應(yīng)用型高?；贠BE 理念“工程圖學(xué)”教學(xué)設(shè)計與改革

朱春熙

（洛陽理工學(xué)院 智能制造學(xué)院，洛陽 471023）

在我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、建設(shè)制造強國的背景下，新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)層出不窮，對工程技術(shù)人員的基礎(chǔ)知識、專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)提出了更高要求。因此，培養(yǎng)適應(yīng)時代發(fā)展需求、具有創(chuàng)新精神、具有較強實踐能力的應(yīng)用型人才，成為地方本科高校的必然職責(zé)。作為以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為主的地方本科高校，必須積極探索符合國情和校情的教學(xué)路徑，在培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力、創(chuàng)新能力、社會適應(yīng)能力和提高職業(yè)技能等方面開展進(jìn)一步研究，培養(yǎng)具有基礎(chǔ)知識理論知識、較高綜合素質(zhì)、較強實踐能力以及能解決工程實際問題的工程師[1]。

1 “工程圖學(xué)”課程面臨的問題

“工程圖學(xué)”課程是工科專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。傳統(tǒng)課堂教學(xué)以教師為主導(dǎo)，以知識傳授為重點，講究知識的系統(tǒng)化。這種教學(xué)模式不再適應(yīng)新工科對培養(yǎng)學(xué)生具有自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力以及實踐能力的要求，與國家“工程教育專業(yè)認(rèn)證質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”差距較大[2]。首先，課程體系設(shè)置不合理。傳統(tǒng)課程以教師為主導(dǎo)，注重體系完備，忽視了學(xué)生發(fā)展的需要，缺乏對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，造成學(xué)生基礎(chǔ)知識扎實但解決實際問題的能力不足。其次，課程學(xué)時分配不合理。“工程圖學(xué)”課程改革后總課時較改革前壓縮了約30%，造成教師在課堂上趕進(jìn)度，而學(xué)生沒有時間獨立思考、融會貫通，容易逐漸失去對課程的學(xué)習(xí)興趣。最后，教學(xué)內(nèi)容龐雜，不少知識點與培養(yǎng)目標(biāo)關(guān)聯(lián)性不強。

2 “工程圖學(xué)”課程改革和教學(xué)設(shè)計

成果導(dǎo)向教育（Outcome-Based Education，OBE）理念指基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式。在開展課程教學(xué)工作前要預(yù)估學(xué)習(xí)成果，然后據(jù)此安排課程教學(xué)各環(huán)節(jié)。這種模式以培養(yǎng)學(xué)生能力為宗旨，以學(xué)生能力達(dá)成為目標(biāo)，在工程教育改革中具有重要意義[3]。

采用基于OBE 的教育模式對“工程圖學(xué)”課程改革，聚焦學(xué)習(xí)結(jié)果，緊密圍繞課程目標(biāo)開展教學(xué)活動，可以顯著提高績效。同時，它可以兼顧每個學(xué)生，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。“工程圖學(xué)”課程改革主要在教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容、授課方式、教學(xué)手段以及評價體系等方面開展。

2.1 理清“工程圖學(xué)”課程教學(xué)目標(biāo)

培養(yǎng)品德高尚、基礎(chǔ)扎實、實踐能力強、具有創(chuàng)新精神，以及綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型專門人才，是應(yīng)用型本科高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)[2]。結(jié)合應(yīng)用型本科高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，明確一名合格的本科畢業(yè)學(xué)生所應(yīng)達(dá)到的要求，以結(jié)果為導(dǎo)向，確定畢業(yè)要求指標(biāo)點與“工程圖學(xué)”課程目標(biāo)的支撐關(guān)系。

以機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)為例，根據(jù)《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2015 版）》對畢業(yè)生的要求，在工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團(tuán)隊、溝通、項目管理及終身學(xué)習(xí)共12個方面做了詳細(xì)描述，分析“工程圖學(xué)”課程能夠在哪些方面支撐這些指標(biāo)點，明確課程與培養(yǎng)方案的關(guān)系，讓學(xué)生明白為什么要學(xué)“工程圖學(xué)”以及學(xué)習(xí)“工程圖學(xué)”應(yīng)實現(xiàn)的目標(biāo)是什么。

