其他课程更有利于或注重前者的培养，而工程制图课程则弥补了形象思维能力强化不足的缺陷。因此，工程制图类课程的有效教学，使得化学专业学生的空间形象思维能力得到显著提高，有助于学生创新能力的培养。通过教学可以发现，工程制图课程的教学提高了学生的空间想象能力和空间思维能力，对《结构化学》和《有机化学》课程中的物质结构等内容的教学和学习都很有帮助。另外，工程制图课程的教学内容对化工专业的课程设计、毕业设计的开展十分重要，是化工专业人才培养方案中的一门必修的技术基础课程。

3.2 工程制图传统课堂教学模式的不足

当前的“工程制图”课程的教学设计主要还是“教师讲，学生听，课后练习”教学模式，遵循“师者传道受益解惑也”的传统思想。该模式能长期存在与高校师生比的现实情况密切相关。因“工程制图”课程任课教师较少，通常都是合班上课，学生人数达到100人左右。虽然现在教师数量增多了，可以单班上课，学生人数也在50人左右。师生比落差较大，而很多有利于学生创新能力培养的教学模式对小班化教学更有效。为顺利完成教学任务，有限的课堂教学时间内，很难做到有针对性的、个性化培养，对教师的语言表达能力，教学风格是否有趣生动提出了更高的要求。另外，学生整体在智力因素方面也有较大差异，尤其非智力因素方面的差异更大，有不少学生认为进入大学就是进入了“保险箱”，学习缺乏主动性、积极性，毅力差，出现了“三天打鱼两天晒网”现象。同时，“工程制图”的教学内容还是有一定的难度，传统的教学模式缺乏现代教育技术的应用，使得学生对部分抽象的教学内容很难真正地理解和接受。

3.3 工程制图翻转课堂教学改革

“工程制图”课程的教学改革应从两方面入手，首先根据学生专业需要及实际情况削减不必要的以及超出学生接受能力的内容，让学生心理上能够接受这门课程，没有畏难情绪。另外，对于部分大学生，即使课程内容不难，因为厌学情绪，也很难达到预期效果，因此可以改变枯燥乏味、难以激发学生学习兴趣的传统教学模式，将高效的“翻转课堂”教学模式应用到该课程的教学过程中来。培养学生的创新思维和解决实际问题的能力，促进创新型、分析型学生的发展。

3.3.1 课程内容体系设计与改革

《工程制图》教学内容可分为制图理论和计算机绘图两大模块。而制图理论一般包括制图基本知识、正投影基础、立体及交线、组合体、图样画法、常用机件的表达方法、零件图、装配图和化工专业图样9个分支。制图理论的教学目的是用二维平面的“图”来表达三维空间的“物” 。如何帮助学生在“图和物”之间建立一座桥梁，使他们能在二维平面和三维空间之间灵活切换，是该课程的重点也是难点所在。制图理论的9个分支，难易差异较大，应选择易学易懂的制图内容进行教学，对于晦涩难懂，在今后工作中关系不大的内容应予以删减。如常用机件的表达、零件图和装配图属于机械类专业学生需要掌握的，对于化学专业的学生只要学习基本的内容，能看懂化工专业图样即可。而制图基本知识、正投影基础是绘图标准和绘图原理，是工程制图课程的基石，应重点讲解。立体及交线、组合体、图样画法是提高绘图能力和技巧的重要内容，应加强练习。

3.3.2 翻转课堂教学模式在工程制图中的应用

“工程制图”课程的翻转课堂教学过程中，教师设计任务引导学生进行自主学习，将课前录好的导学微课视频发布在蓝墨云班课的资源库中，为了检验、督促、强化学生自主学习效果，通过头脑风暴或小组讨论或测试布置一些问题，教师课前从学生提交的材料、答案及提出的问题掌握学生的学习动态和已有的知识储备，这些重要的信息作为教师备课时设计课堂活动的依据，课堂教学中不再重复讲解学生通过课前自主学习已经掌握并消化的内容，课堂上有时间组织学生开展问题讨论、成果展现、素材整理汇报等活动，而这些活动对学生创新能力的培养有十分重要的意义，真正实现“做中学”。显然，活动的开展前期是比较困难的，学生的学和教师的教都需要适应和磨合，形成良性循环后，教师的教学有意义，学生的学习有动力，智力和非智力因素都将得到充分的锻炼，学生的创新能力将顺应而生[6-7]。

4 结 语

“工程制图”翻转课堂教学模式在师生比落差大的情况下，也能做到针对性、个性化培养，既能顺利完成教学任务，学生的学习效果也能得到保证。学生学习能力参差不齐，传统课堂教学模式因顾虑学生的层次性，课堂效率受到影响，而翻转课堂教学模式使得这一部分学生在课前自主学习过程中，多次观看教师的视频及资料克服自身的弱点，还提升了学生自主学习创新能力。该模式有利于将学生培养为有专业思想与主见的智商高能力强的“智能型”人才，适应社会对工程技术专业人才的需求。