新工科背景下基于OBE理念的工程制图教学改革研究

    陈璐

    

    

    摘? 要 以机械制图课程为例，剖析在新工科背景下传统的工程制图教学弊端，提出基于OBE理念工程制图教学的改革方向，制定预期学习产出指标体系以及与之相对应的教学内容、教学方法与教学评价体系，旨在提高学生工程实践能力、制图专业技能与团队合作意识，培养应用型人才。

    关键词 新工科;OBE理念;预期学习产出;工程制图;微课

    中图分类号：G642.0? ? 文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2020）09-0083-03

    1 引言

    2017年2月，教育部发布《教育部高等教育司关于开展“新工科”研究与实践的通知》，以此为契机，加快向应用型人才培养转变的步伐，深化高校教育改革。新工科更强调的是学科的实用性、交叉性与综合性。尽管新工科提出不久，但在提高人才培养质量的教学实践中，我国各高校开展了多角度的教学模式探索，特别是以预期的学习产出（Intended Learning Outcome，ILO）为中心的成果导向（Outcome-based Education，OBE）教学理念。基于OBE理念的教学设计主要是以制定预期学习产出、达到预期产出、评估学习产出三个步骤为主线展开[1]。

    工程制图课程是普通工科专业的一门专业基础课，要求学生能够将投影的理论与规律运用到工程制图中，掌握专业图纸的识读与绘制，并具备空间几何能力，具有创新精神，能够发现工程问题并解决问题。课程内容多且是抽象图形，其特殊性决定了工程制图课程教学与学习上存在一定的困难。随着新工科的提出与应用型人才培养目标的制定，工程制图课程教学模式改革迫在眉睫。

    2 传统工程制图课程教学的弊端

    课堂效率不高，存在重理论、轻实践问题? 目前，社会各行业在选拔人才的过程中，侧重点从以往具备相关理论知识转移到实践能力方面。然而，从高校教学现状来看，部分教师在教学过程中仍旧以理论教学为主，对于实践教学比较忽略[2]。这直接導致学生所学的内容与实际脱节。举例而言，如果针对制图的国家标准这一章节的知识点，利用考试的方式考核学生的掌握情况，学生往往能达到要求;但是在实际绘制图纸的过程中，大部分学生就会忽略标注、图线等规定，甚至在毕业设计中仍然会出现这类错误。归根结底，这是由于是教师在教学过程中没有将理论与实践结合起来，使学生所学到的知识点与对工程实际的认知脱节。这也反映出当前工程制图的课程框架与实践能力的匹配较薄弱的状况。

    学时压缩，内容冗繁，存在填鸭式教学的问题? 在新工科背景下，高校向应用型转变，面临增加课程类型、增加实践环节、缩减理论学时的问题。工程制图课程由原本80学时缩减至56学时，而制图课程包含画法几何与专业制图部分，知识点较多，学生需要大量练习来提高空间图形能力。如果不及时对教学内容做调整，教师只能加快授课速度，并减少与学生的互动环节，导致多种教学手段退变成单一的填鸭式教学，既影响学生对知识点的掌握，又会弱化空间图形逻辑思维能力。长此以往，工程制图课程势必会偏离教学目标与任务。

    考核方式单一，存在考核不全面的问题? 目前传统的工程制图课程考核方式以考试为主，但是由于课程内容实践性较强的特点，仅凭期末一张试卷来评定学生对工程制图内容的学习是否达标并不全面。在实践教学中发现，有的学生期末考试成绩并不理想，但是在专业制图中却体现出较高的制图技能。归根结底，在于考核方式的单一性。试卷能考查学生对于投影知识的掌握以及是否具备一定的空间图形能力，但对于工程制图的国家标准、形体表达、专业制图等工程能力方面的考查存在一定的局限性。

    3 基于OBE理念的工程制图课程教学研究

    首先，教师要掌握人才培养的主线、课程群组成以及学生在毕业时应达到的毕业指标点，从中确定出本门课的教学目标，即“学生应该掌握什么知识，具备什么能力”;

    其次，通过对课程内容的整合，根据教学目标即预期学习目标制定教学内容，并设计相对应的教学方法与实施方案，即“学生怎样才能掌握知识”;

    最后，采用全面的教学评价体系对学生的学习产出进行评估，即“判断学生是否达到学习目标”。

    本文以机械制图课程为例，探讨基于OBE理念的工程制图教学内容、教学方法以及评价体系的改进，为提高教学效率，达到教学目标，提高学生的工程实践能力做进一步研究。

    预期学习产出（ILO）的制定? 在针对工程制图课程进行OBE模式下的教学设计时，首先应该制定课程的预期学习产出，即希望学生达到什么样的目的，反过来设计教学内容。机械专业人才培养方案中要求学生具备相应的专业能力、工程能力与个人能力等，从中摘出与工程制图课程相关的指标点，制定工程制图课程的预期学习产出，即一级ILO，并进一步将指标点细化，具有可评价性（如表1所示）。

