基于OBE理念的“工程制圖”課程教學(xué)改革研究

高崇一，魏云平，戴 俊，李 然，肖春英

(唐山學(xué)院 機(jī)電工程系，河北 唐山 063000)

0 引言

為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略，教育部積極推進(jìn)“新工科”建設(shè)，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗(yàn)，助力高等教育的強(qiáng)國建設(shè)[1]。面對(duì)新形勢(shì)、新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)，各高校都非常重視“新工科”建設(shè)，而要建設(shè)一流“新工科”，需工程教育專業(yè)認(rèn)證“點(diǎn)石成金”。工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，是實(shí)現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)，也是針對(duì)高等教育工程類專業(yè)開展的一種合格評(píng)價(jià)，其核心理念是“以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，形成持續(xù)改進(jìn)機(jī)制”的OBE理念(Outcome Based Education)。OBE理念強(qiáng)調(diào)教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)方法的實(shí)施以學(xué)生接受教育后所取得的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向。學(xué)生的學(xué)習(xí)成果就是解決復(fù)雜工程問題的能力，而這種能力一般是通過學(xué)習(xí)相關(guān)課程培養(yǎng)出來的，因此，課程建設(shè)是工程教育專業(yè)認(rèn)證環(huán)節(jié)中重要且不可替代的部分[2-3]。基于OBE理念的課程改革教學(xué)理念與傳統(tǒng)的教學(xué)理念有較大區(qū)別，前者更加注重學(xué)習(xí)目標(biāo)和畢業(yè)目標(biāo)的達(dá)成，重視課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的相關(guān)性，通過課程教學(xué)實(shí)現(xiàn)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力[4-5]。

本文基于OBE理念對(duì)“工程制圖”課程進(jìn)行教學(xué)改革，優(yōu)化課程內(nèi)容，制定能夠達(dá)成學(xué)生“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”預(yù)設(shè)目標(biāo)的教學(xué)目標(biāo)，并針對(duì)課程特點(diǎn)構(gòu)建課程評(píng)價(jià)體系，進(jìn)而對(duì)學(xué)習(xí)考核方式及教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，通過持續(xù)改進(jìn)實(shí)現(xiàn)課程對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的強(qiáng)力支撐，有效達(dá)成對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)目標(biāo)，從而促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的不斷提升。

1 “工程制圖”課程內(nèi)容的優(yōu)化與教學(xué)目標(biāo)的制定

1.1 課程內(nèi)容的優(yōu)化

“工程制圖”課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)(機(jī)械專業(yè))的核心課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是學(xué)生就業(yè)的保障性課程[6-7]。基于OBE理念，結(jié)合我校機(jī)械專業(yè)學(xué)生實(shí)際情況，以“重視基礎(chǔ)、適當(dāng)拓寬、提高綜合能力”為原則，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合優(yōu)化，將課程內(nèi)容劃分為投影理論、構(gòu)型方法、表達(dá)技術(shù)與繪圖能力基礎(chǔ)、工程規(guī)范基礎(chǔ)、專業(yè)制圖以及計(jì)算機(jī)繪圖六大部分。

在投影理論部分，以問題為中心安排教學(xué)內(nèi)容，采用多媒體進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)輔助圖板示范繪圖，培養(yǎng)學(xué)生的繪圖能力。在構(gòu)型方法部分，培養(yǎng)學(xué)生的立體感和空間想象力，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力，激發(fā)學(xué)生的潛在能力。在表達(dá)技術(shù)與繪圖能力基礎(chǔ)部分，主要培養(yǎng)學(xué)生徒手作圖的能力，徒手作圖是機(jī)器仿造和維修、先進(jìn)技術(shù)推廣的重要手段，是現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)、創(chuàng)意設(shè)計(jì)的一種必備能力。在工程規(guī)范基礎(chǔ)部分，通過介紹國家標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)學(xué)生的工程規(guī)范意識(shí)。在專業(yè)制圖部分，培養(yǎng)學(xué)生繪制和閱讀專業(yè)圖樣的基本能力以及查閱有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的能力。在計(jì)算機(jī)繪圖部分，培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制工程圖樣的能力。

