基于OBE理念的化工制圖課程的教改實踐*

王進(jìn)喜

（蘭州文理學(xué)院 化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

對工程技術(shù)人員而言，圖樣承擔(dān)“交流語言”和“工程指導(dǎo)”的載體。在實際生產(chǎn)過程中的許多環(huán)節(jié)，都離不開工程圖紙。識圖繪圖是工科人才的基本技能。化工制圖的重要性在于化工產(chǎn)品與化工生產(chǎn)過程的科研開發(fā)，化工生產(chǎn)裝置的設(shè)計與建設(shè)，化工生產(chǎn)裝置的開停車、設(shè)備檢修、技術(shù)改造，以及生產(chǎn)過程的組織與調(diào)度等，都離不開化工制圖。由此看出，化工制圖是化工技術(shù)人員表達(dá)設(shè)計意圖和交流技術(shù)思想的語言和工具。因此，化工制圖課程是化工類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是化工專業(yè)技術(shù)人才必須掌握的專業(yè)技能。通過該課程的學(xué)習(xí)，不僅可培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的繪圖識圖能力及空間思維，同時建立工程理念和職業(yè)素養(yǎng)等，還為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計，以及生產(chǎn)實踐實習(xí)等提供支撐作用。化工制圖課程在講授過程中需集國內(nèi)外行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)實際于一體，培養(yǎng)學(xué)生將工科理論與技術(shù)實踐相結(jié)合的綜合素養(yǎng)。化工制圖課程的改革實踐一直在持續(xù)開展和探索［1-4］，同時，在實踐過程中，也需要思考學(xué)生價值引領(lǐng)等培養(yǎng)。

OBE（Outcome Based Education）全稱為成果導(dǎo)向教育，是基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教學(xué)模式［5］。OBE理念的教學(xué)模式分為四個階段：①明確學(xué)習(xí)目的，培養(yǎng)專業(yè)人才的目標(biāo)達(dá)成已經(jīng)寫入人才培養(yǎng)方案，學(xué)生最終的學(xué)習(xí)結(jié)果需要支撐培養(yǎng)目標(biāo)中的哪幾個要點；②明確教學(xué)課程和內(nèi)容，構(gòu)建對實現(xiàn)學(xué)習(xí)結(jié)果起到支撐作用的相關(guān)課程和內(nèi)容；③明確教學(xué)策略，重點關(guān)注學(xué)生如何去學(xué)去做，如何完成任務(wù)；④明確教學(xué)效果，學(xué)生和教師均需進(jìn)行自我評價，持續(xù)改進(jìn)。總之，結(jié)合現(xiàn)狀和人才培養(yǎng)需要來看，OBE的教學(xué)理念與地方高校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求高度契合［6-9］，工科專業(yè)工程認(rèn)證也以此理念為主要依據(jù)。

1 現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)化工制圖課程教學(xué)采用統(tǒng)一教學(xué)大綱，忽略化工不同專業(yè)的需求和個體差異，不重視過程和能力的考核，缺少內(nèi)容的價值引領(lǐng)。與此相反，教師的教學(xué)方法也應(yīng)與時俱進(jìn)。此外，隨著社會對人才創(chuàng)新能力要求的提高，不僅要求學(xué)生具有一般的工程識圖繪圖能力，還要求學(xué)生具備工程設(shè)計創(chuàng)新能力、工程素養(yǎng)、職業(yè)素養(yǎng)、團結(jié)協(xié)作等綜合素質(zhì)，這也是專業(yè)工程認(rèn)證的畢業(yè)要求。

基于OBE理念，以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力為主線、創(chuàng)新能力為核心。同時，緊密結(jié)合專業(yè)市場需求和變化。本文探索以O(shè)BE的教學(xué)理念和工程認(rèn)證要求開展化工制圖課程教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生能力發(fā)展為本位，為實現(xiàn)化工類工科人才的培養(yǎng)目標(biāo)夯實基礎(chǔ)。

2 基于OBE理念的教改思路

梳理了我校目前化工制圖課程教學(xué)過程中的不足和學(xué)生特點，基于OBE教學(xué)理念和工程認(rèn)證要求，對該課程實施教學(xué)改革，注重將培養(yǎng)學(xué)生實踐能力與工程能力融入課程的理論和實踐教學(xué)全過程。

