基于OBE理念的《計算機(jī)繪圖》課程改革

摘要：在工程教育改革的大背景下，為進(jìn)一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，圍繞工程教育認(rèn)證的核心理念，針對《計算機(jī)繪圖》課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式進(jìn)行了改革嘗試。

Abstract： Under the background of engineering education reform， in order to further improve the quality of talent training， we have made an attempt to reform the teaching content， teaching methods and examination methods of "Computer Aided Drawing " course around the core concept of engineering education certification.

關(guān)鍵詞：計算機(jī)繪圖;OBE;改革

Key words： computer aided drawing;OBE;reform

中圖分類號：G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）24-0234-02

0? 引言

《計算機(jī)繪圖》是一門計算機(jī)應(yīng)用與機(jī)械制圖相結(jié)合的技術(shù)基礎(chǔ)課是屬于工程設(shè)計與圖形學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科，也是當(dāng)今機(jī)械專業(yè)、計算機(jī)專業(yè)和相關(guān)設(shè)計專業(yè)的必修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計的基本能力;在講授內(nèi)容方面，結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才，同時考慮社會上對應(yīng)用軟件的需求，采用以Autodesk公司的AutoCAD軟件，主要介紹二維繪圖的基本方法和技巧;選擇Autodesk公司的Inventor或目前比較流行的SolidWorks、Pro/Engineer、UG、CATIA等三維軟件，簡單介紹參數(shù)化實(shí)體造型基本方法。

《計算機(jī)繪圖》是介于機(jī)械制圖、《CAD/CAM》等圖學(xué)課程的中間課程，在系列課程中起著承上啟下的作用，是一門十分重要的工具課程，該課程的教學(xué)效果將影響到后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)。后續(xù)課程包括指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的任課教師抱怨學(xué)生運(yùn)用軟件出圖質(zhì)量和效率較差，究其原因是多方面的，例如目前課程學(xué)時都在縮減，與前導(dǎo)課程即機(jī)械制圖課相隔兩到三學(xué)期等等。若按傳統(tǒng)模式講授計算機(jī)繪圖，由于內(nèi)容離散性大，沒有結(jié)合機(jī)械制圖中的相關(guān)內(nèi)容，達(dá)不到知識綜合運(yùn)用和能力培養(yǎng)的教學(xué)目的。

OBE即Outcome Based Education，簡稱OBE，是以成果為導(dǎo)向的教育理念，也是工程教育認(rèn)證的核心理念，1994年由教育學(xué)家威廉姆 · 斯 帕 蒂 （William? G .Spady）在其代表作《Outcome-based Education：critical issues and answers》 中提出了OBE教育理念，并進(jìn)行了定義：“在一個教育培養(yǎng)體系中，圍繞學(xué)生在完成所有學(xué)習(xí)經(jīng)歷后所具備的能力來設(shè)計和組織培養(yǎng)體系中的每一個環(huán)節(jié)。這就意味著一開始就要對學(xué)生有一個清晰的培養(yǎng)目標(biāo)，然后根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行構(gòu)建課程體系、組織課程教學(xué)、評估教學(xué)效果，以保證整個學(xué)習(xí)過程中的每一個環(huán)節(jié)都服務(wù)于培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成?！盵1]其根本目的是促進(jìn)或提升“教育產(chǎn)出”即成果，即學(xué)生學(xué)到什么，而非教育輸入，即教師教了什么。所謂工程教育認(rèn)證的成果，就是面向全體合格畢業(yè)生的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，其集中體現(xiàn)了學(xué)校和專業(yè)究竟能使學(xué)生走向職業(yè)崗位時具備什么素質(zhì)和能力，并且這些期望承諾的素質(zhì)和能力確實(shí)成為了學(xué)生畢業(yè)時和畢業(yè)后一段時間所表現(xiàn)出的現(xiàn)實(shí)，這是認(rèn)證的出發(fā)點(diǎn)和考核點(diǎn)。工程教育認(rèn)證的重點(diǎn)是確認(rèn)工科專業(yè)畢業(yè)生是否達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是一種以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口要求為導(dǎo)向的合格性評價[2]。

