新工科背景下基于OBE理念的工程制圖教學改革研究

陳璐

摘? 要 以機械制圖課程為例，剖析在新工科背景下傳統的工程制圖教學弊端，提出基于OBE理念工程制圖教學的改革方向，制定預期學習產出指標體系以及與之相對應的教學內容、教學方法與教學評價體系，旨在提高學生工程實踐能力、制圖專業技能與團隊合作意識，培養應用型人才。

關鍵詞 新工科;OBE理念;預期學習產出;工程制圖;微課

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）09-0083-03

1 引言

2017年2月，教育部發布《教育部高等教育司關于開展“新工科”研究與實踐的通知》，以此為契機，加快向應用型人才培養轉變的步伐，深化高校教育改革。新工科更強調的是學科的實用性、交叉性與綜合性。盡管新工科提出不久，但在提高人才培養質量的教學實踐中，我國各高校開展了多角度的教學模式探索，特別是以預期的學習產出（Intended Learning Outcome，ILO）為中心的成果導向（Outcome-based Education，OBE）教學理念。基于OBE理念的教學設計主要是以制定預期學習產出、達到預期產出、評估學習產出三個步驟為主線展開[1]。

工程制圖課程是普通工科專業的一門專業基礎課，要求學生能夠將投影的理論與規律運用到工程制圖中，掌握專業圖紙的識讀與繪制，并具備空間幾何能力，具有創新精神，能夠發現工程問題并解決問題。課程內容多且是抽象圖形，其特殊性決定了工程制圖課程教學與學習上存在一定的困難。隨著新工科的提出與應用型人才培養目標的制定，工程制圖課程教學模式改革迫在眉睫。

2 傳統工程制圖課程教學的弊端

課堂效率不高，存在重理論、輕實踐問題? 目前，社會各行業在選拔人才的過程中，側重點從以往具備相關理論知識轉移到實踐能力方面。然而，從高校教學現狀來看，部分教師在教學過程中仍舊以理論教學為主，對于實踐教學比較忽略[2]。這直接導致學生所學的內容與實際脫節。舉例而言，如果針對制圖的國家標準這一章節的知識點，利用考試的方式考核學生的掌握情況，學生往往能達到要求;但是在實際繪制圖紙的過程中，大部分學生就會忽略標注、圖線等規定，甚至在畢業設計中仍然會出現這類錯誤。歸根結底，這是由于是教師在教學過程中沒有將理論與實踐結合起來，使學生所學到的知識點與對工程實際的認知脫節。這也反映出當前工程制圖的課程框架與實踐能力的匹配較薄弱的狀況。

學時壓縮，內容冗繁，存在填鴨式教學的問題? 在新工科背景下，高校向應用型轉變，面臨增加課程類型、增加實踐環節、縮減理論學時的問題。工程制圖課程由原本80學時縮減至56學時，而制圖課程包含畫法幾何與專業制圖部分，知識點較多，學生需要大量練習來提高空間圖形能力。如果不及時對教學內容做調整，教師只能加快授課速度，并減少與學生的互動環節，導致多種教學手段退變成單一的填鴨式教學，既影響學生對知識點的掌握，又會弱化空間圖形邏輯思維能力。長此以往，工程制圖課程勢必會偏離教學目標與任務。

考核方式單一，存在考核不全面的問題? 目前傳統的工程制圖課程考核方式以考試為主，但是由于課程內容實踐性較強的特點，僅憑期末一張試卷來評定學生對工程制圖內容的學習是否達標并不全面。在實踐教學中發現，有的學生期末考試成績并不理想，但是在專業制圖中卻體現出較高的制圖技能。歸根結底，在于考核方式的單一性。試卷能考查學生對于投影知識的掌握以及是否具備一定的空間圖形能力，但對于工程制圖的國家標準、形體表達、專業制圖等工程能力方面的考查存在一定的局限性。

3 基于OBE理念的工程制圖課程教學研究

首先，教師要掌握人才培養的主線、課程群組成以及學生在畢業時應達到的畢業指標點，從中確定出本門課的教學目標，即“學生應該掌握什么知識，具備什么能力”;

其次，通過對課程內容的整合，根據教學目標即預期學習目標制定教學內容，并設計相對應的教學方法與實施方案，即“學生怎樣才能掌握知識”;

最后，采用全面的教學評價體系對學生的學習產出進行評估，即“判斷學生是否達到學習目標”。

本文以機械制圖課程為例，探討基于OBE理念的工程制圖教學內容、教學方法以及評價體系的改進，為提高教學效率，達到教學目標，提高學生的工程實踐能力做進一步研究。

預期學習產出（ILO）的制定? 在針對工程制圖課程進行OBE模式下的教學設計時，首先應該制定課程的預期學習產出，即希望學生達到什么樣的目的，反過來設計教學內容。機械專業人才培養方案中要求學生具備相應的專業能力、工程能力與個人能力等，從中摘出與工程制圖課程相關的指標點，制定工程制圖課程的預期學習產出，即一級ILO，并進一步將指標點細化，具有可評價性（如表1所示）。

