以能力達(dá)成為導(dǎo)向的“畫法幾何與機(jī)械制圖”課程設(shè)計(jì)

莫春柳 李冰 陳和恩

[摘 要]以培養(yǎng)目標(biāo)為基點(diǎn)，自頂向下設(shè)計(jì)機(jī)制專業(yè)人才培養(yǎng)體系，形成畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)和課程體系的關(guān)系矩陣，并根據(jù)課程與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐關(guān)系，制定“畫法幾何與機(jī)械制圖”課程教學(xué)大綱，明確課程教學(xué)目標(biāo)：三項(xiàng)能力的達(dá)成。課程教學(xué)設(shè)計(jì)要能將知識(shí)有效地轉(zhuǎn)化為能力，并促進(jìn)能力的達(dá)成。

[關(guān)鍵詞]工程教育;教學(xué)目標(biāo);能力達(dá)成;教學(xué)設(shè)計(jì)

[基金項(xiàng)目]2018年度廣東省本科高校高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“以能力達(dá)成為導(dǎo)向的‘畫法幾何與機(jī)械制圖課程教學(xué)設(shè)計(jì)”（粵教高函〔2018〕1號(hào)）

[作者簡(jiǎn)介]莫春柳（1963—），女，廣西平樂(lè)人，碩士，廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教授，主要從事工程圖學(xué)、數(shù)字動(dòng)畫研究。

[中圖分類號(hào)] G642[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）33-0266-03[收稿日期] 2020-03-23

OBE的核心理念是以學(xué)習(xí)產(chǎn)出驅(qū)動(dòng)整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，包括課程教學(xué)目標(biāo)制定、教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)評(píng)估等。“畫法幾何與機(jī)械制圖”是機(jī)械類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，專業(yè)畢業(yè)要求是制定課程教學(xué)的依據(jù)，課程的教學(xué)設(shè)計(jì)要以課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成為導(dǎo)向。

一、以培養(yǎng)目標(biāo)為核心構(gòu)建人才培養(yǎng)體系，明確課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系

以O(shè)BE理念為指導(dǎo)思想的工程教育認(rèn)證體系，以工科專業(yè)的畢業(yè)生為評(píng)價(jià)對(duì)象，以畢業(yè)生的能力是否達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的要求為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)評(píng)價(jià)依據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和學(xué)校定位所設(shè)置的專業(yè)課程體系、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、師資隊(duì)伍，以及專業(yè)辦學(xué)條件配置等教育教學(xué)活動(dòng)是否以培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)能力達(dá)成這個(gè)中心而展開(kāi)[1]。

自2016年以來(lái)，筆者所在學(xué)校機(jī)制專業(yè)按照OBE理念重新構(gòu)建人才培養(yǎng)體系。首先以制造業(yè)對(duì)人才的需求為導(dǎo)向制定培養(yǎng)目標(biāo)，并通過(guò)解構(gòu)培養(yǎng)目標(biāo)，從學(xué)生角度出發(fā)，以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)畢業(yè)生畢業(yè)時(shí)學(xué)到了什么，掌握了什么，能做什么，即學(xué)生學(xué)習(xí)成果[2]，形成12項(xiàng)畢業(yè)要求，對(duì)學(xué)生畢業(yè)時(shí)應(yīng)該掌握的知識(shí)和具備的能力做出具體描述;根據(jù)畢業(yè)要求，反向設(shè)計(jì)能支撐畢業(yè)要求達(dá)成的課程體系。以培養(yǎng)目標(biāo)為基點(diǎn)，自頂向下設(shè)計(jì)、構(gòu)建金字塔形的人才培養(yǎng)體系，塔尖是人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程是支撐整個(gè)金字塔體系的基礎(chǔ)。

再將畢業(yè)要求分解為可評(píng)價(jià)的30個(gè)指標(biāo)點(diǎn)，并設(shè)定足夠的教學(xué)環(huán)節(jié)支撐每一個(gè)指標(biāo)點(diǎn)，這些教學(xué)環(huán)節(jié)分別包含在幾門課程中，形成畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)和課程體系的關(guān)系矩陣。這個(gè)矩陣指導(dǎo)課程教學(xué)目標(biāo)設(shè)置，是編寫課程教學(xué)大綱的基本依據(jù)。

