以能力達成為導向的“畫法幾何與機械制圖”課程設計

莫春柳 李冰 陳和恩

[摘 要]以培養目標為基點，自頂向下設計機制專業人才培養體系，形成畢業要求指標點和課程體系的關系矩陣，并根據課程與畢業要求指標點的支撐關系，制定“畫法幾何與機械制圖”課程教學大綱，明確課程教學目標：三項能力的達成。課程教學設計要能將知識有效地轉化為能力，并促進能力的達成。

[關鍵詞]工程教育;教學目標;能力達成;教學設計

[基金項目]2018年度廣東省本科高校高等教育教學改革項目“以能力達成為導向的‘畫法幾何與機械制圖課程教學設計”（粵教高函〔2018〕1號）

[作者簡介]莫春柳（1963—），女，廣西平樂人，碩士，廣東工業大學機電工程學院教授，主要從事工程圖學、數字動畫研究。

[中圖分類號] G642[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）33-0266-03[收稿日期] 2020-03-23

OBE的核心理念是以學習產出驅動整個教學活動，包括課程教學目標制定、教學環節設計、學習評估等。“畫法幾何與機械制圖”是機械類專業必修的專業基礎課，專業畢業要求是制定課程教學的依據，課程的教學設計要以課程教學目標達成為導向。

一、以培養目標為核心構建人才培養體系，明確課程對畢業要求的支撐關系

以OBE理念為指導思想的工程教育認證體系，以工科專業的畢業生為評價對象，以畢業生的能力是否達到行業認可的要求為評價標準，同時評價依據區域經濟和學校定位所設置的專業課程體系、實驗環節、師資隊伍，以及專業辦學條件配置等教育教學活動是否以培養學生畢業能力達成這個中心而展開[1]。

自2016年以來，筆者所在學校機制專業按照OBE理念重新構建人才培養體系。首先以制造業對人才的需求為導向制定培養目標，并通過解構培養目標，從學生角度出發，以學生為中心，強調畢業生畢業時學到了什么，掌握了什么，能做什么，即學生學習成果[2]，形成12項畢業要求，對學生畢業時應該掌握的知識和具備的能力做出具體描述;根據畢業要求，反向設計能支撐畢業要求達成的課程體系。以培養目標為基點，自頂向下設計、構建金字塔形的人才培養體系，塔尖是人才培養目標，課程是支撐整個金字塔體系的基礎。

再將畢業要求分解為可評價的30個指標點，并設定足夠的教學環節支撐每一個指標點，這些教學環節分別包含在幾門課程中，形成畢業要求指標點和課程體系的關系矩陣。這個矩陣指導課程教學目標設置，是編寫課程教學大綱的基本依據。

二、依據畢業要求，明確課程教學目標，并分解教學目標使其具體化

“畫法幾何與機械制圖”課程是機制專業核心課程，根據課程所支撐的畢業要求指標點的描述，對課程教學大綱做了修訂，理清課程教學目標與畢業要求的對應關系（見表2），明確三項能力的達成為課程教學目標：（1）工程圖樣的繪制和閱讀能力;（2）相關國家標準的應用能力;（3）計算機繪圖和建模能力。

教學目標1是課程的核心目標，該項能力的形成，由課程完整的知識體系作為支撐，所以需要將課程知識體系分解為幾個模塊，即將教學目標1分解為幾個子目標，以便根據各個模塊的教學特點有針對性地做教學設計，確保教學目標1的達成。

教學目標2與教學目標1關聯度非常高，可通過在針對教學目標1開展的教學活動中，增設相應的教學環節，保障教學目標2的達成。

教學目標3實踐性、應用性強，它需要有教學目標1、2做基礎，但在教學方式上又有其獨特性，需要設置專門的教學環節來保障目標的達成。

圍繞三個教學目標劃分的教學模塊及關系如圖1所示。

明確各個教學模塊的教學目標，例如：“正投影基礎”是課程知識體系的理論基礎，教學目標：理解工程圖樣的形成原理，并能應用基本原理解決相關幾何問題;“機械圖樣表示法”是建立在正投影基礎上的應用基礎，教學目標：掌握常見結構的表示方法，能正確表達常見結構，并能讀懂表達常見機件的視圖;“繪制、閱讀零件圖”模塊是課程教學內容的綜合應用，教學目標：能綜合應用機械圖樣表示法、標準結構表示法，以及教學目標2所涉及的相關內容，正確繪制和讀懂零件圖。該模塊的教學目標是組成課程教學目標1的一個重要部分。

