基于工程認證理念的CAD課程改革實踐

摘 "要 "運用工程教育認證的成果導(dǎo)向教育理念，明確工程CAD課程能力目標，設(shè)計相應(yīng)的達成路徑，使二者形成清晰的映射關(guān)系；實施以學(xué)生為中心的一系列保障教學(xué)效果的改革措施，實踐效果較好；通過課程目標達成度的教學(xué)分析，持續(xù)改進工程CAD課程，以保障工程教育人才的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 "工程教育認證；OBE理念；工程CAD課程；教學(xué)改革；混合式教學(xué)

中圖分類號：G642.0 " "文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）13-0112-03

0 "引言

工程CAD課程（簡稱CAD課程）是理工科專業(yè)一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生需要熟練應(yīng)用計算機軟件AutoCAD的設(shè)置、繪圖命令、編輯方法，結(jié)合土木工程制圖相關(guān)規(guī)范，完成土木工程領(lǐng)域施工圖的繪制和修改。在工程教育認證背景下，要求學(xué)生不僅熟悉軟件模塊功能，而且在此基礎(chǔ)上達到一定的熟練度，從而適應(yīng)以后工程項目設(shè)計及施工管理中100%計算機出圖率的要求。

CAD課程教學(xué)目前還存在一些問題，包括：課程能力目標與分項實驗成果的映射關(guān)系還需要進一步明晰，這也是運用OBE（成果導(dǎo)向教育）理念首先需要解決的問題；根據(jù)現(xiàn)有的培養(yǎng)方案，該課程為24學(xué)時，略有不足；CAD理論授課和上機實驗課分布在不同時間段，理論學(xué)習(xí)與實踐練習(xí)在時間上分離；有限的機房上機練習(xí)時間在客觀上影響操作技能的掌握?；诠こ探逃J證理念，對CAD課程進行改革實踐。

1 "工程教育認證理念

工程教育專業(yè)認證遵循三個基本理念：成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進。OBE理念已成為歐美國家教育改革的主流理念，被工程教育專業(yè)認證完全采納。工程教育專業(yè)認證的核心理念強調(diào)以學(xué)生為中心，通過評價所有學(xué)生學(xué)習(xí)成果的達成度來評價專業(yè)辦學(xué)的有效性。所謂持續(xù)改進，就是強調(diào)在認證之前實現(xiàn)教育教學(xué)以及管理理念的轉(zhuǎn)變，更注重在認證過程中持續(xù)深化教育教學(xué)改革。

2 "課堂教學(xué)改革

2.1 "以成果為導(dǎo)向，進行反向教學(xué)設(shè)計

基于OBE理念設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，改善教學(xué)方案。成果不只是學(xué)生對軟件模塊功能的了解和識記，還包括上機實際繪圖操作成功的能力。按照OBE理念，對CAD課程進行反向教學(xué)設(shè)計。如表1所示，CAD課程的三個核心能力目標及其達成路徑有明確的對應(yīng)關(guān)系，最大限度保證教學(xué)目標與結(jié)果的一致性。

專項實驗報告是學(xué)生階段練習(xí)的重要成果形式。以明確的實驗?zāi)繕藶閷?dǎo)向的教學(xué)設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生更加重視軟件實操效果。實驗任務(wù)的教學(xué)設(shè)計不僅能讓學(xué)生自覺地將理論認知快速應(yīng)用到實際操作中，在實際軟件操作中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，也能讓教師及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，從而有針對性地糾正偏差，增加相應(yīng)的強化訓(xùn)練環(huán)節(jié)。教學(xué)實踐證明：通過反復(fù)地操作實踐，絕大多數(shù)學(xué)生能完成課程實驗任務(wù)，而且隨著課程內(nèi)容的推進，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果明顯越來越好。這就說明以成果為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計使得學(xué)生收獲更多的成就感，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信心。

