陳 晶劉善淑劉福華姜國剛
基于OBE理念的制圖課程模塊化改革探索
陳 晶1劉善淑1劉福華1姜國剛2
《工程制圖》是工程類專業一門重要的專業基礎課,該課對學生處理實際工程問題和創新工程設計具有基礎性作用。本文針對現存問題,借鑒OBE理念,在工程制圖中引入成果導向與模塊化教學理念,把工程實際設計的理念滲透到《工程制圖》教學中,構建了“通識公共模塊+專業理論模塊+專業實踐模塊”的教學體系,以及相對應的模塊化教學方法、教學手段及考核方式手段,實現工程制圖課程內容的整體優化,有利于促進學生自主學習和創新能力培養,強化教學效果,提升教學質量。
OBE理念 工程制圖 課程改革 模塊化設計
《工程制圖》是工程類專業一門重要的專業基礎課,該課有助于培養學生的構型表達能力、空間想象能力、創造思維能力,對學生處理實際工程問題、創新工程設計具有基礎性作用。隨著實踐環節加強和企業用人單位要求提升,基于OBE理念的學生能力培養日趨重要。
成果導向教育(Outcome Based Education,簡稱OBE)興起于20世紀80年代,是指教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果。OBE教育系統要求事先確定學生畢業時要達成的能力,同時可以通過合適的教育途徑使學生達到預期目標,這樣,OBE理念就有了和傳統教育理念不同的內涵,傳統教育模式是投入驅動、內容導向,而OBE理念則是學生的成果導向驅動。
OBE理念與模式是教育范式的革新。傳統教育模式重視的是記憶而不是理解、更勿論開放式解決問題的能力,例如其衡量學生方法是從給定答案中選擇出正確答案,這就是測試學生記憶力的教育強化模式,而不能讓學生展示出他們學會做什么。OBE教育模式則不同,其要求學生完成挑戰性任務來展示創造性思維的能力、分析和綜合信息的能力、策劃和組織能力等,從記憶能力拓展到解決開放問題的能力,要求學生掌握內容的方式,能夠衡量學生能做什么,而不是知道什么,這是傳統教育無法做到的。
在OBE理念引入高校的大趨勢下,培養學生能力的重要性是不言而喻的。但是,傳統的灌輸式教學方法恰恰使得學習能力、特別是自學能力成為許多學生的薄弱環節。目前,一些高校《工程制圖》教學采用統一大綱,忽略不同專業的需求和個體差異,不重視過程和能力的考核,具有較大的問題。針對上述情況,本文基于OBE理念,以培養學生的綜合設計能力為主線、創新設計能力為核心,圍繞《工程制圖》課程建設和教學改革,提出通過“模塊化”方式設計符合不同專業的教學內容。
(一)運用OBE理念有助于明確模塊化教學目標
課程中,每個模塊都有明確的教學目標和針對性,制訂了各自的教學目標,強調以學生能力達成為中心,有針對性地設置模塊內課程,優化教學內容,明確課程的前后續對接,符合學生的認識過程和接受特性,有助于培養學生的理論積累與實踐應用能力及空間想象能力。
(二)有利于建立開放、透明、互認的教育結構
在OBE理念的制圖課程模塊中,每個模塊的教學都融合了不同的教學形式,每一模塊是上一個模塊的延續和深入,具有支撐關系,可以使學生獲得良好的知識傳授和正向反饋。教師可以在課程中充分展現個人的授課藝術、授課風格與教學創新,這會成為學校辦學特色和個性的重要來源;校方可以及時了解學生是否達到了階段性教學目標,通過向外部展示學生發展情況,增進信息交流的“透明性”;有利于不同地域高校之間、高校與企業之間、跨國高校之間展開有效溝通和交流,這也是高等教育國際化和人才流動的基石。
(三)有助于“內容為本”向“學生為本”轉變
OBE模式不同于傳統教學模式,其關注學生最后達成的能力,教學過程中的課程資源開發、學生管理和輔導等活動都要圍繞預期學生達成能力而展開,對特定教學方式并沒有做出限定或具體要求。因此,學生真正成為教學活動的中心。
常州大學是一所以工科為主的綜合性本科院校,學院現有在校生23000余人,所有工科專業均開設工程制圖課程。雖然不同專業在課程名稱、學時數及開課時間上存在一定的差異,專業能力要求也存著在一定的差異,但對于工程制圖的教學基本要求是相同的,所不同的是各專業對圖的識讀要求有不同。融入OBE理念的制圖課程模塊化設計,應充分考慮不同的專業對人才標準和能力的要求,建立“通識公共模塊+專業理論模塊+專業實踐模塊”的教學體系,以學生畢業要求能力培養為核心,制訂各具特色的教學標準,有利于規范教學內容及考核標準,更好地滿足各專業對人才的培養要求。
(一)模塊化教學目標的確定
課程定位:貫徹培養具有較強實踐能力和創新能力的應用型工程人才的理念,貼近生產實際、培養學生空間想象能力,為后續專業課的學習打下堅實的基礎。
教學目標:一是關注學生“基礎”知識與能力目標的形成,包括能夠掌握并執行制圖國家標準的有關基本規定、能夠手工繪圖、掌握正投影法原理及應用、熟練繪制組合體三視圖、具有一定的空間想象能力和思維能力等。二是關注學生“專業”知識與能力目標與“素質”培養目標的形成,包括培養學生專業理論與實踐能力、自主學習意識和自學能力、培養學生創新意識與創造能力、培養學生團結、合作精神等。
(二)模塊化教學體系的改革
