基于OBE理念的學(xué)生工程繪圖能力培養(yǎng)的探討與實踐

黃偉，李雪梅，劉鵬

（桂林電子科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，廣西桂林 541004）

OBE（Outcome-Based Education），是以成果為導(dǎo)向的教育理念，也是工程教育的核心理念。機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)作為傳統(tǒng)專業(yè)，具有工程性強(qiáng)和應(yīng)用范圍廣等特點。隨著新工科和工程認(rèn)證的實施，OBE理念在教學(xué)中的廣泛應(yīng)用也引起了教育工作者的重視，其紛紛嘗試將OEB理念在課程建設(shè)[1]和課程體系[2,3]中貫徹實施。工程圖紙是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生表達(dá)自己設(shè)計的最直觀的圖形化語言，一方面要求學(xué)生能夠精確地表達(dá)自己的設(shè)計，并能夠解決一定的問題；另一方面是設(shè)計要符合相關(guān)的規(guī)范，具備較好的工程性。只有這樣，學(xué)生才能真正把自己的設(shè)計加工成實物，為將來走向工作崗位奠定堅實的基礎(chǔ)。為了培養(yǎng)學(xué)生的讀圖繪圖能力，國內(nèi)高校紛紛展開了教學(xué)研究并取得了一定的成果，主要包括對工程制圖課程教學(xué)模式和教學(xué)方法的改革，如基于翻轉(zhuǎn)課堂的任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)[4]、將理論課與實物相結(jié)合的理實結(jié)合教學(xué)方法[5]。為提高學(xué)生的繪圖能力，研究對象既有基于工程制圖課程本身的教學(xué)方法改革[6-9]，也有以提高繪圖能力為目標(biāo)的課程體系優(yōu)化[10,11]。

從目前本專業(yè)的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計圖紙質(zhì)量來看，部分學(xué)生繪圖的規(guī)范性和工程性較差，主要存在機(jī)構(gòu)表達(dá)不清、標(biāo)注混亂且規(guī)范性差、技術(shù)要求不合理等問題。為解決上述問題，本研究主要從教學(xué)體系設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計強(qiáng)化和師資建設(shè)三個方面采取了一系列的措施，以提高學(xué)生的工程繪圖能力。

1 加強(qiáng)教學(xué)體系中工程繪圖的規(guī)范性

1.1 繪圖能力的不間斷訓(xùn)練

根據(jù)培養(yǎng)學(xué)生識圖、繪圖和綜合訓(xùn)練的能力要求，從課程、實驗、實訓(xùn)、課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計等方面進(jìn)行繪圖不間斷訓(xùn)練的教學(xué)體系設(shè)計（如圖1所示），由淺入深，通過繪圖能力層次的不斷提高，加強(qiáng)工程制圖教育，提高學(xué)生圖紙規(guī)范性。具體實施如下：

圖1 本專業(yè)繪圖能力培養(yǎng)不斷線體系

《工程圖學(xué)》是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生入學(xué)后的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生首先要學(xué)會零件形體表達(dá)的各種方法，能夠讀圖；同時還要熟悉國家制圖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、掌握繪制工程圖的基本方法與技能，因此這門課程在整個教學(xué)體系中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用?；谏鲜鲈?，課程教學(xué)團(tuán)隊改變了《工程圖學(xué)》課程的授課方式，由原來的大班授課改為小班授課，增加學(xué)生課內(nèi)實踐指導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容，同時加強(qiáng)了工程圖樣表達(dá)和圖紙表達(dá)在《工程圖學(xué)II》課程的考核比重。這一層次主要是培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知和理解能力，只有在這一階段打好基礎(chǔ)，學(xué)生在后面訓(xùn)練中的表達(dá)能力才能得到更好地提高。

