基于OBE理念的《计算机绘图》课程改革

摘要：在工程教育改革的大背景下，为进一步提高人才培养质量，围绕工程教育认证的核心理念，针对《计算机绘图》课程的教学内容、教学方法以及考核方式进行了改革尝试。

Abstract： Under the background of engineering education reform， in order to further improve the quality of talent training， we have made an attempt to reform the teaching content， teaching methods and examination methods of "Computer Aided Drawing " course around the core concept of engineering education certification.

关键词：计算机绘图;OBE;改革

Key words： computer aided drawing;OBE;reform

中图分类号：G712                                        文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2020）24-0234-02

0  引言

《计算机绘图》是一门计算机应用与机械制图相结合的技术基础课是属于工程设计与图形学领域的学科，也是当今机械专业、计算机专业和相关设计专业的必修课。通过本课程的学习，培养学生运用计算机辅助产品设计的基本能力;在讲授内容方面，结合学校实际情况，为培养应用型人才，同时考虑社会上对应用软件的需求，采用以Autodesk公司的AutoCAD软件，主要介绍二维绘图的基本方法和技巧;选择Autodesk公司的Inventor或目前比较流行的SolidWorks、Pro/Engineer、UG、CATIA等三维软件，简单介绍参数化实体造型基本方法。

《计算机绘图》是介于机械制图、《CAD/CAM》等图学课程的中间课程，在系列课程中起着承上启下的作用，是一门十分重要的工具课程，该课程的教学效果将影响到后续相关课程的学习。后续课程包括指导毕业设计的任课教师抱怨学生运用软件出图质量和效率较差，究其原因是多方面的，例如目前课程学时都在缩减，与前导课程即机械制图课相隔两到三学期等等。若按传统模式讲授计算机绘图，由于内容离散性大，没有结合机械制图中的相关内容，达不到知识综合运用和能力培养的教学目的。

OBE即Outcome Based Education，简称OBE，是以成果为导向的教育理念，也是工程教育认证的核心理念，1994年由教育学家威廉姆 · 斯 帕 蒂 （William  G .Spady）在其代表作《Outcome-based Education：critical issues and answers》 中提出了OBE教育理念，并进行了定义：“在一个教育培养体系中，围绕学生在完成所有学习经历后所具备的能力来设计和组织培养体系中的每一个环节。这就意味着一开始就要对学生有一个清晰的培养目标，然后根据培养目标进行构建课程体系、组织课程教学、评估教学效果，以保证整个学习过程中的每一个环节都服务于培养目标的达成。”[1]其根本目的是促进或提升“教育产出”即成果，即学生学到什么，而非教育输入，即教师教了什么。所谓工程教育认证的成果，就是面向全体合格毕业生的培养目标和毕业要求，其集中体现了学校和专业究竟能使学生走向职业岗位时具备什么素质和能力，并且这些期望承诺的素质和能力确实成为了学生毕业时和毕业后一段时间所表现出的现实，这是认证的出发点和考核点。工程教育认证的重点是确认工科专业毕业生是否达到行业认可的既定质量标准要求，是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价[2]。

在原有的教学模式下，偏重于以教师为中心，且成果导向不明显，造成教学效果达不到毕业和职业要求。迫切需要围绕OBE理念在计算机绘图课程的内容体系上进行教学改革和创新。为此，制图教研室在多年教学经验的基础上对教学方法和考核方式上做了一些有益的尝试和改革，以适应新的发展需要。针对本课程的需要支撑的毕业要求指标点：了解本专业常用的现代仪器、信息技术工具和工程软件的基本原理和使用方法，在工程实践中具备使用现代工具、技术和资源的能力。重新制定了本课程的教学目标，即通过学习AutoCAD的绘图与编辑命令，使学生具备熟练运用AutoCAD软件绘制较复杂的零件图和装配图的能力。围绕新的毕业要求和課程目标对教学方法、教学内容以及考核方式进行了改革尝试。

1  教学方法和内容

1.1 采用案例式教学

改革按教材逐一讲解绘图命令的教学方法：常见的《计算机绘图》课程教材以介绍软件中各种命令的使用为主要内容，教师也以教材顺序来讲授如何使用各种命令，而这样就导致了学生在课堂上只能机械地去记忆各种命令的使用，课下练习时只能机械地去熟悉那些命令，遇到实际问题时不能够灵活运用，从而达不到理想的教学效果。针对这种情况，我们在课堂讲授中使用案例教学，在实例的绘制过程中对所用到绘图命令进行讲授，这样既加深了学生对命令的理解和掌握，同时又能达到对命令的灵活运用，使学生能够很快上手画一些简单图形，使学生能体会到软件画图的优势和乐趣，避免挫败感体会到成就感。案例教学重点在于设计一个好的例题，要把多个常用命令融入其中，围绕例题安排命令。命令讲解无先后顺序，起到以点带面的效果。但应该优先讲解在绘制机械图样时使用频率较高的命令。当然在讲课过程中，也要对案例中使用的命令的操作步骤先做一个简单介绍。侧重选择工程实际中的常见零件和装配体实例，案例教学使得学生学习过程变得生动，能够激发学生的学习兴趣，同时也提高了教学效率。