在原有的教學(xué)模式下，偏重于以教師為中心，且成果導(dǎo)向不明顯，造成教學(xué)效果達(dá)不到畢業(yè)和職業(yè)要求。迫切需要圍繞OBE理念在計算機(jī)繪圖課程的內(nèi)容體系上進(jìn)行教學(xué)改革和創(chuàng)新。為此，制圖教研室在多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對教學(xué)方法和考核方式上做了一些有益的嘗試和改革，以適應(yīng)新的發(fā)展需要。針對本課程的需要支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)：了解本專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具和工程軟件的基本原理和使用方法，在工程實(shí)踐中具備使用現(xiàn)代工具、技術(shù)和資源的能力。重新制定了本課程的教學(xué)目標(biāo)，即通過學(xué)習(xí)AutoCAD的繪圖與編輯命令，使學(xué)生具備熟練運(yùn)用AutoCAD軟件繪制較復(fù)雜的零件圖和裝配圖的能力。圍繞新的畢業(yè)要求和課程目標(biāo)對教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容以及考核方式進(jìn)行了改革嘗試。

1? 教學(xué)方法和內(nèi)容

1.1 采用案例式教學(xué)

改革按教材逐一講解繪圖命令的教學(xué)方法：常見的《計算機(jī)繪圖》課程教材以介紹軟件中各種命令的使用為主要內(nèi)容，教師也以教材順序來講授如何使用各種命令，而這樣就導(dǎo)致了學(xué)生在課堂上只能機(jī)械地去記憶各種命令的使用，課下練習(xí)時只能機(jī)械地去熟悉那些命令，遇到實(shí)際問題時不能夠靈活運(yùn)用，從而達(dá)不到理想的教學(xué)效果。針對這種情況，我們在課堂講授中使用案例教學(xué)，在實(shí)例的繪制過程中對所用到繪圖命令進(jìn)行講授，這樣既加深了學(xué)生對命令的理解和掌握，同時又能達(dá)到對命令的靈活運(yùn)用，使學(xué)生能夠很快上手畫一些簡單圖形，使學(xué)生能體會到軟件畫圖的優(yōu)勢和樂趣，避免挫敗感體會到成就感。案例教學(xué)重點(diǎn)在于設(shè)計一個好的例題，要把多個常用命令融入其中，圍繞例題安排命令。命令講解無先后順序，起到以點(diǎn)帶面的效果。但應(yīng)該優(yōu)先講解在繪制機(jī)械圖樣時使用頻率較高的命令。當(dāng)然在講課過程中，也要對案例中使用的命令的操作步驟先做一個簡單介紹。側(cè)重選擇工程實(shí)際中的常見零件和裝配體實(shí)例，案例教學(xué)使得學(xué)生學(xué)習(xí)過程變得生動，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時也提高了教學(xué)效率。

1.2 啟發(fā)式和討論式教學(xué)

培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新思維：對于同一案例的講解，不能只講一種方法或一種命令來完成，而是在課堂上和學(xué)生展開討論，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生采用不同方法來完成，并且通過討論比較不同學(xué)生方法的優(yōu)缺點(diǎn)，最終找到一個針對該題目的最方便和快捷的方法。比如，圓角的畫法，除了可以采用切半徑畫再修剪，還可以用倒圓角命令，倒圓角命令在多數(shù)情況更方便，復(fù)制和陣列命令哪一種更方便，需要具體問題具體分析。設(shè)計題目時，除了設(shè)計一些緊扣機(jī)械制圖內(nèi)容的組合體三視圖、零件圖、裝配圖實(shí)例之外，也設(shè)計了一些技巧性較強(qiáng)，不僅需要制圖理論知識，還需要一定的數(shù)學(xué)及其他方面知識和發(fā)散的思維才能解決的題目，通過這類題目來訓(xùn)練學(xué)生的思維，激發(fā)他們的興趣，如圖1和圖2所示。除了在課堂上講解，在課后也留一些類似的練習(xí)題目，要求學(xué)生課外完成。

1.3 教學(xué)內(nèi)容和上機(jī)實(shí)踐緊密結(jié)合機(jī)械制圖課程相關(guān)內(nèi)容

調(diào)整了部分教學(xué)和上機(jī)內(nèi)容，使其與機(jī)械制圖的內(nèi)容和體系完全吻合，使得學(xué)生能更好地和先修課程無縫銜接。比如調(diào)整了原來實(shí)訓(xùn)二：圖塊制作練習(xí)，內(nèi)容是用圖塊制作螺紋緊固件連接，修改為組合體三視圖繪制訓(xùn)練，如圖3這樣四次上機(jī)從平面圖形繪制到三視圖繪制，零件圖，裝配圖繪制，由淺入深，層層推進(jìn)，內(nèi)容銜接更合理。