為了鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，在大一學(xué)期末安排了《計算機(jī)繪圖訓(xùn)練》，在大二第一學(xué)期初，安排為期一周的《工程制圖測繪》?！队嬎銠C(jī)繪圖訓(xùn)練》是計算機(jī)應(yīng)用與繪圖相結(jié)合的基礎(chǔ)訓(xùn)練，通過本課程的訓(xùn)練，學(xué)生要能夠熟悉現(xiàn)代繪圖軟件的使用方法，同時更要掌握利用繪圖軟件進(jìn)行表達(dá)?！豆こ讨茍D測繪》課程則通過對典型零部件的手工測繪，讓學(xué)生將大一學(xué)習(xí)的繪圖知識應(yīng)用在實際的零部件表達(dá)中，并要考慮相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。通過一系列的基礎(chǔ)訓(xùn)練，學(xué)生的繪圖能力得到鞏固。

在大三的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計中，學(xué)生則學(xué)會根據(jù)自己的設(shè)計繪制相關(guān)圖紙，在之前的讀圖和測繪的基礎(chǔ)訓(xùn)練基礎(chǔ)上，培養(yǎng)表達(dá)和設(shè)計能力。在第七學(xué)期的專業(yè)綜合課程設(shè)計則在機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計基礎(chǔ)上對學(xué)生的繪圖提出了更高的要求。由于在本學(xué)期已經(jīng)學(xué)完了大部分的專業(yè)課，學(xué)生在圖紙表達(dá)上除了滿足相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、表達(dá)清晰外，還應(yīng)該結(jié)合專業(yè)內(nèi)容考慮各種技術(shù)要求，考慮設(shè)計的可實施性，不斷增加繪圖要求并培養(yǎng)工程意識?；谏鲜瞿繕?biāo)，《機(jī)械設(shè)計課程》《工程圖學(xué)I》《工程圖學(xué)II》及《工程制圖測繪》等課程大綱也進(jìn)行了相應(yīng)的修訂，以增強(qiáng)學(xué)生繪圖規(guī)范和繪圖實踐能力，督促及鼓勵學(xué)生能夠獨立、規(guī)范地完成制圖。

1.2 在課程體系中不斷培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和工程能力，將其融入繪圖中

機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)的是學(xué)生的設(shè)計制造能力，具有極強(qiáng)的工程性，因此將工程意識的培養(yǎng)和工程能力的提高貫穿于整個課程教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生知識的積累和年級層次對應(yīng)的培養(yǎng)要求也逐漸提高，并在以下環(huán)節(jié)重點突出（如圖2所示）。具體表現(xiàn)如下：在大一剛?cè)雽W(xué)時，學(xué)生對專業(yè)了解較少，因此在專業(yè)認(rèn)知實習(xí)和電子認(rèn)知實習(xí)中，初步了解并逐漸形成工程意識的概念；在大二的《機(jī)械工程導(dǎo)論》課程中，逐漸理解工程意識的概念并了解其重要性，在《機(jī)械工程訓(xùn)練》中，通過實操進(jìn)一步理解工程性的重要性；在大三的生產(chǎn)實習(xí)中，通過到企業(yè)現(xiàn)場觀摩和學(xué)習(xí)，縮小理論和實踐的差距，并在課程設(shè)計中逐漸考慮工程性；大四的專業(yè)綜合設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計是整個大學(xué)階段的最后兩個綜合訓(xùn)練，專業(yè)綜合設(shè)計主要是要通過小規(guī)模的綜合設(shè)計為第八學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)，初步完成一個簡單系統(tǒng)的完整設(shè)計過程，認(rèn)識到工程性的重要性，并將其貫穿于設(shè)計全過程。

圖2 課程體系中對學(xué)生工程意識培養(yǎng)和工程能力的提升

其中，生產(chǎn)實習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生工程意識和工程能力的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生第一次真正意義上從課堂走到車間。在生產(chǎn)實習(xí)過程中，制定頂崗實習(xí)制度。通過暑期實習(xí)，讓學(xué)生到企業(yè)崗位上，在有經(jīng)驗的師傅帶領(lǐng)下，學(xué)習(xí)和理解機(jī)械零部件的設(shè)計、裝配、制造及其生產(chǎn)工藝流程。通過實習(xí)，能夠讓學(xué)生對典型產(chǎn)品的關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)過程、加工工藝以及企業(yè)的組織、質(zhì)量保證體系等有所了解，對材料加工在機(jī)械制造業(yè)中的作用和地位有了更深入的認(rèn)識。