1.2 启发式和讨论式教学

培养学生发散思维和创新思维：对于同一案例的讲解，不能只讲一种方法或一种命令来完成，而是在课堂上和学生展开讨论，启发引导学生采用不同方法来完成，并且通过讨论比较不同学生方法的优缺点，最终找到一个针对该题目的最方便和快捷的方法。比如，圆角的画法，除了可以采用切半径画再修剪，还可以用倒圆角命令，倒圆角命令在多数情况更方便，复制和阵列命令哪一种更方便，需要具体问题具体分析。设计题目时，除了设计一些紧扣机械制图内容的组合体三视图、零件图、装配图实例之外，也设计了一些技巧性较强，不仅需要制图理论知识，还需要一定的数学及其他方面知识和发散的思维才能解决的题目，通过这类题目来训练学生的思维，激发他们的兴趣，如图1和图2所示。除了在课堂上讲解，在课后也留一些类似的练习题目，要求学生课外完成。

1.3 教学内容和上机实践紧密结合机械制图课程相关内容

调整了部分教学和上机内容，使其与机械制图的内容和体系完全吻合，使得学生能更好地和先修课程无缝衔接。比如调整了原来实训二：图块制作练习，内容是用图块制作螺纹紧固件连接，修改为组合体三视图绘制训练，如图3这样四次上机从平面图形绘制到三视图绘制，零件图，装配图绘制，由浅入深，层层推进，内容衔接更合理。

1.4 按照改革后的教学内容重新编写了与之适应的教材：计算机绘图实训简明教程

指导书年年修订和更新相关内容，比如紧跟最新的国家标准等。最新版本又加入了更符合教改内容体系的简明教程，现为《计算机绘图简明教程及实训指导》[3]。全书分为“简明教程”和“实训指导”两部分共6章，包括：AutoCAD简明教程、AutoCAD实训指导，书后还附有AutoCAD常用绘图技巧。在每次实训后加入了思考题作为实训报告内容一部分，以引导学生对课程内容进行归纳总结，提高学习效率。

1.5 整合二维和三维绘图软件

将二维和三维软件进行整合，主要介绍常用的三维软件的基本功能，如Solidworks，CATIA等，如果计算机绘图课程大多只讲授一种软件（Auto CAD软件），局限性很大，严重脱离社会发展实际，不利于学生的就业。因此，作为《计算机绘图》课程教师，不能局限于对一种软件的讲授，在课时允许的情况下应适当的对其他绘图软件进行介绍。最好还是把计算机绘图和三维软件相关课程整合在一起，是大势所趋。

2  考核方式

本课程是一门实践性较强的课程，所以考核形式为上机操作考试，上机考试占70%;平时4次上机实验成绩（含报告）占30%。针对不同专业、不同层次的学生采用不同的考核方式，尽量发挥学生的聪明才智。

①上机考试采用一班多套试题的形式，或者同一套试题，但每人尺寸、参数各不相同的形式，防止学生作弊。

②为了调动学生的学习积极性和主动性，采用开放式上机考试形式，建立了一个开放试题库，题库中含有不同难度多套试题供学生选择，考前限时提供给学生多套不同难度系数的试题，学生可根据自身学习情况选择试题复习考试，有利于调动学生的主观能动性，取得了较好的效果。

③试题主要形式是要求学生上机完成一张完整的零件图，也尝试过除了零件图之外，加入一道技巧题作为补充，以考查学生的创新能力。

④针对不同专业学生，提供不同的上级考试题目，例如工业设计专业可提供建筑图或者是服装制图。

⑤将课程和职业认证培训相结合，与相关认证机构如教育部教育管理信息中心合作，开展二维CAD工程师认证，计算机绘图总评成绩如果达到标准即可获得认证。激发学生学习兴趣，提升学生的就业能力，培养适合社会发展需求的应用型技术人才。

3  结论

通过对近几届学生学习过程观察和学习效果的评价，教学改革后，學生学习课程的主动性和有效性不断提升，学生能够参与到教学过程并且与实践紧密结合，考试成绩平均从中等提高到良好，不及格率在10%以下，学生在后续课程以及毕业设计中使用软件出图的质量有所提高，对学生的批判性和创造性思维的养成也有所帮助。后期通过与毕业生和用人单位的交流以及跟踪反馈，反映毕业生能够熟练运用行业软件进行辅助设计绘图，具备了企业需要的职业素质。

参考文献：

[1]谢志雄，包莉丽，骆晓敬.基于OBE理念的应用型高校技术 创新能力培养[J].湖北汽车工业学院学报现代商贸技术，2020，34（02）：51.

[2]林礼区，周晨，等.工程教育认证背景下机械类专业实践教学体系改革[J].实验技术与管理，2017（9）：204-207.

[3]王永泉，金晶.简明计算机绘图实训教程[M].第1版.北京：北京邮电大学出版社，2016.