基于OBE模式的课程教学研究——以机械制图及CAD课程为例

李京文，赵涟漪

（1.安徽职业技术学院 信息工程学院，安徽 合肥 230011）

（2.安徽水利水电职业技术学院 机电工程学院，安徽 合肥 231603）

自机械制图开课以来，我们一直沿袭苏联的教学模式，课程体系被划分成了几何图形画法、平面投影、立体投影等几个部分，平面图形的画法从二维的点、线出发去研究空间的投影理论，课程内容抽象，学习难度大，学生配合度低，学习效果不理想。综合分析机械制图及CAD 课程教学中存在的弊端，借助OBE 教学模式，通过传统教学方法的改革，确立以学生为主体的教学体系，提出全过程、全方位、多元化的考核方法，以改善传统课程教学和考核分离的弊端。

1 机械制图及CAD教学中存在的问题

1.1 课程缺少设计元素

随着CAD 这类计算机软件的兴起，不仅要求学生会绘制图形，更要求学生对空间的图形有分析、设计和加工的能力，尽管机械制图是工科学生最基础的专业课程，但培养目标不能一成不变，不应局限于只培养学生的绘图能力，更要掌握现代设计思维模式下对图形的设计要求，实现制图所学知识与CAD 计算机软件相辅导相成，才能适应市场对人才的要求，实现专业目标的培养。

1.2 教学模式陈旧

目前主流的教学模式主要采取教室多媒体的方式，虽然可以通过幻灯片展示图形的画法，但仍然以教师讲授为主，不符合以学生为主体的教学思想，当学生只能被动被灌输知识的时候，他们就缺少积极主动思考的习惯，学习兴趣淡薄，教学效果也会差强人意。而实训部分，也是沿用一直以来的教具模型，比如减速器，学生使用的都是一模一样的图形样板，无法体现学生的设计思想，不利于对学生综合素质的培养和考核。

1.3 课程的考核方式不科学

现在大部分学校的课程考核主要是通过老师出试卷，学生完成试卷答题，试卷的得分作为衡量一个学生对这门课程掌握程度的重要标准，以此作为学生的最终成绩。但考核的各知识点毕竟有限，而且分散，有些学生可能就是考前突击复习几天就能得到一个好成绩，不能正确、全面的实现对学生的综合能力评价，更不能检测学生的实际应用、设计及解决问题的能力，不利于课程人才培养目标的实现。

1.4 课程间结合度不够高

各大高校对制图类课程制定的培养目标是：学生对标准图样的读图、绘制、设计和修改能力，这过程中不仅要培养学生的空间思维能力和设计能力，更是为后续专业课程（机械设计原理、数控技术等）的学习打下坚实的专业基础。从课程的内容来看，机制制图与CAD 两门课的知识点基本相同，只是实现方式不同。机械制图主要是尺规绘制图样，而这门课程的教学主要是老师在课堂上利用幻灯片和数量有限的教学模型来让学生理解空间的三维构图，由于教具的类型有限，教学无法灵活大规模开展，对同一个知识点学生的掌握程度也会不同，结合CAD 的特点，可利用CAD 软件完成三维模型的构建，不仅可以丰富模型的种类，还可以让学生结合三维模型理解枯燥的空间投影理论，如有兴趣，学生还可以在建立三维模型时，融入自己的设计思想，实现一个新模型的创建，可谓一举多得，不仅夯实了学生的理论基础、还培养了图形绘制、设计及建模能力。

2 基于OBE确立教学目标

2.1 OBE教育模式

基于成果导向（outcome-based education，OBE）的教育模式是根据社会对人才的需求，以学生的学习目标和成果作为导向，完成整个教学过程的设计和评价，提高学生的社会竞争力。OBE 教育模式与传统教育理念的不同在于，它不再以单向的知识传授为目标，而是更注重学生在学习了这门课程后获得什么样的能力，先设定教学目标，然后依据目标来安排教学环节、改进教学方法，所有教学活动围绕既定目标展开，最后通过制定多元化的考核体系，反馈检验学生的学习效果，形成整个课程教学设计的一个闭环模式。

图1 OBE教育的闭环模式

2.2 课程教学目标

机械制图及CAD 课程根据OBE 模式设立的教学目标，改进教学方法、确定详细的教学内容，以多元考核体系评价学习成果，并反馈至教学设计的过程中，以机械制图的理论知识基础，掌握基本机件的手工绘制方法，掌握CAD 软件的基本命令操作，结合产品设计要求，创新学生设计思路，培养学生在实际工程中读图、绘图、修改图样的能力，以建模为桥梁，建立机械制图中二维图形设计和CAD 三维模型设计表达互相促进的知识体系，培养学生的空间想象能力和图样绘制技术，培养学生自主学习、创新意识、团队合作、人际沟通协调能力。例如机械制图的课程要求掌握零件图的画法，可以通过CAD 软件三维建模的方法，对机件的零部件进行空间的分析，进一步理解零件图的画法。

