基于OBE理念的机械制图课程改革与探索

郑慧玲, 曲莉娜

(石家庄职业技术学院 机电工程系，河北 石家庄 050081)

OBE(Outcomes-based Education，简写为OBE)即基于学习产出的教育模式，是成果导向教育模式，它关注学生最终的学习成果，强调学生的学习能力.它的教学设计和教学实施目标是学生通过教育过程所取得的学习成果.OBE强调学生的学习成果是什么，为什么是这些学习成果，如何帮助学生取得这些成果.这里所说的成果并不单一指学生的学习成绩，它同时涵盖知识在实际中的应用能力及可能涉及到的价值观或其他情感因素.简单地说，就是学生在学习专业课程之后，能够在以后的专业工作中解决什么样的问题.OBE的教育理念要求教师要清晰地知道学生毕业时应该达到的能力及水平，以此来调整所授课程的结构和内容；要求学校和教师应先明确学生的学习成果，配合多元弹性的个性化学习要求，让学生通过学习过程完成自我实现的挑战，再根据及时反馈的成果改进原有的课程设计与课堂教学[1].

机械制图课程作为机械制造与自动化专业的一门基础课，具有较强的应用性和实践性，是学生从文化基础课转向专业课程学习的奠基石.课程的培养目标是培养学生识图、绘图的能力以及运用作图手段来构思、分析和表达工程问题的能力，在专业学习中起到夯实基础的作用.

近年来，高职院校由于生源结构的变化，学生的个性化和文化基础的差异较明显，其中对口生在中职已学习过制图相关课程，所以他们的制图基础相对来说较扎实；普招学生制图为零基础，但他们的数学成绩、逻辑思维能力和学习专注力相对好一些；单招学生各方面基础均相对薄弱，但他们活泼好动，动手能力强.高职教育中制图的学习重点在于零件图与装配图的识读及提升制图综合应用能力，面对这种生源现状，沿用传统的机械制图课程授课模式和考核评价方式，既不能充分调动学生的学习热情和积极性，也不利于对学生进行创新思维、逻辑思维的能力培养.OBE理念教育模式是以学生为主体、教师为主导，注重学生的学习过程和学习成果，教师在教学过程中可根据不同的生源形式制定个性化的教学实施方式，从而提高学生的学习兴趣和学习能力.本文基于OBE理念，主要从机械制图课程结构、课堂教学设计和考核评价体系等方面进行的改革与探索，以期能提高高职教育的教学效果，达到专业培养目标的要求.

1 课程结构的调整

机械制图作为一门专业基础课，与机械设计、机械制造等课程知识点结合紧密.传统的机械制图课程结构普遍设置为章节化和模块化形式，且部分模块相互独立，在一定程度上弱化了各知识点之间的联系，甚至在不同程度上削弱了课程与课程之间的联系.OBE理念注重知识点的整合，以学生最终应达到的能力出发反向设计，注重课程结构和内容的相互联系，要求每门课程的学习都应与知识结构相呼应[2].

基于OBE理念，按照专业群调研结果总结出学生毕业后(甚至是毕业后3～5年)应具备的能力，反向设计机械制图课程的内容结构.按照专业目标的学习要求，通过课程学习，学生最终应具备能识读与绘制中等复杂程序的零件图、装配图的能力，以此为导向，将机械制图课程中的理论知识、尺规作图、徒手画草图、零件测绘和计算机绘图等内容有机地结合起来，融入实践教学中，达到教师“讲中做、做中讲”，学生“学中做、做中学”的目的，从而实现在学习过程中潜移默化地培养学生机械制图的专业素质和工程实践能力.

(1)与计算机绘图课程有机结合

在传统教学计划中，机械制图与AutoCAD计算机绘图是两门不同的课程，开设在不同的学期.学生在运用计算机绘图时是以机械制图的理论知识为指导，相当于电脑代替了图纸，鼠标代替了铅笔.但由于两门课程学习存在着时间间隔，学生在学习计算机绘图时可能已淡忘机械制图的基础知识，导致错误频出，达不到预期的学习效果.改革后的课程将计算机绘图融入到机械制图课程中，让计算机成为制图的便捷工具，学生运用起来更方便，知识衔接更紧密.制图的理论知识与计算机绘图工具的实践运用相互结合，提高了机械制图课程的教学效果.

