基于任务驱动教学法的工程制图教学实践研究

【摘要】任务驱动教学法是一种以学生为中心、以任务为载体的先进教学法，目前已广泛应用于实践性较高课程的教学过程。工程制图是土木工程专业的一门重要基础课，采用传统教学模式存在学习层次较低、教学效果不佳的问题。文章根据课程的教学要求进行了基于任务驱动教学法的教学分析与设计，最后结合具体案例描述了基于任务驱动教学法的实施过程。通过课程教学实践证明，任务驱动教学法显著提高了课堂教学效果、学生的自学能力及发现问题并解决问题的能力。

【关键词】任务驱动教学法；工程制图；AutoCAD；教学设计

【中图分类号】G642【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2023）01—0060—05

工程制图是土木工程专业的一门重要专业基础课，主要内容包括制图的基本知识、画法几何、三视图、建筑与结构施工图、计算机辅助制图等。课程的教学目标是培养学生灵活运用建筑制图基本理论知识，并熟练利用制图工具和Auto？ CAD绘制工程图纸的能力。工程图纸是从事工程设计和施工人员表达设计意图和指导生产施工的语言[1]，因此，正确、熟练掌握制图技术、清晰表达设计意图是每个土木工程专业毕业生的基本要求。随着计算机和制图软件的普及与成熟，以AutoCAD为主的绘图技术越来越多地被应用于土木工程领域。通过每年对用人单位走访调查以及对比招聘企业对毕业生的要求可知，是否熟悉和精通AutoCAD制图技术已成为衡量土木工程专业学生是否达标的重要指标之一。

虽然近年来多媒体技术得到了快速发展和普及，土木工程制图与CAD课程也逐渐采用多媒体教学，很多投影和制图知识都可通过动画的形式向学生直观展示，帮助学生更容易理解工程制图技术，尤其是三维制图技术[2]。但传统教学法在实施过程中仍存在多种困境，导致课程教学效果欠佳，学生对课程的满意度较低。在课程改革前的几轮教学中，课程评估分数一直低于专业平均分，导致上述情况的原因主要有以下三点：一是课程内容较多，但理论课时只安排32学时，不能满足平时的理论教学，导致每堂课的知识点过多，授课教师的教学节奏加快，学生跟不上教学进度。而每堂课的知识点又是前后连贯、联系紧密，如果对前面知识的掌握度不高，则会增大后续知识学习的难度，导致部分学生出现“破罐子破摔”的心态。二是教学模式仍保持传统的教学模式，即教师主动讲授、学生被动接受的教学模式。这种传统的以教师为中心的教学模式，教师的教学水平、技巧和个人授课风格直接影响了学生的学习效果。传统课堂的学生只是被动接受知识，缺乏主动思考，从而会对教师产生依赖性，逐渐失去主动学习的兴趣和动力[3]。三是课后作业枯燥且工作量大。因该课程的实践性较高，需要通过不断的课后练习才能培养学生的制图能力。但单纯的“依葫芦画瓢”式的制图作业让学生觉得缺乏趣味性和创新性，从而导致学生的学习层次较低。通过观察课后作业可知学生主要通过机械记忆和模仿操作完成作业，缺乏创造性和探索性[4]。因此，要切实提高教学效果，还需从学生的学习兴趣出发改革教学模式，以此激发学生的学习主动性，提高教学效果。

因此，要依据“以行业为导向、以能力为本位、以学生为中心”的思想，只有采用任务驱动教学法，通过优化课程教学内容，才能加强学生的绘图、制图和识图能力，提高学生实践和创新能力，培养符合行业要求的高质量人才。

一、任务驱动教学法的理论内涵

任务驱动教学法是一种以学生为中心，以任务为驱动的教学方式。任务驱动教学法的基本特点是“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”[4]，基本教学环节包括：创设情境、设计任务、自主和协作学习、效果评价[5]。在任务驱动教学活动中，学生紧紧围绕若干项任务，通过对学习资源的搜集与应用，进行协作学习，并在完成既定任务过程中掌握课程知识点和学习目标[6]。任务驱动教学法首先能为学生提供体验实践的情境，学生围绕任务展开学习，教师以任务的完成结果检验和评估学习效果。其次使学生主动建构高智慧的学习体系[7]，使学生的学习从被动模式变为主动模式，学习效果得到了提升。最后强调培养学生学习的积极性、对理论知识的理解能力、理论应用于实践的能力以及团队合作的能力。学生在完成任务的过程中不断地获得成就感和满足感，并对下一个任务展现出更高的热情和兴趣，从而形成一个感知心智活动的良性循环，激发其求知欲望和学习热情。

