基于OBE理念的計算機輔助制圖分層遞進式實訓教學模式研究

周愛華 付 曉 杜姍姍 牛均豪

北京聯合大學應用文理學院，北京 100191

成果導向教育（Outcome Based Education，OBE），是一種以學生的學習成果為導向的教育理念，1981 年由Spady 等人提出，并逐漸成為美國、加拿大、英國等國家教育改革的主流理念。成果導向教育遵循以學生為主體的本位理念與反向設計原則，倡導以學生學習成果為邏輯起點對教育理念和教學體系進行設計，從需求開始，由需求決定培養目標，再由培養目標決定畢業要求，進而由畢業要求決定課程體系。因此，其培養的人才較之傳統教育更能滿足國家、社會、行業以及用人單位的需求，最大程度上保證了教育目標與結果的一致性，為“培養什么樣的人”“如何培養人”等問題提供了重要的思維解決路徑。目前，成果導向教育在我國教育界的影響越來越大，廣大專家、學者以及高校教師都加強了對成果導向教育的研究與教育教學實踐，以期為國家建設培養更符合時代要求的建設者與接班人。

計算機制圖技術是許多理工科專業學生必須具備的一門技能，AutoCAD 軟件是高校培養學生計算機制圖能力的首選軟件之一，北京聯合大學地理信息科學專業（以下簡稱“GIS專業”）就是基于AutoCAD軟件開展計算機輔助制圖課程教學的。計算機輔助制圖課程是GIS專業的一門選修課程，主要講授AutoCAD 軟件的基本操作及其在地理信息相關領域的制圖方法，培養學生應用AutoCAD 軟件進行計算機制圖以及解決專業問題的能力。作為一門軟件操作課程，實訓教學在該課程中的比重非常大，但是在信息技術快速發展的大背景下，原有的實訓教學模式已經不能滿足GIS 專業人才培養的需求，因此課題組綜合考慮了社會及行業需求，基于OBE理念開展了計算機輔助制圖課程的教學改革，探索分層遞進式實訓教學模式，以提高課程教學質量，適應時代的發展。

一、OBE理念引入計算機輔助制圖教學的必要性

（一）課程內容固化，實訓案例專業性不強

計算機輔助制圖以AutoCAD 軟件的基本功能為體系進行教學，內容基本固化，實訓案例基于AutoCAD 標準教程，偏通用性，與專業的結合不夠密切，不利于學生應用AutoCAD 軟件解決專業問題。因此，如何設計實訓案例，使其更具有專業特色并能夠有效解決專業問題，是教學設計中要著重思考的問題。

（二）注重知識傳授與技能培養，忽略學生綜合素質提升

傳統的計算機輔助制圖教學以教師為主導，忽略了學生的主體地位。傳統教學中更多的是教師教給學生怎么做，對學生獨立思考能力的訓練不足，同時過于注重知識的傳授和制圖技能的提升，導致對學生工匠精神、愛崗敬業、團結協作、嚴謹認真等專業品質的培養有欠缺。基于OBE理念的教學模式以學生為中心，強調知識、能力、素質三維度教學目標和“全面發展”的教學理念，更符合新時代人才培養的需求。

二、基于OBE理念的計算機輔助制圖課程培養目標

首先，課題組通過用人單位調研、招聘信息分析以及畢業生跟蹤回訪，了解企事業單位對GIS 專業學生計算機制圖能力的需求，即不僅要有扎實的理論基礎和軟件操作能力、解決問題能力，還要具備愛崗敬業品質和團隊合作精神。其次，課題組通過學生評教數據與問卷調研數據分析，了解學生對課程的意見與建議。最終，課題組制定了以下4個層面的課程目標:

應用方面：學生能夠熟練使用AutoCAD 軟件，掌握其基本操作、常用繪圖命令、編輯修改命令、制圖環境設置、文字表格、圖塊、尺寸注記、數據共享與布局輸出。

整合方面：學生能夠使用AutoCAD 軟件完成地形圖、自然人文類專題地圖、規劃圖、建筑圖等相關專業圖件的繪制，解決學習與生活中的實際問題。

價值方面：轉變學生思維方式，養成以圖的方式思考問題、解決問題的能力；同時促使學生養成嚴謹認真、精益求精的工作作風，實事求是、誠實守信的誠信品質，勇于突破的創新意識，團結協作的團隊精神。