2 畢業(yè)設(shè)計過程中進(jìn)一步強(qiáng)化繪圖的規(guī)范性，提高學(xué)生的繪圖能力

在規(guī)范繪圖的基礎(chǔ)上，在設(shè)計中融入工程意識，才能更好地將設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵨?，這一培養(yǎng)主要體現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計過程中。畢業(yè)設(shè)計作為學(xué)生大學(xué)四年中的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，具有極強(qiáng)的綜合性和實踐性，是檢驗學(xué)生大學(xué)四年所學(xué)知識的一個綜合環(huán)節(jié)。

根據(jù)學(xué)校相關(guān)要求，指導(dǎo)教師每周至少指導(dǎo)學(xué)生一次，如果有必要，指導(dǎo)次數(shù)可以適當(dāng)增加。在畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)過程中，尤其是畢業(yè)設(shè)計后期，主要是檢查學(xué)生的圖紙繪制情況，以便及時溝通和修改。

同時，為了進(jìn)一步強(qiáng)化畢業(yè)設(shè)計過程對圖紙規(guī)范性的理解和執(zhí)行，彌補(bǔ)部分青年教師工程經(jīng)驗不足的問題，主要采取了以下措施：在畢業(yè)設(shè)計初期和中期準(zhǔn)備圖紙的過程中，由專業(yè)有經(jīng)驗的教師進(jìn)行繪圖專題講座和指導(dǎo)，講解畢業(yè)設(shè)計制圖的相關(guān)規(guī)范和需要注意的問題；在畢業(yè)設(shè)計末期和答辯期間，每個答辯小組均邀請了企業(yè)專家全程參加答辯，由企業(yè)專家提出學(xué)生在設(shè)計和圖紙中存在的問題，整改達(dá)到要求后方能驗收。

3 加強(qiáng)教師工程能力的培養(yǎng)

在專業(yè)建設(shè)過程中，本專業(yè)近年來引進(jìn)了大量的青年博士，這些青年教師雖然具有很強(qiáng)的理論基礎(chǔ)，但是工程經(jīng)驗欠缺。為了讓這部分教師能夠更好地在教學(xué)中（尤其是畢業(yè)設(shè)計中）發(fā)揮作用，提高教師的執(zhí)教和畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)水平，主要采取了兩方面措施。一方面在校內(nèi)加強(qiáng)對青年教師的相關(guān)培訓(xùn)，主要包括請專業(yè)有工程經(jīng)驗的老教師對青年教師進(jìn)行培訓(xùn)和一對一幫扶，青年教師到校第一年可以通過觀摩畢業(yè)設(shè)計答辯，對本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容的廣度和深度有初步了解；邀請企業(yè)專家到校內(nèi)為教師進(jìn)行專題培訓(xùn)；另一方面，鼓勵青年教師走出去，到企業(yè)掛職鍛煉或者做博士后，通過在企業(yè)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和鍛煉，青年教師的工程能力得到了較大的提高，指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的水平也得到提高。

4 結(jié)語

通過上述舉措，學(xué)生繪圖的規(guī)范性較之前有了明顯改善，工程意識逐漸加強(qiáng)。為進(jìn)一步提高學(xué)生的繪圖能力，在畢業(yè)過程中加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計專題系列講座。同時，完善雙導(dǎo)師制，邀請企業(yè)專家以第二導(dǎo)師的身份深度參與畢業(yè)設(shè)計；另一方面，和企業(yè)建立長期實習(xí)機(jī)制，大三下學(xué)期或者大四上學(xué)期，要求畢業(yè)選題為工程設(shè)計的學(xué)生到合作企業(yè)實習(xí)半年，從產(chǎn)品設(shè)計到產(chǎn)品制造流程進(jìn)行全面訓(xùn)練，以提高學(xué)生制度規(guī)范和工程意識。