    教学内容与方法的制定? 根据预期学习产出，合理设计教学内容，在学时缩减的情况下对教学内容进行一些删减与整合，分离出必学的内容、教师辅导学习的内容与自学的内容。例如：利用直角三角形求一般位置直线实长这一节内容，对于学生达到预期的学习产出意义不大，因此可将此部分划分为自学部分;直线与直线相对位置这一节内容，简单易懂，可以划分为教师辅导学习的部分，利用微课、视频等方式辅导学生学习掌握。明确与预期学习产出对应的教学内容，是达到预期学习产出的重要环节。依据上述细化的二级ILO，将工程制图分解为画法几何、制图基础、机械制图和计算机绘图四个模块，这四个模块与教学内容一一对应，不同的模块、不同的教学内容应该采用适当的教学方法（如表2所示）。

    在教学方法上，摒弃传统教师教、学生学的方式，以学生为课堂的主体，多结合项目式教学、案例式教学，引导学生参与讨论、分析，并与自主独立绘制工程图纸、解决工程问题相结合，将理论融入实践，采用实体教具、生动的课件、三维动画等辅助教学手段，解决空间抽象的问题，提高学生学习与研究的兴趣，从而达到预期的学习产出。

    线上教学平台的建立和开发? 借助“互联网+”的大环境，开发线上教学平台，包括课件、微课视频、学习辅导、电子教案、课后习题、在线测试等子系统，突出交互性与可参与性[3]，组成一个多角度、多层次的离线、在线的教学体系。在教学平台中设置与知识点紧密关联的实际工程案例以及图样库，逐步培养学生利用所学知识解决简单的工程实际问题的能力，与课堂内容相辅相成，鼓励学生利用线上平台学习、答疑与交流，线上与线下混合教学，实现预期产出的目的。

    教学评价体系的建立? 基于OBE的考核方式是对学生进行多方面的评价，除了通过对项目个体完成项目任务程度、对团队的贡献度以及达到考核目的程度等方面考核学生掌握的知识深度、广度和应用能力以外，还要通过对整个团队完成项目的质量考核团队协作和解决问题的能力[4]。针对机械制图课程的授课内容与方式的特点，逐步摒弃以往单一的考核方式，通过平时考核、理论考核、项目完成考核、竞赛考核四个环节来评估预期学习产出。

    1）平时考核，占总成绩的20%。利用平时考核激发学生的能动性，督促学生最大化地加入课堂中来，通过学生有效出勤、参与课堂讨论、积极与教师互动等，让学生回归课堂主体的位置。

    2）理论考核，即测验，占比30%。工程制图内容以投影为理论基础，理论是否扎实直接影响到学生对于机械结构的表达，因此不能一味地摒弃考试，而是适当地在课程评价体系中降低理论考核的权重。

    3）项目完成考核，占比40%。以项目完成的程度与质量进行评估，如是以小组为单位进行项目考核，则应该考虑个人在项目中的完成程度。通过项目完成考核，能够检验学生是否达到了预期学习产出的指标点，此项是OBE教学理念最重要的体现。

    4）竞赛考核，占比10%。以“制图技能竞赛”“产品构型能力竞赛”等竞赛为依托，鼓励学生报名参加，并将竞赛成绩按照一定的方式折合进期末总成绩中。通过竞赛，可以检验学生是否真正能够将理论联系实际，提高学生独立分析问题、解决问题的能力。

    4 结语

    本文以机械工程制图课程为例，初步探讨了新工科背景下基于OBE理念的制图教学改革。通过对教学内容、教学方法与教学评价体系的研究，体现出OBE工程教育专业认证中重要的教育理念，加强学生的工程意识，提高学习与研究的兴趣，培养应用型人才，以适应目前应用型高校人才培养模式转变。

    参考文献

    [1]付铁，郑艺，丁洪生，等.工程训练课程的OBE教学设计与实践[J].实验技术与管理，2018，35（1）：180-183.

    [2]姜卫红.机械制图教学现状分析及教改思路探讨[J].内燃机与配件，2019（16）：292-293.

    [3]周祥曼，肖露，王静，等.以产出导向为目标的机械制图教学改革初探[J].高教学刊，2018（5）：135-137.

    [4]肖宝，梁家海，黄东，等.OBE理念项目驱动法在模块化教学中的应用[J].钦州學院学报，2018（1）：67-72.