面向医工类学生的机械制图课程教学方法

摘 要：根据国家与社会对医工类人才的专业迫切需求,面向医科大学医工类的大一新生开设机械制图课程,授课对象为四年制生物医学工程专业与检测肢矫形工程专业的大一新生,这门课程的讲授能够引导医工类专业学生建立机械科学的大体框架、奠定学生了解机械科学的知识基础.在课程教学过程中,通过基础理论知识教学、课堂交流的教学方法与手段来讲授课程的主要内容,包括画法几何、机械制图基础知识、常用件与标准件、以及工程图样等主要内容,并且通过分组课程设计训练课程与期中期末考试的考核手段来检验教学方法的合理性与可行性；为未来授课过程中课程内容、层次与深度的调整积累宝贵的经验,从而最大程度上地帮助学生未来从事科技研发、设备医工管理或影像放射专业科室等工作的需求.

关 键 词：生物医学工程专业检测肢矫形工程专业机械制图

近年来,国家与社会对医工类人才的专业日益迫切,医学专业性大学开始开设工程学科的基础课程之一机械制图；以帮助传统医工类专业的学生们拓展知识面,提高未来就业的竞争力,满足医疗相关公司企业科研院所的科技研发、医疗机构中设备医工部门专业管理、医院放射专业科室等工作的岗位需求.课程开设面向医科大学医工类的大一新生,授课对象为一般为四年制生物医学工程与检测肢矫形工程等医工专业的大一新生,课程教学能够引导医工类专业学生建立机械科学的大体框架、奠定学生了解机械科学的知识基础.

机械制图课程是工程图学基础课程体系中的机械设计基础课程之一[1～3],在一般的工科院校里课程开设的目的在于通过学习正投影的基本理论和有关国家标准,培养学生识读一般机械图样,绘制简单机械图样的基本能力；培养基本的空间想象能力和空间分析能力；培养认真负责的工作态度和严谨的工作作风[4～7].与理工科大学工程类课程设置不同,机械制图课程在医科大学医工类专业课程设置中是考查课；有的医科大学里生物医学工程专业甚至没有开设这门课程,或者与后续课程衔接连贯性不强.而且,在教学开展过程中发现：医工类大一新生进入医科院校,相对缺乏综合类大学或者理工科大学所擅长的工科学习兴趣与氛围,加之学生们对于工程类课程较医学类课程的学习主动性要差很多,这些都阻碍教学顺利的开展.

为了适应医学院校的特点,促进提高医工类机械制图课程的教学质量,从教学方法、课堂交流、课堂控制及课堂艺术四个方面来探讨医工类机械制图课程教学,分析解决阻碍教学开展问题；通过分组课程设计训练课程与期中期末考试的考核手段来反馈检验教学方法是否合理与可行,从而尝试提高教学质量,促进学生掌握知识,构架完备的知识体系结构.

1教学方法

由于缺乏工科学习兴趣与氛围,医工类课堂教学不能采用传统教学以教为主、以学为辅、教学相长的教学模式.课堂任务不仅把知识和理论讲清楚帮助学生建立投影制图思维,增加随堂训练量,及时固化教学成果.采用随堂训练,及时根据学生随堂训练的完成情况,适当调整随堂教学的深度与进度.

教学过程中,一般课堂上以教师的声音为主导,但是要注意多观察学生的"声音",尤其重要章节的课程传授过程中为了保证老师教授与学生学习知识的传递效率,以观察学生们听课的反应、点名提问、集体思考提问等方式为手段,提高效率.

讲学效率不高的原因有很多,比如学时有限,教学任务太多,班级太大,学生上课只听不愿发言,大部分学生对所学专业不感兴趣：医科院校里的医工生自身学习医学课程的意愿更强烈,相对学习理工科课程意愿不强烈,甚至学生因为课程连贯性不强或者较为艰涩难懂等原因充斥着厌学的情绪.这些从上到下的千丝万缕的循环联系,构成了大学课堂教学效率具有保守性的基础.