(2)加大零部件测绘与徒手绘图的比重，提高学生的应用能力

在工程实践中，在机械零部件测绘、讨论设计方案或在工程现场进行技术交流时，有时会受到现场条件或时间的限制，手绘草图能力就显得尤其重要.纸和铅笔是可以随时随地拿出来的工具，即使遇到外国技术员语言交流障碍时，图纸就是一种可以畅通交流的技术语言，因此培养学生徒手绘制草图的能力显得尤为重要.零部件测绘内容在教学设计中通常采用分组形式，小组成员协作完成，既提高学生的动手实践能力，拓展设计思路，又提高团队协作能力.

(3)将企业生产中的实际零部件引入课堂，提高学生的工程意识

大一新生没有工厂实习经历，也未与企业生产中的实际零部件接触过，他们对零件的外形结构、尺寸标注、工艺结构等专业知识了解较少，对部件及机器的拆装过程不了解，对机械产品的认知只停留在课本图片和教师提供的影像视频资料上.针对这种情况，教师将企业中适合教学的实际装配件引入课堂，如台虎钳、球阀、齿轮泵、减速器等，在讲解示范的基础上，让学生动手去拆装，认识、了解零部件和图纸，增强学生的感性认识，体现课程的成果导向理念.当学生有了一定的工程意识之后，其对机械零部件的认知就不仅仅停留在外形结构上，会进一步上升到结构功能分析的层面上，为后续相关的机械课程打下良好的基础.

2 课程授课方式的调整

OBE理念是从学期初就帮助学生明确自己的学习目标与预期表现，以最终所具备能力目标为起点，反推出课程内容和教学设计方式，完成课堂教学活动[3].例如，对口学生在制图理论和实践学习的基础上，可以通过参加各级各类制图比赛，进一步促进专业能力的提升；单招学生具备完成中等复杂零部件的零件图与装配图识读与绘制的能力.

随着越来越多的信息化教学手段引入课堂，课堂教学形式更加多样化.各种云平台的引入，更是提供了电脑端与手机客户端的双重平台，高效地把现代信息技术与传统教学方法有机融合起来，形成线上线下混合式教学，进一步提高教学效果.

2.1 课前

良好的课前预习可以为本节课所学内容打下扎实的基础.随着大学慕课、精品在线开放课等优秀网络教学资源的开放和手机学习客户端的普及，教师的教学手段、学生的学习习惯与方式也在发生着改变.教师需要在课前做好充足的准备，结合本节课程的内容、特点在线上发布预习资料，同时有针对性地进行课堂教学设计，发布课前学习任务.学生完成预习要有反馈，以小测、问答、提问等方式进行，以便教师掌握学生的学习动态.同时本门课程的教学实施计划、考核方案、课外延伸阅读等资料也都在课前推送至线上，供学生浏览学习.

2.2 课中

利用学生主讲、教师辅问、师生互评的翻转课堂模式，以学生为中心，实现“课堂活起来，师生动起来，教学实起来，质量高起来，能力强起来”的目标；学习小组间的协作，让学生更有团队意识，增加了他们的集体荣誉感；教师在课堂上利用教学软件，如三维建模软件，给学生展示零件的叠加与切割过程，帮助学生提高空间能力，降低识图难度，同时，用三维建模软件来验证零件的构型，提高学生的空间思维能力.线上线下围绕教学目标运用多种教学形式，提升学生学习兴趣，提高教学效果.

2.3 课后

教师在课后设置优秀作业观摩展，可以上传到学习平台上，也可以放在教室学习园地展览；课后的巩固练习可以以多种形式进行，线上线下的作业和师生交流问答，学生查阅资料完成课外知识的延伸等，同时教师利用课余时间组建三维建模兴趣小组，讨论和制作各种零件，拓展学生的空间想象能力.学期末将学生设计的优秀作品进行3D打印，提高学生的学习兴趣.在小组活动过程中，学生在参与设计图构思—画图—机械制造—实物产出的过程中，对整个机械产品生产的过程有了更加直观和真实的体验，为后续专业课程的学习奠定了良好的基础.

