基于OBE理念的學生工程繪圖能力培養(yǎng)的探討與實踐

黃偉，李雪梅，劉鵬

（桂林電子科技大學 機電工程學院，廣西桂林 541004）

OBE（Outcome-Based Education），是以成果為導向的教育理念，也是工程教育的核心理念。機械設計制造及其自動化專業(yè)作為傳統(tǒng)專業(yè)，具有工程性強和應用范圍廣等特點。隨著新工科和工程認證的實施，OBE理念在教學中的廣泛應用也引起了教育工作者的重視，其紛紛嘗試將OEB理念在課程建設[1]和課程體系[2,3]中貫徹實施。工程圖紙是機械類專業(yè)學生表達自己設計的最直觀的圖形化語言，一方面要求學生能夠精確地表達自己的設計，并能夠解決一定的問題；另一方面是設計要符合相關的規(guī)范，具備較好的工程性。只有這樣，學生才能真正把自己的設計加工成實物，為將來走向工作崗位奠定堅實的基礎。為了培養(yǎng)學生的讀圖繪圖能力，國內(nèi)高校紛紛展開了教學研究并取得了一定的成果，主要包括對工程制圖課程教學模式和教學方法的改革，如基于翻轉(zhuǎn)課堂的任務驅(qū)動式教學[4]、將理論課與實物相結合的理實結合教學方法[5]。為提高學生的繪圖能力，研究對象既有基于工程制圖課程本身的教學方法改革[6-9]，也有以提高繪圖能力為目標的課程體系優(yōu)化[10,11]。

從目前本專業(yè)的課程設計和畢業(yè)設計圖紙質(zhì)量來看，部分學生繪圖的規(guī)范性和工程性較差，主要存在機構表達不清、標注混亂且規(guī)范性差、技術要求不合理等問題。為解決上述問題，本研究主要從教學體系設計、畢業(yè)設計強化和師資建設三個方面采取了一系列的措施，以提高學生的工程繪圖能力。

1 加強教學體系中工程繪圖的規(guī)范性

1.1 繪圖能力的不間斷訓練

根據(jù)培養(yǎng)學生識圖、繪圖和綜合訓練的能力要求，從課程、實驗、實訓、課程設計及畢業(yè)設計等方面進行繪圖不間斷訓練的教學體系設計（如圖1所示），由淺入深，通過繪圖能力層次的不斷提高，加強工程制圖教育，提高學生圖紙規(guī)范性。具體實施如下：

圖1 本專業(yè)繪圖能力培養(yǎng)不斷線體系

《工程圖學》是機械類專業(yè)學生入學后的第一門專業(yè)基礎課，通過該課程的學習，學生首先要學會零件形體表達的各種方法，能夠讀圖；同時還要熟悉國家制圖標準規(guī)范、掌握繪制工程圖的基本方法與技能，因此這門課程在整個教學體系中發(fā)揮著至關重要的作用?；谏鲜鲈?，課程教學團隊改變了《工程圖學》課程的授課方式，由原來的大班授課改為小班授課，增加學生課內(nèi)實踐指導教學內(nèi)容，同時加強了工程圖樣表達和圖紙表達在《工程圖學II》課程的考核比重。這一層次主要是培養(yǎng)學生的認知和理解能力，只有在這一階段打好基礎，學生在后面訓練中的表達能力才能得到更好地提高。

為了鞏固學生的學習效果，在大一學期末安排了《計算機繪圖訓練》，在大二第一學期初，安排為期一周的《工程制圖測繪》?！队嬎銠C繪圖訓練》是計算機應用與繪圖相結合的基礎訓練，通過本課程的訓練，學生要能夠熟悉現(xiàn)代繪圖軟件的使用方法，同時更要掌握利用繪圖軟件進行表達?！豆こ讨茍D測繪》課程則通過對典型零部件的手工測繪，讓學生將大一學習的繪圖知識應用在實際的零部件表達中，并要考慮相應標準和規(guī)范。通過一系列的基礎訓練，學生的繪圖能力得到鞏固。

在大三的機械設計課程設計中，學生則學會根據(jù)自己的設計繪制相關圖紙，在之前的讀圖和測繪的基礎訓練基礎上，培養(yǎng)表達和設計能力。在第七學期的專業(yè)綜合課程設計則在機械設計課程設計基礎上對學生的繪圖提出了更高的要求。由于在本學期已經(jīng)學完了大部分的專業(yè)課，學生在圖紙表達上除了滿足相關的規(guī)范標準、表達清晰外，還應該結合專業(yè)內(nèi)容考慮各種技術要求，考慮設計的可實施性，不斷增加繪圖要求并培養(yǎng)工程意識?；谏鲜瞿繕?，《機械設計課程》《工程圖學I》《工程圖學II》及《工程制圖測繪》等課程大綱也進行了相應的修訂，以增強學生繪圖規(guī)范和繪圖實踐能力，督促及鼓勵學生能夠獨立、規(guī)范地完成制圖。