自主學習方面：學生能夠利用MOOC、微課等線上學習平臺和資源，進行自主學習，提升自主學習能力，養成自主學習的習慣。

三、基于OBE理念的計算機輔助制圖分層遞進式實訓教學改革

基于OBE 理念的課程培養目標，本著“符合學生實際，激發學習興趣，解決專業問題”的原則，優化課程教學內容，尤其是實訓教學內容，并總結為分層遞進式實訓教學模式。

（一）實訓教學實施原則

課題組在充分考慮課程特點、專業特色與學生特征的基礎上，對分層遞進式實訓教學模式的設計與實施總結出以下四個原則。

1.循序漸進原則

計算機輔助制圖對學生來說是一門全新的課程，而且在此之前學生幾乎沒有接觸過其他計算機制圖軟件，因此要充分考慮學生的接受過程，在實訓教學過程中注意由基礎到提高、由簡單到復雜的順序，循序漸進，幫助學生打好制圖基礎。

2.因材施教原則

學生對課程的理解或接受程度是不同的，表現在實訓教學方面就是學生完成繪圖任務的時間差異性明顯，因此要正視學生學習能力的差異，因材施教，既要保證操作能力弱的學生能夠完成基本實訓任務，又要及時給操作能力強的學生補充新的、難度大的實訓任務，允許學生達到不同的掌握水平。

3.圖海戰術原則

對于一門繪圖軟件課程，大量的制圖訓練是必需的。因此，圖海戰術是該課程要遵循的一個重要原則。任課教師為學生準備了一個難度水平及圖件類型多樣化的實訓圖庫，同時精心設計課堂教學環節，合理安排大小、難易程度不同的實訓任務，使課堂環節充實、飽滿，實現有限時間內的訓練最大化、效率最高化。同時，學生也可自行選取感興趣的圖件在課余時間進行實踐練習。

4.貼近專業原則

學習軟件是為了更好地學以致用，用軟件解決專業問題，因此實訓教學中要強調用GIS 專業的制圖思維思考問題，依據GIS專業的繪圖流程、制圖規范完成制圖實訓任務。

（二）實訓教學構成及案例設計

分層遞進式實訓教學模式的教學案例設計遵循趣味性、層次性、專業性與綜合性的原則，因為趣味性能激發學生學習興趣，層次性能保證學習的循序漸進，而專業性與綜合性則能保障課程學習服務于專業培養方案。因此，我們將實訓教學設計為基礎實訓、擴展實訓與綜合實訓三個層面，且在知識學習與技能培養方面皆為遞進關系，同時兼顧綜合素質的提升。

1.基礎實訓及案例設計

基礎實訓為第一層面實訓，實訓案例以幾何圖形為主。案例特點是圖形內容簡單且具有針對性、技巧性或趣味性的特點，目的是使學生了解AutoCAD 軟件的操作規則，掌握AutoCAD 的基本操作命令，以及一些命令的使用技巧，可以有效提升學生對軟件的學習興趣，培養學生嚴謹認真的工作品質。該類案例主要來源于教材以及AutoCAD認證考試的歷年試題。

2.擴展實訓及案例設計

擴展實訓為第二層面實訓，實訓內容為專業圖形符號，包括各類地圖中的常用符號，以及建筑圖、規劃圖中的符號、小品等。擴展實訓一方面能夠練習基本的繪圖命令，養成良好的制圖操作習慣，另一方面還有助于學生掌握專業圖形符號的繪制方法，同時這些圖形還是綜合實訓圖形的構成要素，在素質教育方面有助于培養學生的創新思維。

3.綜合實訓及案例設計

綜合實訓為第三層面實訓，實訓內容為專業綜合圖形，主要包括地形圖、行政區劃圖、人口地圖、經濟地圖、土地利用圖和旅游交通圖等。綜合實訓案例的設計，主要參考先修的自然地理學、人文地理學、地圖學以及測繪學基礎等課程，將之前課程中學過的圖形、數據采集方式以及制圖理論與方法用AutoCAD 軟件進行繪圖實踐，以實現計算機輔助制圖課程與先修課程的順利銜接。綜合實訓案例具有專業性和應用性強的特點，要求學生撰寫并提交實訓報告，且最大的綜合實訓案例需要學生分組完成。通過該層面的實訓，學生能夠掌握GIS專業領域內一般性地圖和圖形的繪制方法，同時有助于培養學生的工匠精神、團隊合作、誠信品質和創新意識。

分層遞進式實訓教學基本上按照“基礎實訓—擴展實訓—綜合實訓”的次序開展，但由于基礎實訓案例具有小而有趣的特點，也會根據教學內容、時間進度等具體情況在其他層面實訓教學中穿插進行。