“工程圖學(xué)”課程有4 個目標(biāo)：目標(biāo)1，掌握投影的基本理論和方法，具備運用正投影方法表達(dá)空間幾何體的能力；目標(biāo)2，掌握機(jī)件常用表達(dá)方法，學(xué)會查閱國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)技術(shù)資料，具備繪制和閱讀工程圖樣的能力；目標(biāo)3，掌握標(biāo)準(zhǔn)件、零件圖、裝配圖的表達(dá)方法，了解機(jī)械零、部件加工制造、裝配和使用的基本知識，通過實踐培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力，具備初步擬定、表達(dá)機(jī)械零部件結(jié)構(gòu)的能力；目標(biāo)4，掌握計算機(jī)繪圖軟件——AutoCAD 繪制工程圖樣的方法，了解常見計算機(jī)輔助設(shè)計軟件的前沿發(fā)展，具備使用計算機(jī)等先進(jìn)信息工具解決實際工程問題的能力[4-5]。

課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系，如表1 所示。

表1 課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系

2.2 精簡教學(xué)內(nèi)容，模塊化設(shè)計內(nèi)容組織體系

根據(jù)OBE 理念，以成果為導(dǎo)向，以畢業(yè)要求為基礎(chǔ)，以“工程圖學(xué)”課程目標(biāo)為依據(jù)，倒推教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時安排，減少甚至去除不能很好滿足畢業(yè)要求、與課程目標(biāo)關(guān)聯(lián)度不大的內(nèi)容，加強符合畢業(yè)要求、直接影響課程目標(biāo)達(dá)成的教學(xué)內(nèi)容，增加實踐環(huán)節(jié)，增強學(xué)生實踐能力。梳理課程知識點與課程目標(biāo)的相關(guān)性，對課程內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)調(diào)整。第一，“制圖基本知識和技能”“投影基礎(chǔ)”是課程目標(biāo)3 的重要內(nèi)容，課時大幅壓縮，保留繪圖的國家標(biāo)準(zhǔn)和點、線、面投影基本規(guī)律的相關(guān)內(nèi)容，去除換面法、求實長、求實形以及兩直線的相對位置等相關(guān)內(nèi)容的課堂講授。第二，“立體的投影”是課程目標(biāo)1 的核心內(nèi)容，課時略微減少，去掉兩立體相貫等相關(guān)內(nèi)容的課堂講授。第三，“軸測圖”部分改為課下使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺自學(xué)。第四，“組合體”“機(jī)件常用表達(dá)方法”是課程目標(biāo)2 的核心內(nèi)容，采用模塊化整合教學(xué)內(nèi)容，課堂教學(xué)學(xué)時不變，增加實踐學(xué)時。第五，“標(biāo)準(zhǔn)件與常用件”“零件圖”“裝配圖”是課程目標(biāo)3 的核心內(nèi)容，總學(xué)時不變，適當(dāng)減少理論學(xué)時，增加實踐學(xué)時。第六，“AutoCAD 計算機(jī)繪圖”減少理論學(xué)時，增加課下通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺自學(xué)內(nèi)容，增加實踐學(xué)時。

同時，從實際工程問題出發(fā)，模塊化整合知識點，引導(dǎo)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)。例如，在“組合體”部分，將疊加類組合體、表面連接關(guān)系、形體分析法、平面立體、平面以及直線等知識點組合成一個項目。先鼓勵學(xué)生自主嘗試表達(dá)此組合體，然后由教師講授組合體的組合形式、平面立體的投影以及各種位置線和平面的投影特性。從實際例題到投影理論，從整體到細(xì)節(jié)，每個知識點不再是孤立的、枯燥的，而是生動的、相互聯(lián)系的，能激發(fā)學(xué)生的興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性，有助于達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題能力的目的。

2.3 豐富教學(xué)手段，線上、線下融合設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)

根據(jù)OBE 理念，以學(xué)生為中心，改變教師一言堂的教學(xué)模式，進(jìn)一步豐富教學(xué)手段，使用大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（Mass Open Online Course，MOOC）（學(xué)習(xí)通）、釘釘班級群等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和平臺，采用線上線下相融合的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)體協(xié)作、發(fā)現(xiàn)問題以及解決問題的能力。