2.1 化工類不同專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容重難點

蘭州文理學(xué)院化工學(xué)院目前有三個本科專業(yè)，分別是應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝、材料科學(xué)與工程專業(yè)。不同專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成是一致的，但是人才市場的需求是有差異性的。為此化工制圖課程面對不同專業(yè)開展時側(cè)重點需要微調(diào)整。課程是為培養(yǎng)體系服務(wù)的，不同專業(yè)的化工制圖課程在制定最終的課程標(biāo)準(zhǔn)時也應(yīng)各有側(cè)重。比如，材料專業(yè)今后的行業(yè)重點在材料領(lǐng)域，在專業(yè)制圖方面教學(xué)更偏向于機械制圖；化學(xué)工程與工藝的教學(xué)目標(biāo)更偏重于工藝圖的掌握；應(yīng)用化學(xué)偏向于理解制圖的基礎(chǔ)知識即可。至于涉及畢業(yè)目標(biāo)要求一致的方面可以統(tǒng)一處理，如培養(yǎng)學(xué)生溝通和團隊協(xié)作，這些能力在制圖團隊合作過程中得以訓(xùn)練加強，踏實細(xì)致耐心的工程素質(zhì)在制圖學(xué)習(xí)中一直在反復(fù)強調(diào)和強化。

2.2 運用OBE理念建立模塊化知識體系

根據(jù)不同專業(yè)、不同教學(xué)目標(biāo)，依據(jù)2.1梳理出各專業(yè)知識內(nèi)容重難點，制定出模塊化的知識內(nèi)容，并將其有機融合和串聯(lián)，重構(gòu)新的知識體系，每一個模塊內(nèi)，均強調(diào)以學(xué)生能力達(dá)成為中心，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。初步制定出：基礎(chǔ)知識模塊+專業(yè)理論模塊+專業(yè)實踐模塊+挑戰(zhàn)創(chuàng)新模塊。比如，針對化工工程與工藝專業(yè)，具體落實在制圖課程上就是圖1所示漸進(jìn)式模式。

圖1 化學(xué)工程與工藝專業(yè)制圖課程漸進(jìn)式模式

2.3 運用OBE理念構(gòu)建不同教學(xué)形式

本課程的模塊是基于OBE理念設(shè)計的，可以根據(jù)每個模塊的內(nèi)容和特點調(diào)整不同的教學(xué)形式。做到下一個模塊能夠延續(xù)和深化上一個模塊，使學(xué)生能夠獲得良好的知識遷移，同時注重學(xué)生的接收反饋［10］。主要是三大模塊（每一模塊還可以細(xì)分），即：制圖基礎(chǔ)知識模塊、機械制圖模塊、化工專業(yè)制圖模塊。在以上框架下，教師可以在授課過程中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，展現(xiàn)個人的講課風(fēng)格與教學(xué)手段創(chuàng)新。同時，也可將多種教學(xué)方法進(jìn)行結(jié)合，如案例教學(xué)、項目教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動、引崗入課、企業(yè)導(dǎo)師進(jìn)課堂等都可根據(jù)具體內(nèi)容進(jìn)行選擇性地融合使用。針對不同專業(yè)的制圖項目和任務(wù)也可進(jìn)行細(xì)分，如引入相應(yīng)崗位需求等具體要求。

2.4 運用OBE理念完善學(xué)生學(xué)習(xí)全過程評價體系

評估學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個非常重要的環(huán)節(jié)是構(gòu)建基于OBE理念的學(xué)生學(xué)習(xí)成效評估系統(tǒng)。評估標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建主要集中在三個方面：一是能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力的增長；二是注重過程學(xué)習(xí)；三是注重實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。因此，考核指標(biāo)除了能反映學(xué)生的基本知識和核心能力外，還應(yīng)該可以評估學(xué)生的綜合素質(zhì)，并反映學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中的全程表現(xiàn)［11］。盡量減少人為因素，并能夠支持和實現(xiàn)畢業(yè)目標(biāo)要求，重點是注重過程評價，并可衡量。