1.2 教學(xué)目標(biāo)的制定

根據(jù)OBE理念，教學(xué)目標(biāo)的制定采用反向設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行，由畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)確定教學(xué)目標(biāo)，再由教學(xué)目標(biāo)確定課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)。具體地，首先，明確“工程制圖”課程支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)；然后，通過任課教師與學(xué)生座談、任課教師之間相互討論等方式，對(duì)“工程制圖”課程的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行制定和調(diào)整，使課程目標(biāo)完全支撐指標(biāo)點(diǎn)；最后，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)確定本課程的教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)。根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)，我校對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)制定了12條畢業(yè)要求，每項(xiàng)畢業(yè)要求被劃分為2-4條指標(biāo)點(diǎn)，其中，“工程制圖”課程支撐3條指標(biāo)點(diǎn)。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)與教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)與教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

通過表1可以發(fā)現(xiàn)，如果學(xué)生掌握了所列課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)，則能夠達(dá)到本課程的教學(xué)目標(biāo)，從而達(dá)成相對(duì)應(yīng)的指標(biāo)點(diǎn)。因此，制定的教學(xué)目標(biāo)能夠體現(xiàn)出“以學(xué)生為中心”“以成果為導(dǎo)向”的理念。

2 課程評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

基于OBE理念構(gòu)建課程評(píng)價(jià)體系，建立常態(tài)化評(píng)價(jià)機(jī)制。在評(píng)價(jià)過程中專業(yè)負(fù)責(zé)人、督導(dǎo)專家、任課教師、學(xué)生均承擔(dān)各自的責(zé)任，評(píng)價(jià)的最終結(jié)果通過學(xué)生的表現(xiàn)體現(xiàn)[8]。課程評(píng)價(jià)體系主要包括教學(xué)計(jì)劃評(píng)價(jià)、課堂實(shí)施過程評(píng)價(jià)、教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)三部分。

2.1 教學(xué)計(jì)劃評(píng)價(jià)

教學(xué)計(jì)劃評(píng)價(jià)屬于對(duì)課程開課前準(zhǔn)備情況的評(píng)價(jià)。開課前由任課教師提出評(píng)價(jià)申請(qǐng)，然后由專業(yè)負(fù)責(zé)人組織專家小組對(duì)課程教學(xué)計(jì)劃和課堂教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行檢查評(píng)價(jià)。課程教學(xué)計(jì)劃檢查主要檢查教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教學(xué)方案等文本性文件，以及考察教學(xué)目標(biāo)、知識(shí)點(diǎn)對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求能否進(jìn)行有效支撐。課堂教學(xué)檢查主要考察課堂內(nèi)容能否圍繞教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，教學(xué)方法與手段能否凸顯OBE理念。

2.2 課堂實(shí)施過程評(píng)價(jià)

課堂實(shí)施過程評(píng)價(jià)屬于教學(xué)過程評(píng)價(jià)。一方面由督導(dǎo)專家采取隨機(jī)聽課的方式進(jìn)行，檢查任課教師是否按照教學(xué)大綱、教學(xué)日歷和既定的教學(xué)計(jì)劃開展教學(xué)活動(dòng)，并檢查學(xué)生聽課情況及授課過程中師生互動(dòng)情況。另一方面由任課教師在授課過程中通過觀察學(xué)生聽課情況或采用與學(xué)生互動(dòng)、與學(xué)生座談等方式及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對(duì)學(xué)生進(jìn)行積極的引導(dǎo)，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整教學(xué)方式和教學(xué)進(jìn)度。例如，在“工程制圖”授課過程中為了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，任課教師在講授“裝配圖”部分時(shí)，先講授理論內(nèi)容，然后將學(xué)生分成若干小組，采取翻轉(zhuǎn)課堂形式，讓他們根據(jù)工程實(shí)際案例圖紙拆畫零件圖，每一小組完成各自任務(wù)后利用軟件建立三維直觀裝配體，并進(jìn)行成果展示與講解，任課教師與其他小組成員對(duì)該小組呈現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)與討論。這種教學(xué)方式不僅能夠提高學(xué)生的自學(xué)能力，而且能夠使任課教師直接地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從而根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)效果調(diào)整后期的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度或教學(xué)方式。

2.3 教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)

