食品專業“機械制圖與Auto CAD”課程大綱改革與實踐

張明成，朱力杰，范金波，李學鵬*，勵建榮

渤海大學食品科學與工程學院（錦州 121013）

工程教育專業認證的核心就是要確認工科專業畢業生達到行業認可的既定質量標準要求，是一種以培養目標和畢業出口要求為導向的合格性評價。截至2020年底，全國共有257所普通高等學校、1 600個專業通過工程教育專業認證。工程教育專業認證體系中，培養目標、畢業要求、課程體系、課程目標、課程教學大綱是一層層遞進關系，課程目標和教學內容都會在課程教學大綱中得以體現[1]。教學大綱是教師和學生之間關于教與學的投入和責任的一份“教學合同”，是落實“以學生為中心”理念的基礎和抓手[2]。但是傳統大綱中傳統的“以教師為中心”“以教材為中心”模式無法匹配工程教育專業認證的要求，需要按照“成果導向、以學生為中心、持續改進”的要求進行重構。

“機械制圖與Auto CAD”是食品科學與工程專業的一門專業基礎課程，是機械設計類課程的先導課程，對于提升學生繪制、閱讀工程圖紙能力和解決復雜工程問題能力的培養十分重要。因此，以該門課程大綱的構建為例，分析傳統大綱存在的普遍問題，并按照工程教育專業認證的標準和畢業要求編寫教學大綱，明確課程目標對畢業要求的支撐，分析課程內容對學生解決復雜工程問題的能力培養的支撐，并給出課程目標達成度的分析方式，以期為工程教育專業認證背景下機械制圖課程的大綱編寫提供參考。

1 傳統教學大綱編寫存在的問題

1.1 課程目標定位不明晰

課程目標是指課程本身要實現的具體目標和意圖，是確定課程內容、教學目標和教學方法的基礎，是成績考核、教學達成度評價、持續改進等要素的最終歸宿。以往的教學大綱中課程目標定位不明確，沒有鮮明地體現學校的辦學定位、專業的特色，以及要培養什么樣的人才。課程目標的設定過于籠統，未體現以學生為中心，沒有明確學生通過學習該課程后，能夠達到什么樣的總體目標和具備什么樣的知識、能力和素質[3]。此外，課程目標指向性不明確，沒有建立課程目標與畢業要求之間的達成關系，也未能反映課程在專業人才培養體系中的定位和作用。

1.2 教學內容設計缺乏系統性

傳統的教學大綱中教學內容一般是按照教材的章、節的結構編寫，有時大綱的編寫主要參考國內重點高校的大綱再加以修改，沒有從學校、專業、學生的實際出發制訂教學內容，導致教學內容無法準確地對應畢業要求，也就無法真正達成人才培養的目標[4]。大綱中的教學內容往往是任課教師依據教材的內容或教學經驗主觀進行設計，缺乏專業教學團隊的集體研討和協作，缺乏課程兼容性、銜接性和互通性[5]。如“機械制圖與Auto CAD”是機械基礎課程設計的先修課程，但是有些教學內容課時分配少，學生對應該掌握的知識的理解不足，便會導致后續課程執行難度加大，因此，教學內容的設置應該從課程體系的全局出發，注重課程體系的整體優化與組合，科學合理地設計教學內容。

1.3 教學方法沒有體現學生為中心

教學大綱是指導“教”與“學”的綱領性文件，而傳統的教學大綱過于重視教師的“教”，忽視學生的“學”。教學形態單一，授課主要通過理論講授為主，而機械制圖這門課程對學生空間想象能力的要求較高，對于非機械專業的工科學生來說，組合體視圖與形體構思的內容理解相對困難，如果教學方法單一，不利于學生對知識重點和難點的掌握。教學過程中，教師與學生缺乏必要的交流和互動，學生更多是被動地接受教師講授的知識，缺乏對于學習內容和目標的思考，也缺乏對知識的理解和應用[6]。

