基于OBE理念的計(jì)算機(jī)輔助制圖分層遞進(jìn)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式研究

周愛華 付 曉 杜姍姍 牛均豪

北京聯(lián)合大學(xué)應(yīng)用文理學(xué)院，北京 100191

成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education，OBE），是一種以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教育理念，1981 年由Spady 等人提出，并逐漸成為美國、加拿大、英國等國家教育改革的主流理念。成果導(dǎo)向教育遵循以學(xué)生為主體的本位理念與反向設(shè)計(jì)原則，倡導(dǎo)以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為邏輯起點(diǎn)對教育理念和教學(xué)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，從需求開始，由需求決定培養(yǎng)目標(biāo)，再由培養(yǎng)目標(biāo)決定畢業(yè)要求，進(jìn)而由畢業(yè)要求決定課程體系。因此，其培養(yǎng)的人才較之傳統(tǒng)教育更能滿足國家、社會(huì)、行業(yè)以及用人單位的需求，最大程度上保證了教育目標(biāo)與結(jié)果的一致性，為“培養(yǎng)什么樣的人”“如何培養(yǎng)人”等問題提供了重要的思維解決路徑。目前，成果導(dǎo)向教育在我國教育界的影響越來越大，廣大專家、學(xué)者以及高校教師都加強(qiáng)了對成果導(dǎo)向教育的研究與教育教學(xué)實(shí)踐，以期為國家建設(shè)培養(yǎng)更符合時(shí)代要求的建設(shè)者與接班人。

計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)是許多理工科專業(yè)學(xué)生必須具備的一門技能，AutoCAD 軟件是高校培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)制圖能力的首選軟件之一，北京聯(lián)合大學(xué)地理信息科學(xué)專業(yè)（以下簡稱“GIS專業(yè)”）就是基于AutoCAD軟件開展計(jì)算機(jī)輔助制圖課程教學(xué)的。計(jì)算機(jī)輔助制圖課程是GIS專業(yè)的一門選修課程，主要講授AutoCAD 軟件的基本操作及其在地理信息相關(guān)領(lǐng)域的制圖方法，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用AutoCAD 軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)制圖以及解決專業(yè)問題的能力。作為一門軟件操作課程，實(shí)訓(xùn)教學(xué)在該課程中的比重非常大，但是在信息技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，原有的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足GIS 專業(yè)人才培養(yǎng)的需求，因此課題組綜合考慮了社會(huì)及行業(yè)需求，基于OBE理念開展了計(jì)算機(jī)輔助制圖課程的教學(xué)改革，探索分層遞進(jìn)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，以提高課程教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。

一、OBE理念引入計(jì)算機(jī)輔助制圖教學(xué)的必要性

（一）課程內(nèi)容固化，實(shí)訓(xùn)案例專業(yè)性不強(qiáng)

計(jì)算機(jī)輔助制圖以AutoCAD 軟件的基本功能為體系進(jìn)行教學(xué)，內(nèi)容基本固化，實(shí)訓(xùn)案例基于AutoCAD 標(biāo)準(zhǔn)教程，偏通用性，與專業(yè)的結(jié)合不夠密切，不利于學(xué)生應(yīng)用AutoCAD 軟件解決專業(yè)問題。因此，如何設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)案例，使其更具有專業(yè)特色并能夠有效解決專業(yè)問題，是教學(xué)設(shè)計(jì)中要著重思考的問題。

（二）注重知識傳授與技能培養(yǎng)，忽略學(xué)生綜合素質(zhì)提升

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助制圖教學(xué)以教師為主導(dǎo)，忽略了學(xué)生的主體地位。傳統(tǒng)教學(xué)中更多的是教師教給學(xué)生怎么做，對學(xué)生獨(dú)立思考能力的訓(xùn)練不足，同時(shí)過于注重知識的傳授和制圖技能的提升，導(dǎo)致對學(xué)生工匠精神、愛崗敬業(yè)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真等專業(yè)品質(zhì)的培養(yǎng)有欠缺?；贠BE理念的教學(xué)模式以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)知識、能力、素質(zhì)三維度教學(xué)目標(biāo)和“全面發(fā)展”的教學(xué)理念，更符合新時(shí)代人才培養(yǎng)的需求。