各項CAD實驗任務(wù)的設(shè)定相對獨立，且符合操作先簡后繁、由淺入深，任務(wù)量漸次增加的軟件學(xué)習(xí)規(guī)律，例如：先學(xué)習(xí)點線繪制，再學(xué)習(xí)多段線、多線，進一步學(xué)習(xí)多邊形、面域填充，再進行圖層、圖塊的建立及屬性編輯。對于線型、文字樣式、標注樣式、多線樣式等格式菜單功能的使用方法可以穿插在各專項實驗中講授。

CAD課程提供在線章節(jié)測試任務(wù)點，每章測試題目包含一定數(shù)量的同類CAD設(shè)置及操作命令的客觀性試題。學(xué)生在學(xué)習(xí)每章知識點后，通過章節(jié)測驗自行檢驗對知識點的理解是否不夠清晰，是否仍存在偏差。章節(jié)測驗在線提交后，學(xué)生即可看到正確答案。學(xué)生通?？梢酝ㄟ^軟件實際操作來驗證答案的正確性，從而加深對各種命令功能的理解及操作步驟的熟練度。

2.2 "以學(xué)生為中心，改進教學(xué)方法

教學(xué)方法從灌輸課堂向?qū)υ捳n堂轉(zhuǎn)變，從知識課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變，強調(diào)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)成果輸出，要求學(xué)生完成課堂學(xué)習(xí)后能具備預(yù)期的能力，構(gòu)建學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的條件和氛圍。

2.2.1 "屏幕廣播輔助教學(xué) "CAD理論和實驗教學(xué)都采用現(xiàn)場機房教學(xué)。教師主機采用屏幕廣播的教學(xué)形式，解決學(xué)生操作步驟看不清楚的問題。實踐發(fā)現(xiàn)：屏幕廣播時間不宜過長，一般不宜超過15分鐘，中間應(yīng)穿插學(xué)生練習(xí)，否則不利于學(xué)生注意力集中而影響教學(xué)效果。屏幕廣播建議設(shè)置為邊聽邊練模式，避免光聽不練、聽完就忘的現(xiàn)象。學(xué)生在操作練習(xí)時如遇問題，教師可以隨時提供指導(dǎo)幫助，在解決問題的同時讓學(xué)生有所收獲。

2.2.2 "任務(wù)驅(qū)動實操考核 "采用演示、講解、任務(wù)練習(xí)、問題輔導(dǎo)、再熟練操作的方式引導(dǎo)學(xué)生熟悉各菜單下的常用命令。以局部簡單建筑平面圖為任務(wù)驅(qū)動，要求學(xué)生完成圖形的各種修改任務(wù)。建議學(xué)生采用多種方式修改圖形，以熟悉CAD多重操作命令。課下布置練習(xí)作業(yè)，評測學(xué)生課程目標的達成度。

以專項實驗報告為成果形式，要求學(xué)生上機實操完成對應(yīng)能力目標模塊的專項任務(wù)，并根據(jù)學(xué)生的完成情況進行成績評定。為了培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、獨立操作的能力，實驗任務(wù)采用一人一題的任務(wù)設(shè)計，有效避免相互抄襲、拷貝成果的現(xiàn)象，實驗成果成績真實反映學(xué)生的操作水平。以成果為導(dǎo)向，以實驗任務(wù)驅(qū)動，促使師生的教與學(xué)行為切實聚焦于課程分項目標的實現(xiàn)。

2.2.3 "線上線下混合式教學(xué) "欲達到軟件熟練操作的目標，僅僅依靠有限的課堂學(xué)習(xí)任務(wù)是不夠的。采用線上線下混合式教學(xué)方式在一定程度上解決了學(xué)時不夠的問題，使學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)與實驗延伸至課外。針對CAD課程建立幕課平臺，學(xué)生通過線上選課觀看課程網(wǎng)絡(luò)資源，有權(quán)限反復(fù)觀看相關(guān)的教學(xué)視頻和教學(xué)課件PPT，及時解決課堂上遺留的問題；還可以隨時給教師留言提問，無論是共性問題還是個性問題，都將得到教師的在線指導(dǎo)和回復(fù)。在學(xué)習(xí)時間的安排上，學(xué)生有更大的自由度。