3 具體實施

在深入進(jìn)行行業(yè)企業(yè)調(diào)查的基礎(chǔ)上，注重職業(yè)技能培養(yǎng)，實現(xiàn)以學(xué)生發(fā)展為中心，選擇生產(chǎn)過程中的典型工作技能作為培養(yǎng)內(nèi)容，循序漸進(jìn)安排教學(xué)進(jìn)程，構(gòu)建講、練、學(xué)、做、競五段結(jié)合的立體化教學(xué)內(nèi)容。以培養(yǎng)專業(yè)制圖能力為主線，掌握專業(yè)繪圖軟件。采用現(xiàn)代教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力、圖示能力、識圖能力，樹立貫徹國家標(biāo)準(zhǔn)的意識，形成專業(yè)職業(yè)素養(yǎng)，為進(jìn)一步專業(yè)技術(shù)學(xué)習(xí)和工作創(chuàng)造接口和聯(lián)接。在教學(xué)內(nèi)容方面，以化工專業(yè)圖樣和機械圖樣為工作載體，以有效的工作任務(wù)序化教學(xué)內(nèi)容，將制圖國家標(biāo)準(zhǔn)、投影概念及視圖表達(dá)方法等知識點結(jié)合具體工作任務(wù)來學(xué)習(xí)，每項工作任務(wù)都要有成果輸出。

3.1 確定教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是課程教學(xué)的起點和依據(jù)，主要依據(jù)畢業(yè)要求達(dá)成，設(shè)計相應(yīng)的課程體系，明確教學(xué)方向和目標(biāo)。課程要對畢業(yè)要求達(dá)成具有支撐作用，具體分析專業(yè)的畢業(yè)要求達(dá)成，設(shè)定該課程的教學(xué)目標(biāo)。化工制圖課程的知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)皆圍繞化工專業(yè)的才人培養(yǎng)的目標(biāo)要求，具體見表1。

表1 基于OBE理念的“化工制圖”課程教學(xué)目標(biāo)

3.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)中要解決好化工制圖課程各部分內(nèi)容之間的關(guān)系，調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容側(cè)重點。教學(xué)內(nèi)容以化工專業(yè)圖樣為中心，基礎(chǔ)理論為支撐，合理融入并增加化工專業(yè)圖樣的教學(xué)內(nèi)容，將化工設(shè)備圖、化工常用件及標(biāo)準(zhǔn)件、化工工藝圖、設(shè)備及管道布置圖等專業(yè)圖樣作為授課的選擇點。工程實踐普遍使用的計算機繪圖要貫穿整個教學(xué)過程。例如，對化學(xué)工程與工藝專業(yè)，掌握制圖基礎(chǔ)知識后，教學(xué)的重點在化工工藝制圖，根據(jù)工藝要求配合化工設(shè)備的識讀學(xué)習(xí)；而對材料科學(xué)與工程專業(yè)，主要掌握基礎(chǔ)制圖知識和機械制圖的專業(yè)內(nèi)容即可。

3.3 調(diào)整教學(xué)安排

化工制圖課程教學(xué)安排在大二第一學(xué)期，學(xué)時隨專業(yè)不同有所調(diào)整。化學(xué)工程與工藝、材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)學(xué)時為48學(xué)時，應(yīng)用化學(xué)教學(xué)時數(shù)為32學(xué)時，在大二第二學(xué)期末增加為期兩周的制圖實訓(xùn)，集中進(jìn)行制圖強化訓(xùn)練。因為大二開始進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)，之前學(xué)習(xí)的制圖知識與專業(yè)課結(jié)合后再進(jìn)行集中實訓(xùn)，學(xué)生的理解力會更上一層，實訓(xùn)效果也更好。圖紙可直接與企業(yè)直接聯(lián)系，從實際拿圖訓(xùn)練。

3.4 改革理論教學(xué)方法

教學(xué)過程中全程貫徹OBE教育理念，綜合運用講授教學(xué)法、案例教學(xué)法、討論教學(xué)法、項目教學(xué)法等教學(xué)方法，以學(xué)生能力增長為根本。不同學(xué)習(xí)內(nèi)容配合合適的教學(xué)方法，具體采用哪一類方法要根據(jù)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行選擇和融合。如制圖基礎(chǔ)知識主要采用項目教學(xué)法和任務(wù)式教學(xué)，小項目輔以小任務(wù)；化工工藝制圖部分主要可采用項目類比法、情境教學(xué)法等方法來講解。教學(xué)方法選擇原則是圍繞行業(yè)技能，突出核心知識內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生思考和探索的能力，完善工程思維。