二、基于OBE理念的計(jì)算機(jī)輔助制圖課程培養(yǎng)目標(biāo)

首先，課題組通過用人單位調(diào)研、招聘信息分析以及畢業(yè)生跟蹤回訪，了解企事業(yè)單位對GIS 專業(yè)學(xué)生計(jì)算機(jī)制圖能力的需求，即不僅要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和軟件操作能力、解決問題能力，還要具備愛崗敬業(yè)品質(zhì)和團(tuán)隊(duì)合作精神。其次，課題組通過學(xué)生評教數(shù)據(jù)與問卷調(diào)研數(shù)據(jù)分析，了解學(xué)生對課程的意見與建議。最終，課題組制定了以下4個(gè)層面的課程目標(biāo):

應(yīng)用方面：學(xué)生能夠熟練使用AutoCAD 軟件，掌握其基本操作、常用繪圖命令、編輯修改命令、制圖環(huán)境設(shè)置、文字表格、圖塊、尺寸注記、數(shù)據(jù)共享與布局輸出。

整合方面：學(xué)生能夠使用AutoCAD 軟件完成地形圖、自然人文類專題地圖、規(guī)劃圖、建筑圖等相關(guān)專業(yè)圖件的繪制，解決學(xué)習(xí)與生活中的實(shí)際問題。

價(jià)值方面：轉(zhuǎn)變學(xué)生思維方式，養(yǎng)成以圖的方式思考問題、解決問題的能力；同時(shí)促使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、精益求精的工作作風(fēng)，實(shí)事求是、誠實(shí)守信的誠信品質(zhì)，勇于突破的創(chuàng)新意識，團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。

自主學(xué)習(xí)方面：學(xué)生能夠利用MOOC、微課等線上學(xué)習(xí)平臺和資源，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，提升自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

三、基于OBE理念的計(jì)算機(jī)輔助制圖分層遞進(jìn)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革

基于OBE 理念的課程培養(yǎng)目標(biāo)，本著“符合學(xué)生實(shí)際，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，解決專業(yè)問題”的原則，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，尤其是實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，并總結(jié)為分層遞進(jìn)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。

（一）實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)施原則

課題組在充分考慮課程特點(diǎn)、專業(yè)特色與學(xué)生特征的基礎(chǔ)上，對分層遞進(jìn)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)施總結(jié)出以下四個(gè)原則。

1.循序漸進(jìn)原則

計(jì)算機(jī)輔助制圖對學(xué)生來說是一門全新的課程，而且在此之前學(xué)生幾乎沒有接觸過其他計(jì)算機(jī)制圖軟件，因此要充分考慮學(xué)生的接受過程，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中注意由基礎(chǔ)到提高、由簡單到復(fù)雜的順序，循序漸進(jìn)，幫助學(xué)生打好制圖基礎(chǔ)。

2.因材施教原則

學(xué)生對課程的理解或接受程度是不同的，表現(xiàn)在實(shí)訓(xùn)教學(xué)方面就是學(xué)生完成繪圖任務(wù)的時(shí)間差異性明顯，因此要正視學(xué)生學(xué)習(xí)能力的差異，因材施教，既要保證操作能力弱的學(xué)生能夠完成基本實(shí)訓(xùn)任務(wù)，又要及時(shí)給操作能力強(qiáng)的學(xué)生補(bǔ)充新的、難度大的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，允許學(xué)生達(dá)到不同的掌握水平。