二、依據(jù)畢業(yè)要求，明確課程教學(xué)目標(biāo)，并分解教學(xué)目標(biāo)使其具體化

“畫法幾何與機(jī)械制圖”課程是機(jī)制專業(yè)核心課程，根據(jù)課程所支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的描述，對(duì)課程教學(xué)大綱做了修訂，理清課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系（見(jiàn)表2），明確三項(xiàng)能力的達(dá)成為課程教學(xué)目標(biāo)：（1）工程圖樣的繪制和閱讀能力;（2）相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用能力;（3）計(jì)算機(jī)繪圖和建模能力。

教學(xué)目標(biāo)1是課程的核心目標(biāo)，該項(xiàng)能力的形成，由課程完整的知識(shí)體系作為支撐，所以需要將課程知識(shí)體系分解為幾個(gè)模塊，即將教學(xué)目標(biāo)1分解為幾個(gè)子目標(biāo)，以便根據(jù)各個(gè)模塊的教學(xué)特點(diǎn)有針對(duì)性地做教學(xué)設(shè)計(jì)，確保教學(xué)目標(biāo)1的達(dá)成。

教學(xué)目標(biāo)2與教學(xué)目標(biāo)1關(guān)聯(lián)度非常高，可通過(guò)在針對(duì)教學(xué)目標(biāo)1開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)中，增設(shè)相應(yīng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，保障教學(xué)目標(biāo)2的達(dá)成。

教學(xué)目標(biāo)3實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)，它需要有教學(xué)目標(biāo)1、2做基礎(chǔ)，但在教學(xué)方式上又有其獨(dú)特性，需要設(shè)置專門的教學(xué)環(huán)節(jié)來(lái)保障目標(biāo)的達(dá)成。

圍繞三個(gè)教學(xué)目標(biāo)劃分的教學(xué)模塊及關(guān)系如圖1所示。

明確各個(gè)教學(xué)模塊的教學(xué)目標(biāo)，例如：“正投影基礎(chǔ)”是課程知識(shí)體系的理論基礎(chǔ)，教學(xué)目標(biāo)：理解工程圖樣的形成原理，并能應(yīng)用基本原理解決相關(guān)幾何問(wèn)題;“機(jī)械圖樣表示法”是建立在正投影基礎(chǔ)上的應(yīng)用基礎(chǔ)，教學(xué)目標(biāo)：掌握常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的表示方法，能正確表達(dá)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)，并能讀懂表達(dá)常見(jiàn)機(jī)件的視圖;“繪制、閱讀零件圖”模塊是課程教學(xué)內(nèi)容的綜合應(yīng)用，教學(xué)目標(biāo)：能綜合應(yīng)用機(jī)械圖樣表示法、標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)表示法，以及教學(xué)目標(biāo)2所涉及的相關(guān)內(nèi)容，正確繪制和讀懂零件圖。該模塊的教學(xué)目標(biāo)是組成課程教學(xué)目標(biāo)1的一個(gè)重要部分。

三、以能力達(dá)成導(dǎo)向的課程教學(xué)設(shè)計(jì)

大學(xué)本科基礎(chǔ)課程，大都有一個(gè)完整的知識(shí)體系，理論知識(shí)的學(xué)習(xí)構(gòu)成課程教學(xué)的主要內(nèi)容。然而學(xué)習(xí)理論知識(shí)的目的并不僅是為了獲得知識(shí)，更重要的是為了獲得解決工程問(wèn)題的能力，這需要在教學(xué)過(guò)程中將知識(shí)融入工程應(yīng)用載體，讓學(xué)生根據(jù)工程應(yīng)用的需要對(duì)知識(shí)進(jìn)行重組與積累，在具體實(shí)踐過(guò)程中不斷加深對(duì)知識(shí)的體會(huì)與認(rèn)識(shí)。只有真正應(yīng)用，才能真正掌握[3]，因此，課程教學(xué)過(guò)程應(yīng)該能將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力，并有效地促進(jìn)能力達(dá)成。