1.4 教學評價不能完整反映課程目標的達成

傳統大綱中體現的教學評價側重點有所傾斜，主要反映以教師為主體的教學水平總結性評價，而有效衡量學生是否達到預期成果的評價顯得不足，并沒有通過學生的學習成效判斷教學效果，有悖于“以學生為中心”的教學理念。“機械制圖與Auto CAD”課程注重實踐，其教學評價類型應重視實施形成性評價，通過在教學過程中定期對學生學習成果進行評價，對未達成教學目標的教學活動迅速及時地調節、改進和完善，有助于保證教學目標得以實現。

2 工程教育專業認證體系下課程教學大綱的編寫

根據渤海大學關于2020版本科專業人才培養方案修訂的指導性意見，通過對食品科學與工程專業教學質量國家標準及工程教育專業認證的深入解讀，并結合食品科學與工程專業的實際教學及畢業生工作情況，對“機械制圖與Auto CAD”教學大綱進行設計及修訂。教學大綱編制遵循“學生中心”“產出導向”“持續改進”3個核心要求，教學設計與教學安排緊密圍繞人才培養目標和學生畢業要求的達成進行，并制定具體的細化的課程目標，依據課程目標選擇優化的教學內容和合理的教學方法；根據課程目標制定考核方式，通過科學合理的教學評價實時掌握學生的學習成效，推動課程教學持續改進。由此實現課程目標、教學內容及方法、課程考核對畢業要求達成度的支撐。

2.1 教學大綱的構成要素及內容安排

課程教學大綱主要包括課程信息、課程目標、教學內容、教學方式與方法、先修課程、教材及參考書目、教學評價、教學資源等。“機械制圖與Auto CAD”的課程信息如表1所示，包括課程名稱、課程編號、授課專業、課程類別、學分/學時、考核方式等內容。在此基礎上，對課程進行描述，說明課程開設的依據，顯示課程在專業人才培養中的地位、作用以及課程性質、目的等，明確教師的職責、學生任務，以此增強學生學習的主動性，進而更好地規范和指導教學與學習。

表1 課程基本信息

2.2 構建課程目標對畢業要求指標點的支撐關系

不同于傳統的教學大綱，工程教育專業認證下的課程教學大綱，在開課目標中必須指明課程目標對應的畢業要求的指標點。按照每條畢業標準細化為1～4個二級指標點的指導思想，大綱構建的第一步即建立課程對工程教育認證標準規定的12項畢業要求的支撐程度關系。經過團隊討論，“機械制圖與Auto CAD”課程設置4個課程目標，并建立課程目標與畢業要求及指標點對應的關聯度與權重，如表2所示。除了使課程目標有效支撐畢業要求指標點外，課程教學團隊綜合考慮“機械制圖與Auto CAD”課程與課程體系的內在關系，從課程教學內容和課程體系2個層面構建指標點矩陣，體現課程體系與畢業要求指標點對應矩陣的科學性和可執行性。教師可依據課程教學目標與培養方案目標的配置關系，組織教學內容，選擇教學方法，設計考核和方式等，學生也可據此清楚地了解課程學習對自身哪些能力、素質的提升有幫助，增強學生學習的主動性。

表2 課程目標對畢業要求支撐度的關系

2.3 依照畢業要求與課程目標規范教學內容

課程教學內容的安排首先要保證真正落實課程目標。在建成課程目標對畢業要求指標點的對應關系后，課程教學團隊在編寫大綱時有目的地將課程教學內容指向人才培養目標的標準要求，兼顧課程體系中每一門課程之間的聯系和自身的獨立性，從全局出發來考慮本門課程的教學地位和教學任務（見表3）。

