食品專業(yè)“機(jī)械制圖與Auto CAD”課程大綱改革與實(shí)踐

張明成，朱力杰，范金波，李學(xué)鵬*，勵(lì)建榮

渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院（錦州 121013）

工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心就是要確認(rèn)工科專業(yè)畢業(yè)生達(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(píng)價(jià)。截至2020年底，全國(guó)共有257所普通高等學(xué)校、1 600個(gè)專業(yè)通過工程教育專業(yè)認(rèn)證。工程教育專業(yè)認(rèn)證體系中，培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系、課程目標(biāo)、課程教學(xué)大綱是一層層遞進(jìn)關(guān)系，課程目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容都會(huì)在課程教學(xué)大綱中得以體現(xiàn)[1]。教學(xué)大綱是教師和學(xué)生之間關(guān)于教與學(xué)的投入和責(zé)任的一份“教學(xué)合同”，是落實(shí)“以學(xué)生為中心”理念的基礎(chǔ)和抓手[2]。但是傳統(tǒng)大綱中傳統(tǒng)的“以教師為中心”“以教材為中心”模式無法匹配工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，需要按照“成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)”的要求進(jìn)行重構(gòu)。

“機(jī)械制圖與Auto CAD”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，是機(jī)械設(shè)計(jì)類課程的先導(dǎo)課程，對(duì)于提升學(xué)生繪制、閱讀工程圖紙能力和解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)十分重要。因此，以該門課程大綱的構(gòu)建為例，分析傳統(tǒng)大綱存在的普遍問題，并按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)和畢業(yè)要求編寫教學(xué)大綱，明確課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐，分析課程內(nèi)容對(duì)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng)的支撐，并給出課程目標(biāo)達(dá)成度的分析方式，以期為工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下機(jī)械制圖課程的大綱編寫提供參考。

1 傳統(tǒng)教學(xué)大綱編寫存在的問題

1.1 課程目標(biāo)定位不明晰

課程目標(biāo)是指課程本身要實(shí)現(xiàn)的具體目標(biāo)和意圖，是確定課程內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法的基礎(chǔ)，是成績(jī)考核、教學(xué)達(dá)成度評(píng)價(jià)、持續(xù)改進(jìn)等要素的最終歸宿。以往的教學(xué)大綱中課程目標(biāo)定位不明確，沒有鮮明地體現(xiàn)學(xué)校的辦學(xué)定位、專業(yè)的特色，以及要培養(yǎng)什么樣的人才。課程目標(biāo)的設(shè)定過于籠統(tǒng)，未體現(xiàn)以學(xué)生為中心，沒有明確學(xué)生通過學(xué)習(xí)該課程后，能夠達(dá)到什么樣的總體目標(biāo)和具備什么樣的知識(shí)、能力和素質(zhì)[3]。此外，課程目標(biāo)指向性不明確，沒有建立課程目標(biāo)與畢業(yè)要求之間的達(dá)成關(guān)系，也未能反映課程在專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的定位和作用。

1.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)缺乏系統(tǒng)性

傳統(tǒng)的教學(xué)大綱中教學(xué)內(nèi)容一般是按照教材的章、節(jié)的結(jié)構(gòu)編寫，有時(shí)大綱的編寫主要參考國(guó)內(nèi)重點(diǎn)高校的大綱再加以修改，沒有從學(xué)校、專業(yè)、學(xué)生的實(shí)際出發(fā)制訂教學(xué)內(nèi)容，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容無法準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求，也就無法真正達(dá)成人才培養(yǎng)的目標(biāo)[4]。大綱中的教學(xué)內(nèi)容往往是任課教師依據(jù)教材的內(nèi)容或教學(xué)經(jīng)驗(yàn)主觀進(jìn)行設(shè)計(jì)，缺乏專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的集體研討和協(xié)作，缺乏課程兼容性、銜接性和互通性[5]。如“機(jī)械制圖與Auto CAD”是機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的先修課程，但是有些教學(xué)內(nèi)容課時(shí)分配少，學(xué)生對(duì)應(yīng)該掌握的知識(shí)的理解不足，便會(huì)導(dǎo)致后續(xù)課程執(zhí)行難度加大，因此，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)該從課程體系的全局出發(fā)，注重課程體系的整體優(yōu)化與組合，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。