任务驱动教学法的基本框架主要包含三个：设计任务、实施任务以及效果评价。任务设计环节中教师要选择与学习主题密切相关的真实性任务作为学习的中心内容，学生才能有效利用理论知识解决问题[8]。实施任务环节指学生按要求完成教师布置的任务。任务的实施能使学生更主动、更广泛地应用课堂理论知识来理解、分析并解决问题，任务的解决为新旧知识的衔接、拓展提供了理想的途径[9]。效果评估是整个教学环节中最后的程序，一般包括两部分内容，一方面是评价学生完成任务的质量，即对所学知识重新建构的评价，另一方面是对学生自主学习及协作学习能力的评价[10]。为提高学生在评价中的参与度，教师可适当采用学生互评的方式评估任务完成情况。及时有效的效果评价不仅对学生在任务实施过程中所付出的努力给予肯定，而且调动了学生学习的积极性，同时也能及时发现并纠正存在的问题，提高学习效率。

二、基于任务驱动教学法的课程教学设计

（一）教学前期工作

1.可行性分析。工程制图是一门理论与实践结合性很高的课程，学生只有通过课堂参与和课后训练，才能将理论知识有效地应用于实践，真正掌握工程制图技术，而仅仅依靠传统的教师授课并不能有效地实现教学目标[11]。在课程教学中采用任务驱动教学法能给学生提供足够的发展空间，并提高学生学习的主动性[12]，既能有效帮助学生理解制图的理论知识，又能快速提高学生掌握制图工具的熟练度，达到事半功倍的效果[13]。

20世纪80年代，任务驱动教学法开始在美国、英国、日本及中国香港等地应用，并取得了很好的教学效果[12]。我国也于20世纪90年代引入此教学法，并开始探索“确立学生在教学过程中的主体地位，树立以学生为中心的教学理念，积极培养学生的自主学习能力”[14]。截至目前，任务驱动教学法已在各学科中广泛应用，并通过实践证明是一种行之有效的教学方法。

2.需求分析。学生在日常生活中经常能看到各类工程设施，包括教学楼、住宅、商场、食堂、医院等，他们对各类建筑的功能划分、建筑设计等都具有一定的分析和评价能力。但当课程结束后，学生却不能绘制一份完整的建筑图纸。由此可知，学生缺少把课堂上所学知识和技能转化为成果的能力[4]，而这种能力正是用人单位和行业要求具备的能力。

3.学习内容分析。课程教材选用高等教育出版社出版，何斌等主编的《建筑制图》，课程主要内容包含制图基本知识，投影的基本知识，点、线、面的投影，直线与平面及两平面的相对关系，曲线和曲面，截交线和相贯线，建筑形体的表达方法，轴测投影，建筑施工图，结构施工图以及计算机辅助绘图等。上述学习内容完全满足土木工程专业毕业生所需的制图知识。

4.学生分析。选课学生大多数为土木工程专业大一学生。学生刚进入大学，缺乏对专业和前景的深入了解，也完全不具备任何专业知识，但学生对专业学习保持较高的热情和新鲜感。此外，学生与同班同学缺乏交流，彼此之间存在陌生感。因此，教师需通过合理的教学设计，使学生继续保持学习热情，同时也能促进同学之间的交流与合作，达到一石二鸟的作用。

5.教学目标分析。课程教学目标是使学生熟练掌握图形生成的原理与相关知识，学习工程图纸的绘制和相应的规范，培养学生绘图、制图、识图的能力，灵活运用建筑制图基本理论知识，熟练掌握AutoCAD制图基本技巧和操作命令，树立学生以建筑图纸为交流语言，为成为一名合格的工程师打下基础。

（二）任务设计、实施与评价环节

1.合理的任务设计是任务驱动教学成功的基础。任务设计是实施任务驱动教学法的基础环节，任务设计是否合理对学生知识的获得、能力的培养以及项目的顺利完成都至关重要。因此，教师在设计任务时，首先要考虑所设计的任务是否能激发学生的学习兴趣。在确定各项任务之前，教师需明确各任务的教学目标以及考核方式，目的是让学生能清楚顺利地执行各项任务，执行期间不会产生异议，从而对课程的顺利完成提供保障。