例如：第一章制圖基礎(chǔ)的內(nèi)容，主要采用項目式教學(xué)法，以任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方式。①明確學(xué)習(xí)目標(biāo)：即學(xué)完這一章內(nèi)容后能達(dá)到的能力目標(biāo)，熟悉制圖標(biāo)準(zhǔn)和平面圖形繪制，繪制一張標(biāo)準(zhǔn)的A4圖紙和平面圖形手柄，這是“通過學(xué)習(xí)我能做什么”。②任務(wù)布置：對任務(wù)進(jìn)行描述，讓學(xué)生明確做哪些工作或活動，并說明要求評價標(biāo)準(zhǔn)。③分析問題引導(dǎo)：分析和思考完成這項任務(wù)需要使用哪些現(xiàn)有的知識，哪些知識仍然缺乏，這一過程可以激勵學(xué)生學(xué)習(xí)。④小組研討：在完成任務(wù)的過程中，把學(xué)生分成小組，把以前以教師為中心的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的學(xué)習(xí)。教師通過任務(wù)指導(dǎo)引導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生真正動起來，讓學(xué)生運用所學(xué)知識主動自發(fā)地解決問題和完成任務(wù)，在過程中培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新性思維，增強學(xué)生的自學(xué)能力、實踐能力及團隊合作的能力。⑤總結(jié)分享：任務(wù)完成后，組織學(xué)生對任務(wù)執(zhí)行情況和結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，系統(tǒng)總結(jié)解決問題的要點、途徑和方法，以及需要注意的問題，加深學(xué)生對知識點的理解，并結(jié)合相關(guān)評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價。通過以上5個步驟的教學(xué)組織將知識傳授與能力訓(xùn)練相結(jié)合，創(chuàng)新性培養(yǎng)與素質(zhì)教育相結(jié)合。

每個知識點根據(jù)人才培養(yǎng)要求，配以不同的教學(xué)形式。教師在課程中也可充分展示自己的教學(xué)技能、教學(xué)風(fēng)格和教學(xué)創(chuàng)新。課堂講授要突出理論知識重難點，提高時間利用效率，對已掌握的內(nèi)容可增加工程項目訓(xùn)練的數(shù)量和質(zhì)量。

3.5 考核方式改革

結(jié)合課程模塊化的組合，采用任務(wù)產(chǎn)出的考核方式。通過課下任務(wù)布置，并通過下一個課堂考核，來引導(dǎo)學(xué)生主動進(jìn)行資料檢索，激發(fā)學(xué)生間進(jìn)行討論。制圖任務(wù)需要有具體的產(chǎn)出工程圖紙，上交圖紙必須配合語言闡述和團隊合作等形式實現(xiàn)。

根據(jù)以學(xué)生能力發(fā)展為宗旨，考核方式的形式分時段、分階段及分層次。模塊化設(shè)計實踐性強的課程不應(yīng)只以期末考試的結(jié)果作為唯一衡量標(biāo)準(zhǔn)，我們采用三時段（課前、課中、課后），三要素（知識、能力和素質(zhì)），兩方法（定性、定量方法），并根據(jù)學(xué)生課前、課中學(xué)習(xí)情況，采用按照達(dá)標(biāo)、拓展、拔尖分類推送課后學(xué)習(xí)任務(wù)并完成1次分類評價的方式完成學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價，使考核方式更加全面。

3.6 教師的反思與評價

教師的反思和自我評價在課程教改實踐中也非常重要。教育反思主要關(guān)注教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成完成度如何，學(xué)生學(xué)習(xí)的產(chǎn)出效果與初始教學(xué)設(shè)計是否一致，以及以產(chǎn)出的效果為指導(dǎo)再進(jìn)行持續(xù)的教學(xué)改進(jìn)和延伸。在這一個過程中進(jìn)一步完善教學(xué)設(shè)計和過程。

4 結(jié)論

基于OBE理念對高校化工制圖課程進(jìn)行分解改進(jìn)，持續(xù)的關(guān)注產(chǎn)出效果，教改效果也很明顯。最終目標(biāo)是支持專業(yè)人才培養(yǎng)，培養(yǎng)具有化工制圖專業(yè)技能型、創(chuàng)新型可持續(xù)發(fā)展的高素質(zhì)化工類人才。最終需強調(diào)在教學(xué)過程中一定要融入育人環(huán)節(jié)，如在繪圖環(huán)節(jié)融入精益求精的工匠精神，在設(shè)計部分融入創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)意識、技術(shù)能力和工作態(tài)度。