3.圖海戰(zhàn)術(shù)原則

對于一門繪圖軟件課程，大量的制圖訓(xùn)練是必需的。因此，圖海戰(zhàn)術(shù)是該課程要遵循的一個(gè)重要原則。任課教師為學(xué)生準(zhǔn)備了一個(gè)難度水平及圖件類型多樣化的實(shí)訓(xùn)圖庫，同時(shí)精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，合理安排大小、難易程度不同的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，使課堂環(huán)節(jié)充實(shí)、飽滿，實(shí)現(xiàn)有限時(shí)間內(nèi)的訓(xùn)練最大化、效率最高化。同時(shí)，學(xué)生也可自行選取感興趣的圖件在課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)。

4.貼近專業(yè)原則

學(xué)習(xí)軟件是為了更好地學(xué)以致用，用軟件解決專業(yè)問題，因此實(shí)訓(xùn)教學(xué)中要強(qiáng)調(diào)用GIS 專業(yè)的制圖思維思考問題，依據(jù)GIS專業(yè)的繪圖流程、制圖規(guī)范完成制圖實(shí)訓(xùn)任務(wù)。

（二）實(shí)訓(xùn)教學(xué)構(gòu)成及案例設(shè)計(jì)

分層遞進(jìn)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的教學(xué)案例設(shè)計(jì)遵循趣味性、層次性、專業(yè)性與綜合性的原則，因?yàn)槿の缎阅芗ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，層次性能保證學(xué)習(xí)的循序漸進(jìn)，而專業(yè)性與綜合性則能保障課程學(xué)習(xí)服務(wù)于專業(yè)培養(yǎng)方案。因此，我們將實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、擴(kuò)展實(shí)訓(xùn)與綜合實(shí)訓(xùn)三個(gè)層面，且在知識學(xué)習(xí)與技能培養(yǎng)方面皆為遞進(jìn)關(guān)系，同時(shí)兼顧綜合素質(zhì)的提升。

1.基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)及案例設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)為第一層面實(shí)訓(xùn)，實(shí)訓(xùn)案例以幾何圖形為主。案例特點(diǎn)是圖形內(nèi)容簡單且具有針對性、技巧性或趣味性的特點(diǎn)，目的是使學(xué)生了解AutoCAD 軟件的操作規(guī)則，掌握AutoCAD 的基本操作命令，以及一些命令的使用技巧，可以有效提升學(xué)生對軟件的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作品質(zhì)。該類案例主要來源于教材以及AutoCAD認(rèn)證考試的歷年試題。

2.擴(kuò)展實(shí)訓(xùn)及案例設(shè)計(jì)

擴(kuò)展實(shí)訓(xùn)為第二層面實(shí)訓(xùn)，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容為專業(yè)圖形符號，包括各類地圖中的常用符號，以及建筑圖、規(guī)劃圖中的符號、小品等。擴(kuò)展實(shí)訓(xùn)一方面能夠練習(xí)基本的繪圖命令，養(yǎng)成良好的制圖操作習(xí)慣，另一方面還有助于學(xué)生掌握專業(yè)圖形符號的繪制方法，同時(shí)這些圖形還是綜合實(shí)訓(xùn)圖形的構(gòu)成要素，在素質(zhì)教育方面有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

3.綜合實(shí)訓(xùn)及案例設(shè)計(jì)

綜合實(shí)訓(xùn)為第三層面實(shí)訓(xùn)，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容為專業(yè)綜合圖形，主要包括地形圖、行政區(qū)劃圖、人口地圖、經(jīng)濟(jì)地圖、土地利用圖和旅游交通圖等。綜合實(shí)訓(xùn)案例的設(shè)計(jì)，主要參考先修的自然地理學(xué)、人文地理學(xué)、地圖學(xué)以及測繪學(xué)基礎(chǔ)等課程，將之前課程中學(xué)過的圖形、數(shù)據(jù)采集方式以及制圖理論與方法用AutoCAD 軟件進(jìn)行繪圖實(shí)踐，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制圖課程與先修課程的順利銜接。綜合實(shí)訓(xùn)案例具有專業(yè)性和應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，要求學(xué)生撰寫并提交實(shí)訓(xùn)報(bào)告，且最大的綜合實(shí)訓(xùn)案例需要學(xué)生分組完成。通過該層面的實(shí)訓(xùn)，學(xué)生能夠掌握GIS專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)一般性地圖和圖形的繪制方法，同時(shí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神、團(tuán)隊(duì)合作、誠信品質(zhì)和創(chuàng)新意識。