课堂授课形式的多样化，能让学生更加轻松愉快地学习，提高学生的学习兴趣和自主解决问题的能力，实现以生为本的教育理念.

3 课程考核体系的改变

科学合理的课程考核体系是保证课程教学质量的手段之一.机械制图是一门实践性很强的课程，考核更应该体现知识的应用能力.OBE理念强调个性化评定，根据每个学生的个体差异，制定个性化的评定等级并适时进行评定，从而准确掌握学生的学习状态，对教学过程进行及时修正[4].基于OBE理念的考核方式是教学过程中的重要组成部分，考核学生的综合学习能力，应该着重凸显学生的工程实践能力与创新能力，坚持“以突出能力，注重基础，学以致用，以学生为根本”的考核原则.在考核过程中以基础知识的应用为主，体现学生获取知识和应用技能的能力.通过考核方式的转变来调动学生学习的积极性与主动性，更加全面地考核学生通过学习获得的理论知识、工程实践能力和解决实际问题的能力，为学生创造更好更轻松的学习氛围和条件.

按照OBE理念指导机械制图课程考核体系进行改革和完善，机械制图课程考核体系见图1.

图1 机械制图课程考核体系

课程考核基本由课前预习、课堂学习、大作业和月考组成.考核方式注重学生的动手实践能力，如手绘作图、尺规作图和计算机绘图等，较好地实现理论与实践的有机结合，同时也提高了学生的动手能力和学习的积极性、主动性.课前学习部分内容要简单、量少，否则，学生能力达不到，完不成预习任务，反而挫伤学生学习的积极性.教师根据学习平台记录学生预习情况，及时调整本节课的教学重点与难点.课堂学习包含学生的出勤、课堂问答、小组讨论、师生互动、随堂小测等诸多活动.学生的每次提问和抢答都是积极学习的过程.大作业主要体现学生对理论知识学习的掌握程度以及在实践中能否学以致用，是学生创新能力与工程实践能力的体现.无论是徒手绘图、尺规作图，还是计算机绘图，都由教师统一指定绘图内容，学生完成后，由教师根据图纸质量来给予评判，此部分也包含小组作业，主要考核团队合作精神.月考是每个学习模块结束后考核学生对知识的综合运用能力，相比较其他考核环节难度较大，所以本环节在考核内容的设置上不同生源的难易程度有所区别.

4 教学成效

(1)提高了学生在技能大赛中的成绩

成果导向理念的最终目的是让学生学会使用制图知识，提高零部件构型能力和工程实践能力，技能大赛是考查学生知识能力运用的一种很好的形式.河北省制图与构型能力大赛采用闭卷答题的方式，主要考察学生的构型能力与尺规作图能力；河北省三维设计大赛采用上机竞赛方式，考察学生运用计算机绘图的能力.学生参与这些技能大赛的热情逐年升高，在技能大赛中的成绩有明显提高，获奖人数也逐年增多.通过参加各级各类技能大赛，提高了学生徒手绘图和计算机绘图能力和尺规作图质量.

(2)提高了学生对课程的满意度

在整个授课过程中按照成果导向理念进行课程设计，同时引导学生组建建模团队，成立校内兴趣小组，通过多种方式让学生参与到课程实践中，激发学生的专业学习兴趣，培养学生的自主探索能力，提高对知识的综合应用能力与解决问题的能力.学期末进行了学生课程满意度调查.调查结果显示，学生对课程的兴趣、熟悉度和掌握程度都有所提高.

5 结语

基于OBE理念，依托网络学习平台进行的机械制图课程改革与探索，从学生角度出发，激发学生学习的主动性、积极性和创造性，拓展学生自主解决问题的能力，提高学生的工程实践能力和综合素质.将机械制图课程的培养目标从传统的培养识图和绘图为主的专门人才转向以设计制图为主的专门人才，提高了人才培养质量，在培养创新型人才方面进行了积极探索.