美國(guó)教育家杜威提出的“做中學(xué)”理論，通過(guò)“做”將教師的教和學(xué)生的學(xué)結(jié)合為有機(jī)整體，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)真正意義上的學(xué)習(xí)，是將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的有效方法[4]。在“畫法幾何與機(jī)械制圖”課程的教學(xué)設(shè)計(jì)中，“做”指繪圖實(shí)訓(xùn)，在這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生練習(xí)、實(shí)踐，即應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決工程設(shè)計(jì)表達(dá)的問(wèn)題，在“做”的過(guò)程中，將知識(shí)內(nèi)化為自身的能力。因此在做課程教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要根據(jù)每一個(gè)教學(xué)模塊教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，明確達(dá)成目標(biāo)，確定教學(xué)形式，并設(shè)定好教與練的學(xué)時(shí)分配，然后設(shè)定各模塊的考核評(píng)價(jià)方式，表3為針對(duì)教學(xué)目標(biāo)1、2設(shè)計(jì)的教學(xué)框架，其中“正投影基礎(chǔ)”和“機(jī)械圖樣表示法”兩個(gè)模塊歸于“畫法幾何與機(jī)械制圖（1）”課程;“標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)表示法”“零件圖”和“裝配圖”三個(gè)模塊歸于“畫法幾何與機(jī)械制圖（2）”課程。

表3中提到的“解決簡(jiǎn)單問(wèn)題的能力”，是針對(duì)問(wèn)題的廣度而言，并不是指問(wèn)題的深度，即應(yīng)用一個(gè)或幾個(gè)類似的知識(shí)點(diǎn)能夠解決的問(wèn)題。

復(fù)雜問(wèn)題是指需要綜合應(yīng)用多方面的知識(shí)、方法才能夠解決的問(wèn)題。例如“繪制、閱讀零件圖”訓(xùn)練案例之一：測(cè)繪泵體零件圖，表4為教師給學(xué)生下達(dá)的實(shí)訓(xùn)任務(wù)書。

該項(xiàng)訓(xùn)練涉及多項(xiàng)課程教學(xué)內(nèi)容，如圖2所示，需要學(xué)生綜合應(yīng)用相關(guān)知識(shí)和方法才能完成。學(xué)習(xí)成效從四個(gè)方面綜合評(píng)價(jià)：結(jié)構(gòu)表達(dá)60%，尺寸標(biāo)注（《技術(shù)制圖》標(biāo)準(zhǔn)）20%，技術(shù)要求注寫10%，制圖規(guī)范（《機(jī)械制圖》標(biāo)準(zhǔn)）10%。

恰當(dāng)難度的訓(xùn)練任務(wù)和準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，加上教師的引導(dǎo)，能有效地促進(jìn)學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的能力，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

四、結(jié)束語(yǔ)

“畫法幾何與機(jī)械制圖”課程，是一門有較長(zhǎng)歷史的機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課。長(zhǎng)期以來(lái)，課程教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識(shí)體系的完整性和系統(tǒng)性，以給學(xué)生傳授基礎(chǔ)知識(shí)和學(xué)習(xí)能力為課程教學(xué)目標(biāo)。工程教育認(rèn)證帶來(lái)了新的工程教育理念，促使任課教師改變教學(xué)思路，探索更符合工程教育本質(zhì)的課程教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)教育部.第一份《中國(guó)工程教育質(zhì)量報(bào)告》 “問(wèn)世”[EB/OL].（2014-11-13）.http：//www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s5987/201411/178168.html.

[2]尤園，王彥丹，謝鴻全.西方四國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的比較研究[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2017，40（2）：73-79.

[3]張寧寧，段友蓮，魏成偉.應(yīng)用型本科工程教育的幾點(diǎn)思考[J].大學(xué)教育，2020（1）：50-53.

[4]郭暢，胡揚(yáng)洋.“做中學(xué)”教學(xué)思想的理解之道與現(xiàn)實(shí)考察—基于中美比較的視角[J].教師教育論壇，2019，32（4）：79-82.

Course Design of "Descriptive Geometry and Mechanical Drawing" Guided by Ability Attainment

MO Chun-liu， LI Bing， CHEN He-en

（School of Electromechanical Engineering， Guangdong University of Technology，

Guangzhou， Guangdong 510006， China）

Abstract： Based on the training objectives， the professional training system is designed from top to bottom to form the relationship matrix between the graduation requirement index point and the curriculum system. According to the supportive relationship between the curriculum and the graduation requirement index point， the curriculum syllabus of Descriptive Geometry and Mechanical Drawing is formulated to clarify the curriculum teaching objectives： the attainment of three abilities. Curriculum design should be able to effectively transform knowledge into ability and promote the achievement of ability.

Key words： engineering education; teaching objectives; ability attainment; instructional design