1.3 教學(xué)方法沒有體現(xiàn)學(xué)生為中心

教學(xué)大綱是指導(dǎo)“教”與“學(xué)”的綱領(lǐng)性文件，而傳統(tǒng)的教學(xué)大綱過于重視教師的“教”，忽視學(xué)生的“學(xué)”。教學(xué)形態(tài)單一，授課主要通過理論講授為主，而機(jī)械制圖這門課程對(duì)學(xué)生空間想象能力的要求較高，對(duì)于非機(jī)械專業(yè)的工科學(xué)生來說，組合體視圖與形體構(gòu)思的內(nèi)容理解相對(duì)困難，如果教學(xué)方法單一，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)重點(diǎn)和難點(diǎn)的掌握。教學(xué)過程中，教師與學(xué)生缺乏必要的交流和互動(dòng)，學(xué)生更多是被動(dòng)地接受教師講授的知識(shí)，缺乏對(duì)于學(xué)習(xí)內(nèi)容和目標(biāo)的思考，也缺乏對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用[6]。

1.4 教學(xué)評(píng)價(jià)不能完整反映課程目標(biāo)的達(dá)成

傳統(tǒng)大綱中體現(xiàn)的教學(xué)評(píng)價(jià)側(cè)重點(diǎn)有所傾斜，主要反映以教師為主體的教學(xué)水平總結(jié)性評(píng)價(jià)，而有效衡量學(xué)生是否達(dá)到預(yù)期成果的評(píng)價(jià)顯得不足，并沒有通過學(xué)生的學(xué)習(xí)成效判斷教學(xué)效果，有悖于“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念?！皺C(jī)械制圖與Auto CAD”課程注重實(shí)踐，其教學(xué)評(píng)價(jià)類型應(yīng)重視實(shí)施形成性評(píng)價(jià)，通過在教學(xué)過程中定期對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)未達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)活動(dòng)迅速及時(shí)地調(diào)節(jié)、改進(jìn)和完善，有助于保證教學(xué)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

2 工程教育專業(yè)認(rèn)證體系下課程教學(xué)大綱的編寫

根據(jù)渤海大學(xué)關(guān)于2020版本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂的指導(dǎo)性意見，通過對(duì)食品科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及工程教育專業(yè)認(rèn)證的深入解讀，并結(jié)合食品科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)際教學(xué)及畢業(yè)生工作情況，對(duì)“機(jī)械制圖與Auto CAD”教學(xué)大綱進(jìn)行設(shè)計(jì)及修訂。教學(xué)大綱編制遵循“學(xué)生中心”“產(chǎn)出導(dǎo)向”“持續(xù)改進(jìn)”3個(gè)核心要求，教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)安排緊密圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生畢業(yè)要求的達(dá)成進(jìn)行，并制定具體的細(xì)化的課程目標(biāo)，依據(jù)課程目標(biāo)選擇優(yōu)化的教學(xué)內(nèi)容和合理的教學(xué)方法；根據(jù)課程目標(biāo)制定考核方式，通過科學(xué)合理的教學(xué)評(píng)價(jià)實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，推動(dòng)課程教學(xué)持續(xù)改進(jìn)。由此實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容及方法、課程考核對(duì)畢業(yè)要求達(dá)成度的支撐。

2.1 教學(xué)大綱的構(gòu)成要素及內(nèi)容安排

課程教學(xué)大綱主要包括課程信息、課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式與方法、先修課程、教材及參考書目、教學(xué)評(píng)價(jià)、教學(xué)資源等。“機(jī)械制圖與Auto CAD”的課程信息如表1所示，包括課程名稱、課程編號(hào)、授課專業(yè)、課程類別、學(xué)分/學(xué)時(shí)、考核方式等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，對(duì)課程進(jìn)行描述，說明課程開設(shè)的依據(jù)，顯示課程在專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位、作用以及課程性質(zhì)、目的等，明確教師的職責(zé)、學(xué)生任務(wù)，以此增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，進(jìn)而更好地規(guī)范和指導(dǎo)教學(xué)與學(xué)習(xí)。