图2 课程教学体系与OBE模式下教学目标

3 建立以OBE为目标的教学体系和教学方法，完成学习成果

3.1 建立面向设计的教学体系

“机制制图及CAD”课程以“OBE”教育模式为指导，课程的设计和教学方法都应该在以学习效果为目标进行设计，学生需要初步形成读图、绘图和改图的能力，能解决简单的实际工程问题，因此我们以“设计应用”为宗旨来改进本课程的教学体系。教师根据学习目标，对“机制制图及CAD”课程的内容进行整合和优化，通过理论与实践相结合的方法，根据国家绘图标准、规范绘制图样为基本依据，以能处理真实工程案例为目标，学生需掌握轴测图、零件图、装配图的画法，完成对点、线、面、立体的基本投影基础知识的掌握，在这些绘图方法的基础上，结合CAD 绘图软件的操作，将每门课程的教学目标与企业的要求融合，以实际的工程案例作为教学素材，建立与实际工程相关的库，例如零件基本体绘图库、轴测图绘图库、零件图库、装配图库、CAD 零件工程图库等，让学生学会自己设计图纸，并通过软件的熟练掌握，及时修改设计图，轻松掌握机械制图课程的空间理论知识，将理论知识更好的和实际应用结合起来，提升自己的设计能力。

3.2 改革教学方法，让学生成为教学主体

现在网络发达，学生的学习时间和资源不再仅限于课堂，学习方式也变得多样化，教师可利用线上线下相结合的教学模式，让学生的学习空间更大，学习资源更丰富。以机械制图及CAD 这门课程为例，对于理论基础知识点可借助智慧职教教学平台以视频在线指导的方式发放给学生，及时与学生沟通，通过布置浏览任务、设置打卡、线上回答问题的方式来掌握学生的学习参与度，学生线上随时提出问题，老师线下现场解答，既帮助学生解决了问题，也提升了学生在课程中的参与度。教师在设计学习体系时，可根据课程内容的难度划分学习内容，以能力层层上升为思路，完成多层次教学内容，实现教学目标，这也是OBE 教育模式的核心。

3.3 增加实训环节，提高学生的实际操作能力

对于机械制图及CAD 课程的教学，采取机房授课加实训的模式，教师上课结合教具边讲理论边操作，学生边听边操作，以学生的操作为主，通过软件的操作，让学生在理解空间投影的基础上，掌握机件的设计、修改及三维建模技术，并对自己建模后的形体进行分析、加工，训练学生的空间思维能力，反过来加深对理论知识的理解和掌握。主要训练过程可初步设计为：设计要求解读，设计思路初始化，规划产品大致设计步骤，完成产品图的绘制和修改，达到绘图和读图的目的，再结合CAD 绘图软件三建模技术，让学生自己发现问题，积极思考，试图自己解决问题，对于有难度的问题，可寻求老师的帮助，教师根据自己的专业水平和经验，给学生提供解决问题的方法和思路，提高学生学习的积极性和主动性。由问题、任务和项目三种教学形式开展课堂教学，结合专业内容，布置相关案例，让学生在掌握复杂机械装备理论的同时，完成复杂机械装备的零件图的绘制，学生再结合三维建模的CAD 软件，不断设计、修改和完善自己的作品，达到理论知识和实践环节的融会贯通，运用所学理论知识解决复杂实际问题，提高学生的实际操作能力，培养学生刻苦钻研、精益求精的工匠精神。

表1 多层次实践教学体系

4 构建多元化考核体系，检验学习成果

目前高校机械制图及CAD 课程考核主要采用的模式是试卷和上机相结合，成绩构成是平时成绩和考试成绩比例为3：7，平时成绩主要来源于上课出勤和课后作业，考试成绩由试卷和上机两部分构成，试卷主要考查学生对制图的标准、基本概念、投影知识和尺规绘图方法等知识点的掌握情况，上机主要考查学生CAD 软件基本操作、绘图修图功能、技巧应用能力。这种考核模式的弊端主要有：对于试卷部分，学生只要考前对上课内容进行重点复习，就能取得很好的成绩，但考试结束后，由于缺乏对知识的理解，这些制图的标准、技巧、方法等很快就会遗忘，知识的学习，不仅仅是应付考核，更应该注重的是自我的积累，但目前这种考核模式，弱化了平时的学习过程，很多同学养成了突击的心理，这不仅不能掌握和记忆当前的知识，更无法完成对所学知识的系统性构建，更不可能转化成自己的知识储备。上机考核部分，在一定程度上确实培养了学生使用绘图软件的实践能力，但考核的内容无非是对照工程图样绘制，无法考查学生对绘图方法优化的技巧、绘图环境的设置能力，从而无法综合评判绘图水平的优劣，更不能体现出学生的创新能力和团队合作意识。

在OBE 模式中，考核不应该仅仅停留在成绩的表面，而是将学生平时对这门课的付出、以及他们所具备的能力和素质都体现出来。因此，在“OBE”教育模式的启发下，我们建立全过程、全方位、多元化考核模式，首先，组织学习小组，每位组员各司其职，完成资料收集、方案可行性分析等工作，培养学生自主学习、全过程参与的主动性，其次将理论知识和实践能力分开考核，细分每个知识点，完成对它们的理解、渗透和实战，个个击破，不留盲区。最后我们更要注重对创新协调能力的考核，“一图多画”发散学生的绘图思维，积极引导学生参加技能大赛，加强团队合作、沟通和协调能力，提高学生对知识的应用能力，并对学习成果进行总结，方便在交叉学科中的应用。该考核模式不仅仅重视学习过程，让学生真正参与其中，体验知识从学习、积累、应用到实施的整个流程，考察了学生的学习能力，绘图能力和系统设计能力，激发学生的创新意识和设计灵感，对机械制图及CAD 这门课程的学习更是具有重要的指导意义。

图3 “全过程、全方位、多元化”考核体系