2课堂教学

2.1课堂交流在教学过程中,课堂不仅是传授知识的场所,还提供了师生教与学互动的过程和平台.根据分析学派的研究,满足教学发生的条件分为两个方面.一是从任务词方面推出的必要条件,这就是：①意图条件：即凡是试图引起学习的活动都可以称为教学活动；②实际展示特定的学习内容；③以学生的认知方式进行行动.典型的教学活动的必要条件就是教师讲、学生听[8].

通过三种方式的课堂交流来辅助教学过程开展.言语交流主要用来传授机械制图基础知识的传授,身体语言的应用用来辅助言语交流授课,情感交流主要体现有以下四点：①建立初步情感交流的基础；将班级名单上的名字提前熟悉,学生名单中的生僻字事先查好标记,以方便下一步课堂点名熟悉同学的过程中,给同学们留下一个良好的第一印象；②通过课堂点名来熟悉同学,确保名字与人能够一对一对应上.为了尽量减少占用课堂时间,提前浏览照片熟悉同学,尽快记住每个学生；还可以利用随堂提问等课堂交流环节加强对学生的记忆；③通过课堂交流,尤其是前几次课程开展的过程,掌握学生的体态声音等具体特征,此时已经做到见到人就反应出名字,或者听见声音判断出学生是谁了；④通过课堂与校园的交流机会,已经建立起每个学生的"大致轮廓",包括物理特征与性格特征,这些特征就是与学生进行情感交流的基础,在自主创造或者偶然情况下交流发生的场合,充分利用自己对学生性格特质的掌握,创造情感交流的良好氛围.

教师本人并没有优秀的记忆与识别能力,为了这些情感交流的发生,教师本人利用课余闲暇刻意训练自己.

尤其,对一个青年教师来说,在教学方法等讲授环节、知识积累与深度层面、教学经验积累等等,相较名师与老教师等都存在差距,在言语交流与身体语言环节努力提高自己之余,尽可能利用自己年轻有股子热情冲劲的特质来增加与学生的情感交流.

但是,教学活动中交流的本质是促进学生主动参与学习、获得主动发展的重要手段.不能主观主义地把教学交往作为解决教与学的矛盾、达到教与学统一的尺度或价值取向[9,10].

2.2课堂控制课堂秩序、课堂纪律的维持是课堂控制的重要方面,也是令大多数老师头痛的一个问题.医科大学课堂上,教师对非医学课程的课堂秩序的维持显得乏力."点名"是常用的技术,一般有两个作用,①出勤考核,②强令学生回答问题.机械课程教学过程中,尽量采用了让学生回答问题来提高学生注意力的方法.一方面尊重大学生作为成人的自尊与自由,一方面尽量提高教学素养与授课艺术[11,12],吸引学生们来听课.

虽然教师在课堂秩序的控制上权力有限,但是在课堂时间的控制上,大学教师则拥有较为充分的支配权.教师可以根据学生注意力的集中状态调整授课节律,根据课程内容导入、授新与总结的时间比例,以及讲授、板书和其他的时间比例.

2.3课堂艺术学生在踏入大学校园之前,对大学的向往,或多或少地都缘于对课堂的想往,想象课堂上教授们的神采飞扬,想往与大师哲人对话；畅想天马行空很美好,现实的大学课堂青年教师很难很快成为学生们梦想标准下的大师.

在教学组织、授课语言、多媒体课件结合板书、以及肢体语言等课堂教学艺术的提高上,一方面积极向名师教授学习,一方面建立适合自己的课堂教学风格.具体采取的小措施有：①主体沿用老教师留下的教学组织结构、适当增加适合自己的教学组织环节；②学习部分大学生们流行的网络语言,在授课中适时使用缩短与学生的心理距离,提高授课语言的吸引力；③思考与凝练并逐步树立自己的教学风格,并在多媒体课件的制作与板书中进行体现；④观摩名师与老教师的授课过程,结合自身的条件,合理运用肢体语言,培养自己的教学风格.