表1 課程基本信息

2.2 構(gòu)建課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐關(guān)系

不同于傳統(tǒng)的教學(xué)大綱，工程教育專業(yè)認(rèn)證下的課程教學(xué)大綱，在開課目標(biāo)中必須指明課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)。按照每條畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)化為1～4個(gè)二級(jí)指標(biāo)點(diǎn)的指導(dǎo)思想，大綱構(gòu)建的第一步即建立課程對(duì)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的12項(xiàng)畢業(yè)要求的支撐程度關(guān)系。經(jīng)過團(tuán)隊(duì)討論，“機(jī)械制圖與Auto CAD”課程設(shè)置4個(gè)課程目標(biāo)，并建立課程目標(biāo)與畢業(yè)要求及指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)度與權(quán)重，如表2所示。除了使課程目標(biāo)有效支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)外，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)綜合考慮“機(jī)械制圖與Auto CAD”課程與課程體系的內(nèi)在關(guān)系，從課程教學(xué)內(nèi)容和課程體系2個(gè)層面構(gòu)建指標(biāo)點(diǎn)矩陣，體現(xiàn)課程體系與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)矩陣的科學(xué)性和可執(zhí)行性。教師可依據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)與培養(yǎng)方案目標(biāo)的配置關(guān)系，組織教學(xué)內(nèi)容，選擇教學(xué)方法，設(shè)計(jì)考核和方式等，學(xué)生也可據(jù)此清楚地了解課程學(xué)習(xí)對(duì)自身哪些能力、素質(zhì)的提升有幫助，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

表2 課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求支撐度的關(guān)系

2.3 依照畢業(yè)要求與課程目標(biāo)規(guī)范教學(xué)內(nèi)容

課程教學(xué)內(nèi)容的安排首先要保證真正落實(shí)課程目標(biāo)。在建成課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系后，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在編寫大綱時(shí)有目的地將課程教學(xué)內(nèi)容指向人才培養(yǎng)目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)要求，兼顧課程體系中每一門課程之間的聯(lián)系和自身的獨(dú)立性，從全局出發(fā)來考慮本門課程的教學(xué)地位和教學(xué)任務(wù)（見表3）。

表3 教學(xué)內(nèi)容及基本要求

課程教學(xué)內(nèi)容要滿足課程體系中后續(xù)課程的銜接，將教學(xué)內(nèi)容合理分配。機(jī)械制圖作為一門工程專業(yè)必修課程，其特點(diǎn)是內(nèi)容信息量大，包含有制圖的基本規(guī)定、投影法基礎(chǔ)、零件的三視圖、機(jī)件的表達(dá)、常用件和標(biāo)準(zhǔn)件、識(shí)讀零件圖、識(shí)讀裝配圖等很多知識(shí)模塊，這其中，尤以機(jī)件的表達(dá)、零件圖和裝配圖的學(xué)習(xí)最有難度。為提升學(xué)生制圖的實(shí)踐能力，我校2020版培養(yǎng)方案中將本課程的Auto CAD上機(jī)實(shí)踐增加17學(xué)時(shí)，而理論授課學(xué)時(shí)由原來的51學(xué)時(shí)縮減到35學(xué)時(shí)，所以，涉及一維和二維圖形的投影知識(shí)內(nèi)容相比此前要有所刪減，但是課程知識(shí)點(diǎn)各部分還要保持銜接合理，前后連貫，因此與后續(xù)課程顯著相關(guān)的機(jī)件的常用表達(dá)方法、標(biāo)準(zhǔn)件和齒輪、零件圖、裝配圖等內(nèi)容應(yīng)保證講授課時(shí)量，保證學(xué)生能夠掌握良好的作圖、讀圖的能力并體現(xiàn)在后續(xù)設(shè)計(jì)類課程中。機(jī)械制圖對(duì)學(xué)生的空間思維要求較高，需要在實(shí)體零件和抽象實(shí)圖中切換，因此僅依靠單一的課堂理論講授，學(xué)生對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)的知識(shí)是難以吃透的。大綱修訂后提出，教學(xué)方式采取線上線下相結(jié)合的方式，學(xué)生可借助超星、智慧樹等平臺(tái)進(jìn)行課前預(yù)習(xí)與課后練習(xí)。課堂講授除講授法外，圖形投影知識(shí)可通過演示法進(jìn)行輔助教授，通過模型教具的演示，帶給學(xué)生更加直觀的感受，結(jié)合練習(xí)法，及時(shí)展開課堂講解并獲得反饋。通過案例教學(xué)選擇與專業(yè)有關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)零件或機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙，讓學(xué)生就案例提出問題并進(jìn)行討論，增加集專業(yè)性、生動(dòng)性、互動(dòng)性、參與性于一體的內(nèi)容。由于制圖學(xué)習(xí)的特殊性，學(xué)生需要更直觀地了解零件的實(shí)體形狀，畫出三視圖，這些內(nèi)容通過語言表述很抽象。因此，可以運(yùn)用多媒體教學(xué)，將抽象的、空間概念強(qiáng)的零件通過造型、動(dòng)畫等技術(shù)生動(dòng)形象地展現(xiàn)出來，還可將教材的例題中所用圖形制作成實(shí)物模型進(jìn)行演示，抽象的幾何圖形變得更加直觀，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[7]。