表3 教學內容及基本要求

課程教學內容要滿足課程體系中后續課程的銜接，將教學內容合理分配。機械制圖作為一門工程專業必修課程，其特點是內容信息量大，包含有制圖的基本規定、投影法基礎、零件的三視圖、機件的表達、常用件和標準件、識讀零件圖、識讀裝配圖等很多知識模塊，這其中，尤以機件的表達、零件圖和裝配圖的學習最有難度。為提升學生制圖的實踐能力，我校2020版培養方案中將本課程的Auto CAD上機實踐增加17學時，而理論授課學時由原來的51學時縮減到35學時，所以，涉及一維和二維圖形的投影知識內容相比此前要有所刪減，但是課程知識點各部分還要保持銜接合理，前后連貫，因此與后續課程顯著相關的機件的常用表達方法、標準件和齒輪、零件圖、裝配圖等內容應保證講授課時量，保證學生能夠掌握良好的作圖、讀圖的能力并體現在后續設計類課程中。機械制圖對學生的空間思維要求較高，需要在實體零件和抽象實圖中切換，因此僅依靠單一的課堂理論講授，學生對重點、難點的知識是難以吃透的。大綱修訂后提出，教學方式采取線上線下相結合的方式，學生可借助超星、智慧樹等平臺進行課前預習與課后練習。課堂講授除講授法外，圖形投影知識可通過演示法進行輔助教授，通過模型教具的演示，帶給學生更加直觀的感受，結合練習法，及時展開課堂講解并獲得反饋。通過案例教學選擇與專業有關的機械設計零件或機械設計圖紙，讓學生就案例提出問題并進行討論，增加集專業性、生動性、互動性、參與性于一體的內容。由于制圖學習的特殊性，學生需要更直觀地了解零件的實體形狀，畫出三視圖，這些內容通過語言表述很抽象。因此，可以運用多媒體教學，將抽象的、空間概念強的零件通過造型、動畫等技術生動形象地展現出來，還可將教材的例題中所用圖形制作成實物模型進行演示，抽象的幾何圖形變得更加直觀，有利于提高學生的學習效率[7]。

2.4 合理構建考核方式與達成度評價

在進行教學評價時，教學團隊從教與學相統一的角度出發，以教學目標體系為依據，確定合理的統一的評價標準，認真編制、預試、修訂評價工具。本著“以學生為中心”的教學理念，課程團隊在編寫大綱時注重考核方式的合理性，采用多維度、全過程的方式對學生能力的達成度進行評價，將形成性評價與總結性評價相結合，構建知識、能力相結合的綜合評價體系。大綱的編寫要求考核評價細則須覆蓋課程目標；考核結果能合理反映課程目標的達成度；考核權重與教學內容相匹配；各考核環節必須有明確的成績評定標準等[8]。如表4所示，考核環節分為出勤、平時考核（課堂表現、平時作業、上機實踐）和期末考核，并設置考核各環節權重。課程考核的各個環節設置評價細則，對課程目標有多維度的支撐。評價指標包含知識（知識的理解程度、掌握程度等）、能力（工程知識、解決問題能力、使用現代工具的能力等）2個方面的標準。

表4 課程考核環節與考核細則

“機械制圖與Auto CAD”課程目標所對應的考核觀測點如表5所示，針對每個考核環節依據考核權重設置目標分值（Ai），按照課程目標和教學內容選取考核環節的觀測點，表5中以2020級本科生期末試卷觀測點為例，列舉試卷題號及作業內容及對應觀測點的目標分值（括號內的分值）。在考核前，試卷便可依據課程目標所對應的目標分值布置題目和分值，完成準確評價課程目標達成度的目的。通過觀測點統計學生的平均分數，最終依據達成度計算公式分別求取每一個課程目標的達成度，而課程總目標達成度按照式（1）計算。

表5 課程目標對應的考核觀測點

課程總目標達成度=該課程學生總評成績平均值/該課程總評成績總分（100分） （1）

3 結語

工程認證要求各門課程在教學實施過程中需根據學生畢業要求達成來設計和開展各個教學環節。把工程教育認證理念真正貫徹到課程教學之中，就要從大綱的認真修訂著手，大綱的重構既要承接好培養目標和畢業要求，又要對接好目標達成和持續改進。教學團隊將教學大綱反復研修并發送給學生，學生在學習“機械制圖與Auto CAD”這門課程之前，能夠清楚了解該門課程對于自身哪些能力的提升有幫助；學習什么樣的知識、怎么學能夠幫助更大；如何鑒別自身能力有所提升，以及及時發現自身在能力培養中還存在哪些不足等，帶著這些思考，學生在學習活動中變被動為主動，學習興趣明顯增大，教學效果取得很大提升。