分層遞進(jìn)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)基本上按照“基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)—擴(kuò)展實(shí)訓(xùn)—綜合實(shí)訓(xùn)”的次序開展，但由于基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)案例具有小而有趣的特點(diǎn)，也會(huì)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、時(shí)間進(jìn)度等具體情況在其他層面實(shí)訓(xùn)教學(xué)中穿插進(jìn)行。

（三）實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)施

1.實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)施流程

根據(jù)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與時(shí)間安排將三個(gè)層面的實(shí)訓(xùn)分為兩個(gè)大類：一類為廣義基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)，包括基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)和擴(kuò)展實(shí)訓(xùn)，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容為幾何圖形和專業(yè)圖形符號，實(shí)訓(xùn)任務(wù)較小，可以利用課堂時(shí)間完成；二為綜合實(shí)訓(xùn)，是課堂實(shí)訓(xùn)與課余實(shí)訓(xùn)的結(jié)合，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容為專業(yè)綜合圖形。這類實(shí)訓(xùn)任務(wù)較為復(fù)雜，教師在課堂上講解制圖方法與步驟，需要學(xué)生利用課余時(shí)間完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)。

兩類實(shí)訓(xùn)在具體實(shí)施流程上稍有不同，見圖1。兩類實(shí)訓(xùn)初始都是教師下發(fā)實(shí)訓(xùn)任務(wù)，給學(xué)生少量時(shí)間思考并簡單實(shí)踐，然后師生共同分析實(shí)訓(xùn)任務(wù)，再由教師進(jìn)行繪圖流程講解與操作演示。對于廣義基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)，學(xué)生在課堂上進(jìn)行制圖實(shí)踐，教師巡視指導(dǎo)，隨時(shí)解決學(xué)生在制圖中遇到的問題，制圖完畢后師生共同分析點(diǎn)評，總結(jié)實(shí)訓(xùn)案例的特點(diǎn)以及學(xué)生遇到的問題和問題解決方案；對于綜合實(shí)訓(xùn)，則是教師在講解繪圖流程與操作演示完畢后，安排學(xué)生在課余時(shí)間進(jìn)行制圖實(shí)踐，并按規(guī)定的時(shí)間提交成果、實(shí)訓(xùn)報(bào)告，教師及時(shí)批改作業(yè)，核查學(xué)生圖件中存在的問題，并在后面的教學(xué)中進(jìn)行總結(jié)點(diǎn)評。

2.實(shí)訓(xùn)教學(xué)的有效組織

（1）多種教學(xué)方法綜合應(yīng)用。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)生是主體，是實(shí)訓(xùn)任務(wù)的完成者，教師是任務(wù)下發(fā)人與指導(dǎo)者。要有效組織實(shí)訓(xùn)教學(xué)，必須根據(jù)內(nèi)容選擇行之有效的教學(xué)方法，注重多種教學(xué)方法的綜合應(yīng)用，不僅可以使用軟件操作類課程常用的展示法、演示法、練習(xí)法，在綜合實(shí)訓(xùn)部分還會(huì)使用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、問題導(dǎo)向法；并且要充分考慮學(xué)生需求，在學(xué)校BP 網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂上傳部分操作視頻和學(xué)習(xí)資源，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)，使線上、線下混合教學(xué)方式的效用最大化。多種教學(xué)方法的綜合應(yīng)用，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性、能動(dòng)性，促進(jìn)其思考并發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