2.4 合理構(gòu)建考核方式與達(dá)成度評(píng)價(jià)

在進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)時(shí)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)從教與學(xué)相統(tǒng)一的角度出發(fā)，以教學(xué)目標(biāo)體系為依據(jù)，確定合理的統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真編制、預(yù)試、修訂評(píng)價(jià)工具。本著“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，課程團(tuán)隊(duì)在編寫大綱時(shí)注重考核方式的合理性，采用多維度、全過程的方式對(duì)學(xué)生能力的達(dá)成度進(jìn)行評(píng)價(jià)，將形成性評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，構(gòu)建知識(shí)、能力相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)體系。大綱的編寫要求考核評(píng)價(jià)細(xì)則須覆蓋課程目標(biāo)；考核結(jié)果能合理反映課程目標(biāo)的達(dá)成度；考核權(quán)重與教學(xué)內(nèi)容相匹配；各考核環(huán)節(jié)必須有明確的成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等[8]。如表4所示，考核環(huán)節(jié)分為出勤、平時(shí)考核（課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、上機(jī)實(shí)踐）和期末考核，并設(shè)置考核各環(huán)節(jié)權(quán)重。課程考核的各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置評(píng)價(jià)細(xì)則，對(duì)課程目標(biāo)有多維度的支撐。評(píng)價(jià)指標(biāo)包含知識(shí)（知識(shí)的理解程度、掌握程度等）、能力（工程知識(shí)、解決問題能力、使用現(xiàn)代工具的能力等）2個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)。

表4 課程考核環(huán)節(jié)與考核細(xì)則

“機(jī)械制圖與Auto CAD”課程目標(biāo)所對(duì)應(yīng)的考核觀測(cè)點(diǎn)如表5所示，針對(duì)每個(gè)考核環(huán)節(jié)依據(jù)考核權(quán)重設(shè)置目標(biāo)分值（Ai），按照課程目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容選取考核環(huán)節(jié)的觀測(cè)點(diǎn)，表5中以2020級(jí)本科生期末試卷觀測(cè)點(diǎn)為例，列舉試卷題號(hào)及作業(yè)內(nèi)容及對(duì)應(yīng)觀測(cè)點(diǎn)的目標(biāo)分值（括號(hào)內(nèi)的分值）。在考核前，試卷便可依據(jù)課程目標(biāo)所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)分值布置題目和分值，完成準(zhǔn)確評(píng)價(jià)課程目標(biāo)達(dá)成度的目的。通過觀測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)生的平均分?jǐn)?shù)，最終依據(jù)達(dá)成度計(jì)算公式分別求取每一個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度，而課程總目標(biāo)達(dá)成度按照式（1）計(jì)算。

表5 課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)的考核觀測(cè)點(diǎn)

課程總目標(biāo)達(dá)成度=該課程學(xué)生總評(píng)成績(jī)平均值/該課程總評(píng)成績(jī)總分（100分） （1）

3 結(jié)語

工程認(rèn)證要求各門課程在教學(xué)實(shí)施過程中需根據(jù)學(xué)生畢業(yè)要求達(dá)成來設(shè)計(jì)和開展各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。把工程教育認(rèn)證理念真正貫徹到課程教學(xué)之中，就要從大綱的認(rèn)真修訂著手，大綱的重構(gòu)既要承接好培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，又要對(duì)接好目標(biāo)達(dá)成和持續(xù)改進(jìn)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)將教學(xué)大綱反復(fù)研修并發(fā)送給學(xué)生，學(xué)生在學(xué)習(xí)“機(jī)械制圖與Auto CAD”這門課程之前，能夠清楚了解該門課程對(duì)于自身哪些能力的提升有幫助；學(xué)習(xí)什么樣的知識(shí)、怎么學(xué)能夠幫助更大；如何鑒別自身能力有所提升，以及及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身在能力培養(yǎng)中還存在哪些不足等，帶著這些思考，學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中變被動(dòng)為主動(dòng)，學(xué)習(xí)興趣明顯增大，教學(xué)效果取得很大提升。