三、以能力達成導向的課程教學設計

大學本科基礎課程，大都有一個完整的知識體系，理論知識的學習構成課程教學的主要內容。然而學習理論知識的目的并不僅是為了獲得知識，更重要的是為了獲得解決工程問題的能力，這需要在教學過程中將知識融入工程應用載體，讓學生根據工程應用的需要對知識進行重組與積累，在具體實踐過程中不斷加深對知識的體會與認識。只有真正應用，才能真正掌握[3]，因此，課程教學過程應該能將知識轉化為能力，并有效地促進能力達成。

美國教育家杜威提出的“做中學”理論，通過“做”將教師的教和學生的學結合為有機整體，幫助學生實現真正意義上的學習，是將知識轉化為能力的有效方法[4]。在“畫法幾何與機械制圖”課程的教學設計中，“做”指繪圖實訓，在這個教學環節中，要求學生練習、實踐，即應用所學知識解決工程設計表達的問題，在“做”的過程中，將知識內化為自身的能力。因此在做課程教學設計時，首先要根據每一個教學模塊教學內容的特點，明確達成目標，確定教學形式，并設定好教與練的學時分配，然后設定各模塊的考核評價方式，表3為針對教學目標1、2設計的教學框架，其中“正投影基礎”和“機械圖樣表示法”兩個模塊歸于“畫法幾何與機械制圖（1）”課程;“標準結構表示法”“零件圖”和“裝配圖”三個模塊歸于“畫法幾何與機械制圖（2）”課程。

表3中提到的“解決簡單問題的能力”，是針對問題的廣度而言，并不是指問題的深度，即應用一個或幾個類似的知識點能夠解決的問題。

復雜問題是指需要綜合應用多方面的知識、方法才能夠解決的問題。例如“繪制、閱讀零件圖”訓練案例之一：測繪泵體零件圖，表4為教師給學生下達的實訓任務書。

該項訓練涉及多項課程教學內容，如圖2所示，需要學生綜合應用相關知識和方法才能完成。學習成效從四個方面綜合評價：結構表達60%，尺寸標注（《技術制圖》標準）20%，技術要求注寫10%，制圖規范（《機械制圖》標準）10%。

恰當難度的訓練任務和準確的學習評價，加上教師的引導，能有效地促進學生將所學的知識轉化為解決問題的能力，達成教學目標。

四、結束語

“畫法幾何與機械制圖”課程，是一門有較長歷史的機械類專業基礎課。長期以來，課程教學強調知識體系的完整性和系統性，以給學生傳授基礎知識和學習能力為課程教學目標。工程教育認證帶來了新的工程教育理念，促使任課教師改變教學思路，探索更符合工程教育本質的課程教學模式。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.第一份《中國工程教育質量報告》 “問世”[EB/OL].（2014-11-13）.http：//www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s5987/201411/178168.html.

[2]尤園，王彥丹，謝鴻全.西方四國工程教育專業認證標準的比較研究[J].高等教育研究學報，2017，40（2）：73-79.

[3]張寧寧，段友蓮，魏成偉.應用型本科工程教育的幾點思考[J].大學教育，2020（1）：50-53.

[4]郭暢，胡揚洋.“做中學”教學思想的理解之道與現實考察—基于中美比較的視角[J].教師教育論壇，2019，32（4）：79-82.

Course Design of "Descriptive Geometry and Mechanical Drawing" Guided by Ability Attainment

MO Chun-liu， LI Bing， CHEN He-en

（School of Electromechanical Engineering， Guangdong University of Technology，

Guangzhou， Guangdong 510006， China）

Abstract： Based on the training objectives， the professional training system is designed from top to bottom to form the relationship matrix between the graduation requirement index point and the curriculum system. According to the supportive relationship between the curriculum and the graduation requirement index point， the curriculum syllabus of Descriptive Geometry and Mechanical Drawing is formulated to clarify the curriculum teaching objectives： the attainment of three abilities. Curriculum design should be able to effectively transform knowledge into ability and promote the achievement of ability.

Key words： engineering education; teaching objectives; ability attainment; instructional design