教學內容與方法的制定? 根據預期學習產出，合理設計教學內容，在學時縮減的情況下對教學內容進行一些刪減與整合，分離出必學的內容、教師輔導學習的內容與自學的內容。例如：利用直角三角形求一般位置直線實長這一節內容，對于學生達到預期的學習產出意義不大，因此可將此部分劃分為自學部分;直線與直線相對位置這一節內容，簡單易懂，可以劃分為教師輔導學習的部分，利用微課、視頻等方式輔導學生學習掌握。明確與預期學習產出對應的教學內容，是達到預期學習產出的重要環節。依據上述細化的二級ILO，將工程制圖分解為畫法幾何、制圖基礎、機械制圖和計算機繪圖四個模塊，這四個模塊與教學內容一一對應，不同的模塊、不同的教學內容應該采用適當的教學方法（如表2所示）。

在教學方法上，摒棄傳統教師教、學生學的方式，以學生為課堂的主體，多結合項目式教學、案例式教學，引導學生參與討論、分析，并與自主獨立繪制工程圖紙、解決工程問題相結合，將理論融入實踐，采用實體教具、生動的課件、三維動畫等輔助教學手段，解決空間抽象的問題，提高學生學習與研究的興趣，從而達到預期的學習產出。

線上教學平臺的建立和開發? 借助“互聯網+”的大環境，開發線上教學平臺，包括課件、微課視頻、學習輔導、電子教案、課后習題、在線測試等子系統，突出交互性與可參與性[3]，組成一個多角度、多層次的離線、在線的教學體系。在教學平臺中設置與知識點緊密關聯的實際工程案例以及圖樣庫，逐步培養學生利用所學知識解決簡單的工程實際問題的能力，與課堂內容相輔相成，鼓勵學生利用線上平臺學習、答疑與交流，線上與線下混合教學，實現預期產出的目的。

教學評價體系的建立? 基于OBE的考核方式是對學生進行多方面的評價，除了通過對項目個體完成項目任務程度、對團隊的貢獻度以及達到考核目的程度等方面考核學生掌握的知識深度、廣度和應用能力以外，還要通過對整個團隊完成項目的質量考核團隊協作和解決問題的能力[4]。針對機械制圖課程的授課內容與方式的特點，逐步摒棄以往單一的考核方式，通過平時考核、理論考核、項目完成考核、競賽考核四個環節來評估預期學習產出。

1）平時考核，占總成績的20%。利用平時考核激發學生的能動性，督促學生最大化地加入課堂中來，通過學生有效出勤、參與課堂討論、積極與教師互動等，讓學生回歸課堂主體的位置。

2）理論考核，即測驗，占比30%。工程制圖內容以投影為理論基礎，理論是否扎實直接影響到學生對于機械結構的表達，因此不能一味地摒棄考試，而是適當地在課程評價體系中降低理論考核的權重。

3）項目完成考核，占比40%。以項目完成的程度與質量進行評估，如是以小組為單位進行項目考核，則應該考慮個人在項目中的完成程度。通過項目完成考核，能夠檢驗學生是否達到了預期學習產出的指標點，此項是OBE教學理念最重要的體現。

4）競賽考核，占比10%。以“制圖技能競賽”“產品構型能力競賽”等競賽為依托，鼓勵學生報名參加，并將競賽成績按照一定的方式折合進期末總成績中。通過競賽，可以檢驗學生是否真正能夠將理論聯系實際，提高學生獨立分析問題、解決問題的能力。

4 結語

本文以機械工程制圖課程為例，初步探討了新工科背景下基于OBE理念的制圖教學改革。通過對教學內容、教學方法與教學評價體系的研究，體現出OBE工程教育專業認證中重要的教育理念，加強學生的工程意識，提高學習與研究的興趣，培養應用型人才，以適應目前應用型高校人才培養模式轉變。

參考文獻

[1]付鐵，鄭藝，丁洪生，等.工程訓練課程的OBE教學設計與實踐[J].實驗技術與管理，2018，35（1）：180-183.

[2]姜衛紅.機械制圖教學現狀分析及教改思路探討[J].內燃機與配件，2019（16）：292-293.

[3]周祥曼，肖露，王靜，等.以產出導向為目標的機械制圖教學改革初探[J].高教學刊，2018（5）：135-137.

[4]肖寶，梁家海，黃東，等.OBE理念項目驅動法在模塊化教學中的應用[J].欽州學院學報，2018（1）：67-72.