以剖視圖的畫法為例。第一步，在線上發(fā)布任務(wù)，要求表達(dá)一個內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的機(jī)件。學(xué)生接到任務(wù)后查找資料，自主確定表達(dá)方案，線上提交方案。第二步，教師課堂對學(xué)生表達(dá)方案進(jìn)行點評，進(jìn)一步講解剖視圖的概念、剖視圖的畫法和標(biāo)識方法。第三步，課堂給出機(jī)件實例，學(xué)生分組討論怎樣用所學(xué)的剖視圖表達(dá)該機(jī)件，同時可以充分利用模型等教具。第四步，教師課堂對比不同表達(dá)方案優(yōu)缺點，總結(jié)畫剖視圖的注意事項和不同剖切方法的適用范圍。第五步，可以請同學(xué)們課下在網(wǎng)絡(luò)上搜索其他課本上沒有出現(xiàn)的剖視圖畫法，鞏固所學(xué)，拓寬學(xué)生視野。

線上線下融合，教師講授與學(xué)生分組討論相結(jié)合，從淺入深，兼顧學(xué)生不同能力、不同特點需求的教學(xué)方式，能最大限度提升學(xué)生的積極性和主動性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

對于線上資源，不僅可以充分利用已有的網(wǎng)上資源如MOOC 等，還可以通過學(xué)習(xí)通等平臺建立具有自己特色的網(wǎng)絡(luò)課程，包括課件、題庫、知識點短視頻以及互動區(qū)等，方便學(xué)生課下使用。

2.4 科學(xué)設(shè)置評價體系

完善課程評價體系，注重持續(xù)改進(jìn)。OBE 理念注重能力培養(yǎng)，改革一考定輸贏的評價體系為全過程評價。課前預(yù)習(xí)、課中分組討論、課堂表現(xiàn)、考勤、課后作業(yè)以及階段測試等，同期末考試一起列入評價體系。

以“工程圖學(xué)”課程為例，教師在課程開始前預(yù)估各個課程目標(biāo)的達(dá)成情況，課程結(jié)束后對各個課程目標(biāo)達(dá)成評價。根據(jù)課程相關(guān)教學(xué)活動各考核環(huán)節(jié)的原始資料及成績，評價課程目標(biāo)達(dá)成情況，課程結(jié)束后計算課程目標(biāo)達(dá)成度，分析各個課程目標(biāo)是否達(dá)到預(yù)期。如果未達(dá)成，分析原因，同時需要根據(jù)分析結(jié)果制定改進(jìn)措施。這種全過程評價體系可以精準(zhǔn)考察影響課程目標(biāo)達(dá)成度的各種因素和程度，為持續(xù)改進(jìn)提供依據(jù)。

3 結(jié)論

項目基于OBE 理念，依托機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn)證，對“工程圖學(xué)”課程建設(shè)和課程改革做了一系列探索。首先，課程改革以成果為導(dǎo)向，根據(jù)機(jī)械制造專業(yè)的畢業(yè)要求指標(biāo)點確定課程目標(biāo)。學(xué)習(xí)目標(biāo)清晰，根據(jù)能力培養(yǎng)需求合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容及課時。課時雖然大幅壓縮，但是學(xué)習(xí)效果得到了改善，課程目標(biāo)達(dá)成度持續(xù)提高。其次，以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為重點，以實用、適用為原則，重新組織教學(xué)資源和教學(xué)模式，線上線下融合式教學(xué)充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性，增強學(xué)生解決實際工程問題的能力。最后，建立全過程評價體系，全面考察課程目標(biāo)達(dá)成度?？茖W(xué)、準(zhǔn)確評價課程各個考核環(huán)節(jié)達(dá)成目標(biāo)的程度，為找短板、補漏洞以及持續(xù)改進(jìn)提供有力支撐。同時，該評價體系著眼于每位學(xué)生的成果達(dá)成，有利于減輕競爭壓力，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)好課程的信心。