3教学方法的效果反馈

通过教学方法、课堂交流、课堂控制及课堂艺术四个方面的具体实施来提高医工类机械制图课程教学,解决阻碍教学开展过程中的问题,通过分组课程设计训练课程与期中期末考试的考核手段来反馈检验教学方法是否合理与可行.

3.1分组课程设计训练通过学生进行分组考勤,达到以下两个目的：①节省考勤的时间；②培养学生的集体荣誉感.分组的原则是打破专业与男女生性别限制,自愿结合成为小组,将66名学生分为7组.最后分组情况为,每个小组里都有不同专业的成员,男女按照比例平均分配到6个组中,再由成员们自由选出组长1名.

课程设计训练的题目为以小组为单位,任意选择理论与实验上遇到的器械与工具,准确测量与在计算机绘图软件下绘制其零件图与装配图.评价标准为对照实物,根据国家标准与绘制理论知识,给出学生们相应的分数[13,14].

图1是生物医学工程专业39名学生在分组合作中完成绘图作业的成绩统计,图2是检测肢矫形工程专业27名学生在分组合作中完成绘图作业的成绩统计.图1中生工专业的学生成绩在6～8分内分布：8分5名,7.5分7名,7分11名,6.5分10名,6分以上6.5分一下学生5名.图2中检测肢专业的学生成绩分布为：不及格1名,6分以上6.5以下2名,6.5分8名,7分7名,7.5分4名,8分2名,8分以上1名（最高分）.

结果表明,学生在分组完成课程设计训练过程中,绘图能力得到有效训练,促进提高教学质量,学生在动手过程中学习兴趣加强,学习的主观能力提高较多,而且锻炼了学生们的合作能力,图2的成绩分布较为集中,图1的成绩分布较为离散,这与实际情况吻合,图2所示班级凝聚力稍强于图1所示班级,成绩分析结果表明教学方法合理.

3.2期中期末考核为了进一步观察学生们学习的情况,结合大纲要求开展期中测试考核机械制图基础知识的掌握情况与层次,以调整以后课程开展过程中的教学广度、授课深度以及考试难度[15,16].

期中测试成绩统计如下见图3与图4,图3中蓝色折线表示生工专业39名学生的期中测试成绩,有3名学生不及格,大部分学生成绩围绕在80分上下.图4中蓝色折线表示检测肢专业学生的期末测试成绩,有5名学生不及格,学生成绩分布在70?郯80分之间.

根据期中测试成绩结果调整授课节律,根据课程内容导入、授新与总结的时间比例,以及讲授、板书和其他的时间比例；调整授课深度,在严格遵守教学大纲与教学任务书的情况下,适当降低期末考试题目的难度,适当拓展教学广度,加强授课效果,期末考试成绩相比较期中考试成绩理想很多,从而提高教学质量,验证教学方法可行.

5结论

为了提高医工类机械制图课程的教学质量,采用切合机械制图课程特点与授课教师自身素养结合教学方法、课堂交流、课堂控制及课堂艺术四个方面来探讨医工类机械制图课程教学,有针对性地解决阻碍学习意愿等教与学过程中遇到的问题；通过分组课程设计训练课程与期中期末考试的考核手段验证教学方法合理与可行,从而提高教学质量,促进学生掌握知识,构架完备的知识体系结构.

未来的教学过程中,会进一步深入结合课程特点与教师能力改进课堂教学模式,提高教学效力.

6致谢

本研究依托北京市自然基金（No.7132029）的资助.在授课的过程当中,得到了同事张海燕、闫松华、宋红芳、吴宝平、王辉、张昆亚老师的支持与帮助,研究的开展同时得益于学校教务处与学院教务处的老师们的优秀工作：感谢各位老师.衷心感谢与研究者一起开展研究的2012级的同学们!