改變以往各自為政的教學模式,按照模塊化教學內容的要求,構建各具特色的課程教學模塊,從區域經濟發展和企業實際需求出發,優化課程學體系、教學方式,構建“通識公共模塊+專業理論模塊+專業實踐模塊”的教學體系。
“通識公共模塊”以基本原理為核心,主要包括制圖的基本知識、點線面投影等,關注夯實公共基礎。“專業理論模塊”強調根據不同專業吸納相應的專業理論知識,如電子類專業的電子產品零件圖、化工專業的化工設備圖等相關知識。“專業實踐模塊”強調根據專業培養目標設定具體課內實踐環節,如機械圖樣的表示方法、零件圖,以及引入計算機三維建模繪圖等。
每個模塊既相互銜接,又自成體系,共同構建工程制圖模塊化教學體系;在具體教學過程中,根據專業所需,有區別選取不同模塊進行教學,以此突出學生的專業特性,將教學內容與學生的專業需求有機聯系起來,以滿足不同專業對工程制圖課程能力和素質的要求。
(三)模塊化教學手段的設計
不同模塊要有不同授課方式,通過有針對性的優化教學方法和教學手段,提升教學水平和教學質量。
一是改變傳統教學內容的授課順序。建議在第一節課增加課程導學,通過某特定機械裝置為例,通過一個簡單的機械裝置,由裝配圖的內容到拆畫零件圖、再到組合體三視圖的繪制做一個系統介紹,在其間加入正投影法的介紹,使學生能夠系統了解教學環節,培養學生獨立觀察和形象思維能力。
二是在“通識公共模塊”和“專業理論模塊”部分堅持啟發式教學,綜合運用任務驅動法、項目教學法、案例教學法、情景教學法等多種方法,倡導學生自主性學習。根據各章節授課內容的特點,促進師生互動交流,融入AUTOCAD繪圖軟件、建模軟件、多媒體技術、實物模型等多種形式輔助教學,并設置合適的知識點進行項目式、案例式教學,解決學生空間想象力欠缺的現實情況,使學生明確學習目的,積極參與學習過程,增進空間思維能力,提升教學效果。
三是在“專業實踐模塊”部分增加徒手繪圖、尺規繪圖、形體表達、軸測圖繪制、工廠實習等實訓性、實操性教學環節。可和三維繪圖課程結合起來,將三維造型設計引入到課堂教學中,繪制實體模型,開發學生形象思維的潛能,提升學生認識和理解機件結構,促進其圖形構型方法的創新,強化學生的創造性構形能力,提高創新性能力的培養。
四是加強教學與科研相結合,增加提升強化環節。可以結合學院承擔的高層次課題,為學生提供“實際操作”平臺,讓學生直接參與課題,在課題中得到鍛煉。
(四)模塊化考核方式的完善
考試是教學的重要環節,是檢驗教學質量的一個重要指標,結合課程的模塊化改革,以課堂所授基本理論和方法為導向,采用模塊化的考核方式,督促學生進入實驗室、實習車間動手實踐,同時主動運用圖書館、期刊網等校內學術資源進行資料檢索,使學習行為由被動到主動,提高對所學知識的綜合應用能力。
一是考核方式應趨于多樣化。融入OBE理念的制圖課程,模塊化設計實踐性強,因此本類課程不應只以期末考試來作為唯一衡量標準,而是增加平時成績、課堂表現、期中考試、期末考試、上機成績等多種考核方式,使考核方式更加全面。
二是考試試卷模塊化。 針對本文提出的“通識公共模塊+專業理論模塊+專業實踐模塊”的復合教學體系,根據不同專業對本課程設置的要求,建議搭建對應的“通識公共模塊+專業理論模塊+專業實踐模塊”的考核體系。具體建議如下:對“通識公共模塊”的教學內容進行統一考核,在不同專業中,“通識公共模塊”達到統一標準、統一試題、統一考核、統一評分;針對不同專業要求,增加“專業理論模塊”和“專業實踐模塊”的考核內容,具體方式可由授課團隊和專業所在學院的專業教師共同協商完成,以滿足不同專業的教學要求,使課程考核不斷趨向于規范、標準,體現專業培養的標準化和差異化。
三是增加模塊知識綜合應用能力的考核。在“通識公共模塊+專業理論模塊+專業實踐模塊”的教學考核完成后,應進行綜合測評。測試采用隨堂考試和解決生產實際問題的方式進行,關注知識的連貫性和結合點的掌握程度。通過綜合考核,發現學生在不同教學階段以及知識貫通銜接方面的共性問題,提出相應改進措施。
針對工程制圖課程體系現存問題,本文借鑒OBE理念,在工程制圖中引入模塊化教學理念,把工程實際設計的理念滲透到《工程制圖》教學中,構建了“通識公共模塊+專業理論模塊+專業實踐模塊”的教學體系,以及相對應的模塊化教學方法、教學手段及考核方式手段,實現工程制圖課程內容的整體優化,有利于強化學生的實踐教學,促進學生的自主學習意識,強調學生創新意識和能力的培養。
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(作者單位:1.常州大學機械工程學院;2.常州大學商學院)
本文系常州大學2015年教育研究課題資助項目(JXJY2015007);江蘇省高校哲學社會科學研究重點項目(2015ZDIXM028);江蘇省“青藍工程”項目資助。
陳晶(1975-),女,黑龍江伊春人,常州大學機械工程學院講師,碩士,研究方向:機械設計及理論;劉善淑(1965-),女,江蘇連云港人,常州大學機械工程學院副教授,碩士,研究方向:機械設計及理論;劉福華(1963-),女,湖南邵陽人,常州大學機械工程學院副教授,碩士,研究方向:機械設計及理論;姜國剛(1974-),男,黑龍江佳木斯人,常州大學商學院教授,博士后,研究方向:能源與環境經濟、區域發展與產業競爭力。