教师需根据具体的学习内容设计任务类型（封闭性、半封闭性、开放性）。比如，在学习完AutoCAD基础操作知识后，学生应具备熟练使用AutoCAD制图软件基础功能的能力。教师操作和演示AutoCAD基础功能（直线、圆弧、圆、多边形、修剪、偏移、复制、旋转、延伸）后，教师给学生设定了一个封闭性的小任务，即学生需重复上述操作并使用录屏软件录下自己的操作过程。又如，在学习完AutoCAD所有操作和建筑施工图后，学生应具备熟练使用AutoCAD绘制简单建筑施工图的能力。根据这一教学目标，教师给学生设定开放性的小任务，即小组合作绘制一栋简单建筑的施工图纸。

2.严格执行任务是任务驱动教学成功的保障。在确定具体的任务后，开始执行任务。对于团队项目，教师需将学生以三至五人为一组进行分组，并选出组长。小组成员人数不宜过多，避免有些成员无任务可做或成员之间因意见过多难以达成一致，从而降低学习效率。任务驱动教学法是一种“以学生为主体、教师为主导”的教学方法，因此，学生在实施任务期间，教师还需发挥其指导者、帮助者和促进者的作用[15]。教师要引导学生主动思考、积极探索，对学生遇到的问题不应立即提出解决办法，而是给予适当的帮助和指引，引导学生自主解决问题。教师可通过线上监督的方式了解学生执行任务的情况。对于态度认真、任务完成较好的学生应及时表扬，使其继续保持较高的学习热情[1]。学生只有通过完成任务，才能掌握理论知识并提高实践能力。因此，对于学习态度较差、主动性不高的学生，教师要通过合理的途径，以鼓励的方式督促学生及时完成任务，必要时给予个别指导。

3.合理的效果评估是任务驱动教学成功的体现。任务执行效果的评价是任务驱动教学法中重要且必不可少的环节。及时有效的效果评估对学生继续保持学习的热情、知悉自身不足都有一定的促进作用。合理的效果评价方式不仅能有效评估学生的任务完成度、团队合作情况以及知识掌握程度，而且也能使学生保持对下一个任务的热情和期待。因此，在任务完成后，教师需对学生给予适时的总结性评价，且评价应以鼓励性言语为主[15]。每个任务的考核方式应在布置任务的时候向学生解释清楚，避免学生对最后的评估结果产生异议而打击学生的学习热情。

三、任务驱动教学法的实施案例

本节以建筑施工图为例，详细阐述任务驱动教学法的实施过程。本章节内容共4个课时，其中理论课2课时，上机操作2课时。

（一）创设情境

第一步，教师在课堂上完成建筑施工图的理论授课，并展示不同功能建筑（教学楼、医院、住宅、商场等）的建筑施工图，以此激发学生的学习兴趣。第二步，在上机操作课上，教师演示建筑施工图的相关操作和注意事项，使学生对相关操作建立了初步认识。第三步，教师展示一些往届优秀作品供学生参考，并以此鼓励学生完成更优秀的作品。第四步，教师向学生明确本次任务的学习目标，让学生清楚了解本次任务的主要目的，提高学生的学习效率。

（二）布置任务

本章节有两个教学目标，根据这两个教学目标向学生设置一个总任务，并基于总任务设置三个分任务。团队成员需针对不同的分任务展开深入合作，发挥集体创造性，共同完成总任务。

（三）执行任务

任务布置后，学生以3人为小组开始执行任务。每个小组成员的具体任务分工由组员讨论，并最终由组长决定。针对任务一，教师设定了建筑施工图数量和内容的要求，但对建筑的形式不做要求。因此，任务一是一个半封闭性的任务。学生可自由发挥想象力以及团队合作能力，共同完成一幅富有创造性的设计作品。任务二是一个封闭性任务，要求学生录制施工图绘制过程。此任务的目的是考查学生对AutoCAD命令的熟悉程度以及制图的熟练度。任务三的目的是锻炼学生的表达能力，并考查学生的团队协作、沟通能力。该任务给予每组4周的时间完成作品。