1.4 按照改革后的教學(xué)內(nèi)容重新編寫了與之適應(yīng)的教材：計算機(jī)繪圖實(shí)訓(xùn)簡明教程

指導(dǎo)書年年修訂和更新相關(guān)內(nèi)容，比如緊跟最新的國家標(biāo)準(zhǔn)等。最新版本又加入了更符合教改內(nèi)容體系的簡明教程，現(xiàn)為《計算機(jī)繪圖簡明教程及實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)》[3]。全書分為“簡明教程”和“實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)”兩部分共6章，包括：AutoCAD簡明教程、AutoCAD實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)，書后還附有AutoCAD常用繪圖技巧。在每次實(shí)訓(xùn)后加入了思考題作為實(shí)訓(xùn)報告內(nèi)容一部分，以引導(dǎo)學(xué)生對課程內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)，提高學(xué)習(xí)效率。

1.5 整合二維和三維繪圖軟件

將二維和三維軟件進(jìn)行整合，主要介紹常用的三維軟件的基本功能，如Solidworks，CATIA等，如果計算機(jī)繪圖課程大多只講授一種軟件（Auto CAD軟件），局限性很大，嚴(yán)重脫離社會發(fā)展實(shí)際，不利于學(xué)生的就業(yè)。因此，作為《計算機(jī)繪圖》課程教師，不能局限于對一種軟件的講授，在課時允許的情況下應(yīng)適當(dāng)?shù)膶ζ渌L圖軟件進(jìn)行介紹。最好還是把計算機(jī)繪圖和三維軟件相關(guān)課程整合在一起，是大勢所趨。

2? 考核方式

本課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，所以考核形式為上機(jī)操作考試，上機(jī)考試占70%;平時4次上機(jī)實(shí)驗(yàn)成績（含報告）占30%。針對不同專業(yè)、不同層次的學(xué)生采用不同的考核方式，盡量發(fā)揮學(xué)生的聰明才智。

①上機(jī)考試采用一班多套試題的形式，或者同一套試題，但每人尺寸、參數(shù)各不相同的形式，防止學(xué)生作弊。

②為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，采用開放式上機(jī)考試形式，建立了一個開放試題庫，題庫中含有不同難度多套試題供學(xué)生選擇，考前限時提供給學(xué)生多套不同難度系數(shù)的試題，學(xué)生可根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況選擇試題復(fù)習(xí)考試，有利于調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，取得了較好的效果。

③試題主要形式是要求學(xué)生上機(jī)完成一張完整的零件圖，也嘗試過除了零件圖之外，加入一道技巧題作為補(bǔ)充，以考查學(xué)生的創(chuàng)新能力。

④針對不同專業(yè)學(xué)生，提供不同的上級考試題目，例如工業(yè)設(shè)計專業(yè)可提供建筑圖或者是服裝制圖。

⑤將課程和職業(yè)認(rèn)證培訓(xùn)相結(jié)合，與相關(guān)認(rèn)證機(jī)構(gòu)如教育部教育管理信息中心合作，開展二維CAD工程師認(rèn)證，計算機(jī)繪圖總評成績?nèi)绻_(dá)到標(biāo)準(zhǔn)即可獲得認(rèn)證。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的就業(yè)能力，培養(yǎng)適合社會發(fā)展需求的應(yīng)用型技術(shù)人才。

3? 結(jié)論

通過對近幾屆學(xué)生學(xué)習(xí)過程觀察和學(xué)習(xí)效果的評價，教學(xué)改革后，學(xué)生學(xué)習(xí)課程的主動性和有效性不斷提升，學(xué)生能夠參與到教學(xué)過程并且與實(shí)踐緊密結(jié)合，考試成績平均從中等提高到良好，不及格率在10%以下，學(xué)生在后續(xù)課程以及畢業(yè)設(shè)計中使用軟件出圖的質(zhì)量有所提高，對學(xué)生的批判性和創(chuàng)造性思維的養(yǎng)成也有所幫助。后期通過與畢業(yè)生和用人單位的交流以及跟蹤反饋，反映畢業(yè)生能夠熟練運(yùn)用行業(yè)軟件進(jìn)行輔助設(shè)計繪圖，具備了企業(yè)需要的職業(yè)素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝志雄，包莉麗，駱曉敬.基于OBE理念的應(yīng)用型高校技術(shù) 創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報現(xiàn)代商貿(mào)技術(shù)，2020，34（02）：51.

[2]林禮區(qū)，周晨，等.工程教育認(rèn)證背景下機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系改革[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017（9）：204-207.

[3]王永泉，金晶.簡明計算機(jī)繪圖實(shí)訓(xùn)教程[M].第1版.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2016.