教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)是檢驗(yàn)學(xué)生是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)要求的最直觀的反饋方式，其中最重要的是要客觀地反映學(xué)生能力的達(dá)成度。而為更客觀地反映學(xué)生能力的達(dá)成情況，加強(qiáng)過程考核、采取多樣化考核方式是必要的，考核方式可分為平時(shí)作業(yè)、專項(xiàng)訓(xùn)練、計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)和結(jié)課考試等多個(gè)環(huán)節(jié)。考核結(jié)果可以借助學(xué)習(xí)通、雨課堂、慕課程等信息化工具幫助進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[9-10]。課程結(jié)課后，再根據(jù)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成情況進(jìn)行教學(xué)反思，并進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)活動(dòng)以及畢業(yè)要求方面的持續(xù)改進(jìn)，以促成教學(xué)目標(biāo)與所支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的有效達(dá)成。

教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)以每輪課為一個(gè)評(píng)價(jià)周期，評(píng)價(jià)結(jié)果主要通過對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核來體現(xiàn)?！肮こ讨茍D”課程的考核主要包括平時(shí)作業(yè)、專項(xiàng)訓(xùn)練、計(jì)算機(jī)繪圖和期末考試四個(gè)環(huán)節(jié)，各考核環(huán)節(jié)成績(jī)分別占總評(píng)成績(jī)的10%，10%，10%和70%。平時(shí)作業(yè)、專項(xiàng)訓(xùn)練和期末考試同時(shí)支撐教學(xué)目標(biāo)1和教學(xué)目標(biāo)2，計(jì)算機(jī)繪圖支撐教學(xué)目標(biāo)3。設(shè)定平時(shí)作業(yè)與專項(xiàng)訓(xùn)練兩項(xiàng)考核成績(jī)分別在教學(xué)目標(biāo)1和教學(xué)目標(biāo)2中所占的比例相同，期末考試成績(jī)支撐教學(xué)目標(biāo)1和教學(xué)目標(biāo)2的比例分別為λ和1-λ；同時(shí)，設(shè)定課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的權(quán)重系數(shù)總和為1，考慮支撐強(qiáng)度關(guān)系，設(shè)定支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1-(2)的教學(xué)目標(biāo)1其權(quán)重系數(shù)為0.3，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2-(1)的課程目標(biāo)2其權(quán)重系數(shù)為0.3，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5-(3)的課程目標(biāo)3其權(quán)重系數(shù)為0.2。

在各考核環(huán)節(jié)根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為每位學(xué)生評(píng)分，求出學(xué)生在各考核環(huán)節(jié)的平均分，各考核環(huán)節(jié)平均分與設(shè)定的權(quán)重系數(shù)加權(quán)求和，再除以理想分值(該項(xiàng)課程目標(biāo)的滿分值)，即為學(xué)生在該教學(xué)目標(biāo)下的達(dá)成度值，此值越高目標(biāo)達(dá)成度越好。課程目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算詳見表2。

表2 “工程制圖”課程目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算表

“工程制圖”課程教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，對(duì)于畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1-(2)，除“工程制圖”外，還有其他三門課程與之有支撐關(guān)系，其達(dá)成度分別為“計(jì)算思維導(dǎo)論”U1，“工程材料”V1以及“電工技術(shù)”W1，若計(jì)算畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1-(2)的達(dá)成度K1-(2)，需根據(jù)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)支撐課程權(quán)重分配表(表3)查詢權(quán)重系數(shù)，然后加權(quán)求和得出畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1-(2)的達(dá)成度，K1-(2)=0.3G1+0.3U1+0.2V1+0.2W1。

表3 畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)支撐課程權(quán)重分配表

3 結(jié)語

基于OBE理念，對(duì)機(jī)械專業(yè)的“工程制圖”課程開展教學(xué)改革。以畢業(yè)要求達(dá)成度為產(chǎn)出導(dǎo)向?qū)φn程教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行了反向設(shè)計(jì)與正向評(píng)價(jià)，通過課程內(nèi)容的優(yōu)化、教學(xué)目標(biāo)的制定、課程評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建，提高教學(xué)效果，促進(jìn)“工程制圖”課程的教學(xué)活動(dòng)對(duì)其所支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成，激勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)之中，提高學(xué)生在工程知識(shí)、問題分析和使用現(xiàn)代工具等方面解決復(fù)雜工程問題的能力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的全面提升。