（三）實訓教學實施

1.實訓教學實施流程

根據實訓內容與時間安排將三個層面的實訓分為兩個大類：一類為廣義基礎實訓，包括基礎實訓和擴展實訓，實訓內容為幾何圖形和專業圖形符號，實訓任務較小，可以利用課堂時間完成；二為綜合實訓，是課堂實訓與課余實訓的結合，實訓內容為專業綜合圖形。這類實訓任務較為復雜，教師在課堂上講解制圖方法與步驟，需要學生利用課余時間完成實訓任務。

兩類實訓在具體實施流程上稍有不同，見圖1。兩類實訓初始都是教師下發實訓任務，給學生少量時間思考并簡單實踐，然后師生共同分析實訓任務，再由教師進行繪圖流程講解與操作演示。對于廣義基礎實訓，學生在課堂上進行制圖實踐，教師巡視指導，隨時解決學生在制圖中遇到的問題，制圖完畢后師生共同分析點評，總結實訓案例的特點以及學生遇到的問題和問題解決方案；對于綜合實訓，則是教師在講解繪圖流程與操作演示完畢后，安排學生在課余時間進行制圖實踐，并按規定的時間提交成果、實訓報告，教師及時批改作業，核查學生圖件中存在的問題，并在后面的教學中進行總結點評。

2.實訓教學的有效組織

（1）多種教學方法綜合應用。在實訓教學中，學生是主體，是實訓任務的完成者，教師是任務下發人與指導者。要有效組織實訓教學，必須根據內容選擇行之有效的教學方法，注重多種教學方法的綜合應用，不僅可以使用軟件操作類課程常用的展示法、演示法、練習法，在綜合實訓部分還會使用任務驅動法、問題導向法；并且要充分考慮學生需求，在學校BP 網絡學堂上傳部分操作視頻和學習資源，方便學生自主學習，使線上、線下混合教學方式的效用最大化。多種教學方法的綜合應用，充分調動了學生的積極性、能動性，促進其思考并發現問題、解決問題。

（2）個體任務和小組任務結合。隨著課程教學的有效開展，實訓任務由小到大、由簡單到復雜，實訓主體也由學生個體發展為小組，即課程開展初期及中期的相對一般小的或簡單的實訓任務由學生個體完成，而后期復雜的、綜合性的實訓任務則由小組成員分工協作，共同完成。這樣做既扎實了學生的制圖基本功，使學生體驗了實際任務的制作程序，又培養了學生團隊合作、協同作業的能力。

（3）使用學生助教。安排操作能力強的學生作為助教，讓其在完成自身實訓任務的前提下，幫忙指導其他同學。還要增加巡視指導人員的數量，使更多需要幫助的學生能夠在第一時間接受指導。這樣降低了任課教師的工作強度，也鍛煉了作為助教的學生的能力，是一項雙贏的措施。

（4）對學生提出更高要求。計算機輔助制圖課程分層遞進式實訓教學的順利開展需要教師和學生的配合與共同努力，因此對學生提出以下要求：第一，認真聽講，勤于思考，按時、獨立完成課堂與課下實訓任務；第二，常用命令，尤其是常用繪圖命令與編輯修改命令必須使用命令別名，以提高軟件操作速度；第三，將Auto‐CAD 軟件與制圖方法應用于生活中或其他課程的學習中，從而達到學以致用的目的；第四，充分利用學校的BP網絡學堂、中國大學MOOC 等網絡學習平臺以及其他的網絡學習資源，深化軟件學習，并培養個人自學能力。

四、考核方式

計算機輔助制圖課程考核方式分為過程性考核和終結性考核兩部分。過程性考核占比為60%；終結性考核為上機閉卷考試，占比40%。其中，課堂表現以及基礎實訓、擴展實訓、綜合實訓的成果構成過程性考核，在平時成績中的占比分別為10%、10%、30%、50%。加大平時過程性學習成果的考核比重，有助于保證學生日常學習的有效開展，加強學生對軟件的掌握，促進學習效率與效果的提升。期末考試在機房進行，題型類似于AutoCAD 認證考試題型，主要考查學生對軟件的掌握程度及繪圖技巧，對學生后續考取AutoCAD 工程師認證證書具有積極作用。

五、結論

地理信息科學專業計算機輔助制圖課程主要講授AutoCAD 軟件的基本操作及其在地理信息相關領域的制圖應用，實訓教學所占比重很大?；贠BE 理念，針對社會需求、軟件特點、專業特色以及學生特征，課題組采用分層遞進式實訓教學模式，設計基礎實訓、擴展實訓及綜合實訓三個層面的實訓內容，綜合應用多種教學方法，以個人和小組結合的方式開展實訓教學，獲得了滿意的教學效果，較好地實現了軟件學習、專業圖件繪制以及學生綜合素養提升三個目標。