2.3 "持續(xù)改進，深化教學(xué)改革

2.3.1 "成績評定 "CAD課程考核成績構(gòu)成：平時成績占20%，實驗成績占40%，期末上機測試成績占40%。其中，平時成績包括考勤和各章節(jié)測驗成績，主要考查學(xué)生對所學(xué)知識的理解和熟練程度；實驗成績包括若干次分項實驗成績，主要反映學(xué)生實操技能的熟練度；期末上機測試成績反映學(xué)生CAD繪圖技能的綜合應(yīng)用水平。平時測試和實驗考核起到教學(xué)過程控制的作用，期末上機實操考核起到結(jié)果控制的作用。實驗任務(wù)采用一人一題的教學(xué)設(shè)計，有效避免相互抄襲拷貝成果的現(xiàn)象，實驗成果成績真實地反映學(xué)生的操作水平。

2.3.2 "課程目標達成度分析 "以B170517/18班為例，通過分析目標達成度發(fā)現(xiàn)（圖1）：課程能力目標1、2、3的達成度分別為0.903 4、0.756 3、

0.828 5，目標達成度整體較高。其中，第1、3能力目標學(xué)生達成度較好，第2能力目標一般，這與第2能力目標的難度有關(guān)。能力目標1主要涉及基本線類、圖形類及圖案類命令的內(nèi)容，此類命令較簡單直接，學(xué)生容易掌握。而能力目標2主要涉及尺寸樣式的具體設(shè)置，較復(fù)雜，是學(xué)生錯誤率較高的知識環(huán)節(jié)。與能力目標2對應(yīng)的實驗項目屬于綜合性實驗，不僅要求學(xué)生靈活熟練各種編輯修改命令，同時需要學(xué)生正確分析選擇圖元修改策略，反映學(xué)生對各種編輯修改工具的綜合應(yīng)用水平。

2.3.3 "持續(xù)改進措施 "比較本科17級兩個班級和18級兩個班級CAD課程成績（圖2、圖3），B18級較B17級優(yōu)秀率提高9%，B18級平均成績高于B17級，B18級最低成績?yōu)榱己?，說明以成果為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心的一系列教學(xué)改革措施成效明顯。為了進一步提高工程教育人才質(zhì)量，對CAD課程下一步的改進措施包括以下幾個方面：

1）針對能力目標2達成度較低的情況，分解細化能力目標2，使其形成合理的難度遞進關(guān)系；

2）調(diào)整分項實驗項目要求，使其與能力目標更具映射關(guān)系；

3）增加復(fù)雜命令的專項操作訓(xùn)練；

4）適當增加綜合性實驗項目；

5）提高實驗室機房開放率，為學(xué)生提供更多實操機會。

3 "結(jié)束語

通過兩學(xué)期CAD課程的教學(xué)改革實踐，證明了以成果為導(dǎo)向的教學(xué)理念的有效性。任課教師以采用目標明確、路徑高效的教學(xué)設(shè)計為前提，以學(xué)生作為目標實現(xiàn)的主體，將以成果為導(dǎo)向的理念清晰地傳遞給學(xué)生。明確的上機實驗項目考核可以檢驗分項目標的達成度，在這樣的過程控制中，學(xué)生的實驗成績反饋出教學(xué)中的一些普遍問題和個體問題。反思教學(xué)設(shè)計，調(diào)整教學(xué)方法，改善教學(xué)條件，有針對性地解決影響目標達成的各類問題，這是以學(xué)生為中心的教學(xué)理念的體現(xiàn)，從而更好地深化教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量。

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