（2）個(gè)體任務(wù)和小組任務(wù)結(jié)合。隨著課程教學(xué)的有效開展，實(shí)訓(xùn)任務(wù)由小到大、由簡單到復(fù)雜，實(shí)訓(xùn)主體也由學(xué)生個(gè)體發(fā)展為小組，即課程開展初期及中期的相對一般小的或簡單的實(shí)訓(xùn)任務(wù)由學(xué)生個(gè)體完成，而后期復(fù)雜的、綜合性的實(shí)訓(xùn)任務(wù)則由小組成員分工協(xié)作，共同完成。這樣做既扎實(shí)了學(xué)生的制圖基本功，使學(xué)生體驗(yàn)了實(shí)際任務(wù)的制作程序，又培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作、協(xié)同作業(yè)的能力。

（3）使用學(xué)生助教。安排操作能力強(qiáng)的學(xué)生作為助教，讓其在完成自身實(shí)訓(xùn)任務(wù)的前提下，幫忙指導(dǎo)其他同學(xué)。還要增加巡視指導(dǎo)人員的數(shù)量，使更多需要幫助的學(xué)生能夠在第一時(shí)間接受指導(dǎo)。這樣降低了任課教師的工作強(qiáng)度，也鍛煉了作為助教的學(xué)生的能力，是一項(xiàng)雙贏的措施。

（4）對學(xué)生提出更高要求。計(jì)算機(jī)輔助制圖課程分層遞進(jìn)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)的順利開展需要教師和學(xué)生的配合與共同努力，因此對學(xué)生提出以下要求：第一，認(rèn)真聽講，勤于思考，按時(shí)、獨(dú)立完成課堂與課下實(shí)訓(xùn)任務(wù)；第二，常用命令，尤其是常用繪圖命令與編輯修改命令必須使用命令別名，以提高軟件操作速度；第三，將Auto‐CAD 軟件與制圖方法應(yīng)用于生活中或其他課程的學(xué)習(xí)中，從而達(dá)到學(xué)以致用的目的；第四，充分利用學(xué)校的BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂、中國大學(xué)MOOC 等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺以及其他的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，深化軟件學(xué)習(xí)，并培養(yǎng)個(gè)人自學(xué)能力。

四、考核方式

計(jì)算機(jī)輔助制圖課程考核方式分為過程性考核和終結(jié)性考核兩部分。過程性考核占比為60%；終結(jié)性考核為上機(jī)閉卷考試，占比40%。其中，課堂表現(xiàn)以及基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、擴(kuò)展實(shí)訓(xùn)、綜合實(shí)訓(xùn)的成果構(gòu)成過程性考核，在平時(shí)成績中的占比分別為10%、10%、30%、50%。加大平時(shí)過程性學(xué)習(xí)成果的考核比重，有助于保證學(xué)生日常學(xué)習(xí)的有效開展，加強(qiáng)學(xué)生對軟件的掌握，促進(jìn)學(xué)習(xí)效率與效果的提升。期末考試在機(jī)房進(jìn)行，題型類似于AutoCAD 認(rèn)證考試題型，主要考查學(xué)生對軟件的掌握程度及繪圖技巧，對學(xué)生后續(xù)考取AutoCAD 工程師認(rèn)證證書具有積極作用。

五、結(jié)論

地理信息科學(xué)專業(yè)計(jì)算機(jī)輔助制圖課程主要講授AutoCAD 軟件的基本操作及其在地理信息相關(guān)領(lǐng)域的制圖應(yīng)用，實(shí)訓(xùn)教學(xué)所占比重很大?；贠BE 理念，針對社會(huì)需求、軟件特點(diǎn)、專業(yè)特色以及學(xué)生特征，課題組采用分層遞進(jìn)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、擴(kuò)展實(shí)訓(xùn)及綜合實(shí)訓(xùn)三個(gè)層面的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，綜合應(yīng)用多種教學(xué)方法，以個(gè)人和小組結(jié)合的方式開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)，獲得了滿意的教學(xué)效果，較好地實(shí)現(xiàn)了軟件學(xué)習(xí)、專業(yè)圖件繪制以及學(xué)生綜合素養(yǎng)提升三個(gè)目標(biāo)。