1.2 在課程體系中不斷培養(yǎng)學生的工程意識和工程能力，將其融入繪圖中

機械設計制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)的是學生的設計制造能力，具有極強的工程性，因此將工程意識的培養(yǎng)和工程能力的提高貫穿于整個課程教學中，根據(jù)學生知識的積累和年級層次對應的培養(yǎng)要求也逐漸提高，并在以下環(huán)節(jié)重點突出（如圖2所示）。具體表現(xiàn)如下：在大一剛入學時，學生對專業(yè)了解較少，因此在專業(yè)認知實習和電子認知實習中，初步了解并逐漸形成工程意識的概念；在大二的《機械工程導論》課程中，逐漸理解工程意識的概念并了解其重要性，在《機械工程訓練》中，通過實操進一步理解工程性的重要性；在大三的生產(chǎn)實習中，通過到企業(yè)現(xiàn)場觀摩和學習，縮小理論和實踐的差距，并在課程設計中逐漸考慮工程性；大四的專業(yè)綜合設計和畢業(yè)設計是整個大學階段的最后兩個綜合訓練，專業(yè)綜合設計主要是要通過小規(guī)模的綜合設計為第八學期的畢業(yè)設計奠定基礎，初步完成一個簡單系統(tǒng)的完整設計過程，認識到工程性的重要性，并將其貫穿于設計全過程。

圖2 課程體系中對學生工程意識培養(yǎng)和工程能力的提升

其中，生產(chǎn)實習是培養(yǎng)學生工程意識和工程能力的重要環(huán)節(jié)，是學生第一次真正意義上從課堂走到車間。在生產(chǎn)實習過程中，制定頂崗實習制度。通過暑期實習，讓學生到企業(yè)崗位上，在有經(jīng)驗的師傅帶領下，學習和理解機械零部件的設計、裝配、制造及其生產(chǎn)工藝流程。通過實習，能夠讓學生對典型產(chǎn)品的關鍵零部件的生產(chǎn)過程、加工工藝以及企業(yè)的組織、質(zhì)量保證體系等有所了解，對材料加工在機械制造業(yè)中的作用和地位有了更深入的認識。

2 畢業(yè)設計過程中進一步強化繪圖的規(guī)范性，提高學生的繪圖能力

在規(guī)范繪圖的基礎上，在設計中融入工程意識，才能更好地將設計轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵨?，這一培養(yǎng)主要體現(xiàn)在畢業(yè)設計過程中。畢業(yè)設計作為學生大學四年中的最后一個教學環(huán)節(jié)，具有極強的綜合性和實踐性，是檢驗學生大學四年所學知識的一個綜合環(huán)節(jié)。

根據(jù)學校相關要求，指導教師每周至少指導學生一次，如果有必要，指導次數(shù)可以適當增加。在畢業(yè)設計的指導過程中，尤其是畢業(yè)設計后期，主要是檢查學生的圖紙繪制情況，以便及時溝通和修改。

同時，為了進一步強化畢業(yè)設計過程對圖紙規(guī)范性的理解和執(zhí)行，彌補部分青年教師工程經(jīng)驗不足的問題，主要采取了以下措施：在畢業(yè)設計初期和中期準備圖紙的過程中，由專業(yè)有經(jīng)驗的教師進行繪圖專題講座和指導，講解畢業(yè)設計制圖的相關規(guī)范和需要注意的問題；在畢業(yè)設計末期和答辯期間，每個答辯小組均邀請了企業(yè)專家全程參加答辯，由企業(yè)專家提出學生在設計和圖紙中存在的問題，整改達到要求后方能驗收。

3 加強教師工程能力的培養(yǎng)

在專業(yè)建設過程中，本專業(yè)近年來引進了大量的青年博士，這些青年教師雖然具有很強的理論基礎，但是工程經(jīng)驗欠缺。為了讓這部分教師能夠更好地在教學中（尤其是畢業(yè)設計中）發(fā)揮作用，提高教師的執(zhí)教和畢業(yè)設計指導水平，主要采取了兩方面措施。一方面在校內(nèi)加強對青年教師的相關培訓，主要包括請專業(yè)有工程經(jīng)驗的老教師對青年教師進行培訓和一對一幫扶，青年教師到校第一年可以通過觀摩畢業(yè)設計答辯，對本專業(yè)畢業(yè)設計內(nèi)容的廣度和深度有初步了解；邀請企業(yè)專家到校內(nèi)為教師進行專題培訓；另一方面，鼓勵青年教師走出去，到企業(yè)掛職鍛煉或者做博士后，通過在企業(yè)的進一步學習和鍛煉，青年教師的工程能力得到了較大的提高，指導畢業(yè)設計的水平也得到提高。

4 結語

通過上述舉措，學生繪圖的規(guī)范性較之前有了明顯改善，工程意識逐漸加強。為進一步提高學生的繪圖能力，在畢業(yè)過程中加強畢業(yè)設計專題系列講座。同時，完善雙導師制，邀請企業(yè)專家以第二導師的身份深度參與畢業(yè)設計；另一方面，和企業(yè)建立長期實習機制，大三下學期或者大四上學期，要求畢業(yè)選題為工程設計的學生到合作企業(yè)實習半年，從產(chǎn)品設計到產(chǎn)品制造流程進行全面訓練，以提高學生制度規(guī)范和工程意識。