基于OBE教育理念提升士官識圖能力的教學(xué)路徑探索

摘" 要：為滿足我國強(qiáng)軍興軍發(fā)展需要，文章基于需求導(dǎo)向（OBE）教育理念，面向士官學(xué)生畢業(yè)后的崗位任職需求，圍繞士官操作使用武器裝備需要讀懂裝備圖紙手冊的教學(xué)導(dǎo)向，從構(gòu)建課程內(nèi)容體系、創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計、優(yōu)化考核方式三方面入手，建立識圖的知識體系，探索合理有效的識圖方法，多方面訓(xùn)練學(xué)生的識圖能力，并采用多元化評價手段以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)內(nèi)動力，通過上述策略提高了士官的空間想象力和創(chuàng)新思維能力，為提升士官裝備操作、維修、保養(yǎng)等崗位任職能力打下重要的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：工程圖學(xué);需求導(dǎo)向;士官;崗位任職

中圖分類號：TH126.1" " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " 文章編號：1673-7164（2023）01-0114-04

近年來，大量新型裝備列裝部隊、新型裝備的使用與維護(hù)離不開使用手冊、維修手冊、操作規(guī)程等技術(shù)資料，準(zhǔn)確、熟練地識讀裝備圖紙手冊是掌握武器裝備操作技能的前提，是充分發(fā)揮裝備作戰(zhàn)效能的基礎(chǔ)。但從一線作戰(zhàn)部隊調(diào)研了解的情況看，作為一線裝備的操作使用者，很多士官看不懂圖紙手冊，不會按手冊說明熟練操作使用裝備。崗位任職要求士官必須具備“四會”能力，即會操作使用、會技術(shù)檢查、會維護(hù)保養(yǎng)、會排除故障。傳統(tǒng)“師傅帶徒弟”的培訓(xùn)模式已無法適應(yīng)部隊強(qiáng)軍興軍發(fā)展需求。士官能否讀懂圖紙手冊，事關(guān)其能否快速掌握武器裝備戰(zhàn)技術(shù)性能、快速形成作戰(zhàn)能力。

目前，很多軍事院校開設(shè)的工程圖學(xué)課程，其培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)要求與部隊實際需求不相吻合。現(xiàn)行教學(xué)要求學(xué)生學(xué)會利用投影理論解決空間問題，掌握繪制和閱讀工程圖樣的能力。教學(xué)中側(cè)重尺規(guī)繪圖能力的培養(yǎng)，而識圖訓(xùn)練相對較少[1]。部隊實際亟須的卻是士官對裝備圖紙的識讀能力。因此，針對士官學(xué)生畢業(yè)后的崗位任職需求，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，以提升士官識圖能力為目標(biāo)，進(jìn)行有益的探索與實踐很有必要。

一、OBE教育理念

OBE（Outcome Based Education，OBE）教育理念，又稱為成果導(dǎo)向教育、能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育[2]，是一種以目標(biāo)需求為導(dǎo)向，以學(xué)生為本，采用逆向思維的方式進(jìn)行課程體系設(shè)計的先進(jìn)教育理念，率先由美國教育家Spady提出[3]。

以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程后所取得的教育成果[4]。強(qiáng)調(diào)的是以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為核心進(jìn)行一切教學(xué)活動的組織、實施和評價。

OBE強(qiáng)調(diào)如下四個問題[5]：

1. 是什么，想讓學(xué)生取得什么樣的學(xué)習(xí)成果？

2. 為什么，為什么要讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果？

3. 怎么辦，如何有效地幫助學(xué)生取得預(yù)期學(xué)習(xí)成果？

4. 怎么檢驗，如何知道學(xué)生已經(jīng)取得了預(yù)期學(xué)習(xí)成果？

士官工程圖學(xué)教學(xué)的預(yù)期學(xué)習(xí)成果就是士官畢業(yè)后能讀懂武器裝備的操作使用圖紙手冊，初步具備崗位任職需求的“四會”能力。為滿足我國強(qiáng)軍興軍發(fā)展需要，本研究基于需求導(dǎo)向（OBE）教育理念，以士官學(xué)生畢業(yè)后的崗位任職需求為導(dǎo)向，遵循士官學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律，主動調(diào)整工程圖學(xué)教學(xué)思路，圍繞士官操作使用武器裝備需要具備的識圖能力進(jìn)行教學(xué)探索，優(yōu)化課程體系，明確教學(xué)重點，改革教學(xué)方法，探索智慧課堂的教學(xué)優(yōu)勢，在提升士官學(xué)生識圖能力上下功夫求實效。

二、適應(yīng)崗位任職需求，提升士官識圖能力的教學(xué)探索

（一）構(gòu)建識圖的教學(xué)內(nèi)容體系

OBE強(qiáng)調(diào)以成果為目標(biāo)，逆向設(shè)計整個教學(xué)活動，然后評價學(xué)生是否達(dá)到預(yù)期成果。課程教學(xué)體系的構(gòu)建對達(dá)成學(xué)習(xí)成果有重要的支撐作用。在教學(xué)內(nèi)容上，基于OBE實施原則，聚焦士官學(xué)生能看懂武器裝備圖紙的崗位需求進(jìn)行教學(xué)體系的優(yōu)化設(shè)計。

以讀懂圖紙為目標(biāo)，以培養(yǎng)識圖能力為主線，以三維建模為手段，以激發(fā)興趣為目的，構(gòu)建識圖的內(nèi)容體系。識圖內(nèi)容的設(shè)計從識讀典型主戰(zhàn)裝備的裝配圖入手進(jìn)行逆向設(shè)計。裝配圖由若干零件按照一定的關(guān)系裝配而成，而每個零件又采用了多種表達(dá)方法，用尺寸確定它們的大小，并用尺寸公差、粗糙度等技術(shù)要求明確零件的內(nèi)外質(zhì)量。按照這個思路，將課程內(nèi)容分解成一個個的知識點，每個知識點用微課或小視頻形式展示，形成一個個知識分目標(biāo)。學(xué)生通過確立每個分目標(biāo)，明確每個知識點，將這些離散的知識點串聯(lián)起來，達(dá)到掌握知識體系、提升識圖能力的目的。在這個體系中，國家標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)范，投影是表達(dá)的基本方法，基本體是基礎(chǔ)，三視圖是關(guān)鍵，機(jī)件表達(dá)方法是表達(dá)的深入，零件圖和裝配圖是目的。

通過不同階段不同目標(biāo)的內(nèi)容體系建設(shè)，將枯燥的知識碎片化、形象化，學(xué)生理解了知識點之間的聯(lián)系，逐步掌握每個知識點，才能學(xué)會運(yùn)用這些知識解決讀圖中的問題。

（二）創(chuàng)新識圖教學(xué)設(shè)計

1. 基于OBE理念，探索傳統(tǒng)課堂與智慧課堂的有機(jī)融合

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的以課堂、教師、書本為中心的教學(xué)模式已不適應(yīng)時代的腳步。應(yīng)改變教師一人唱獨角戲的傳統(tǒng)方式，構(gòu)建以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，基于信息技術(shù)的智慧課堂新模式。通過愛課堂一體化智慧教學(xué)系統(tǒng)，使線上與線下資源互通，數(shù)據(jù)互聯(lián)。

愛課堂網(wǎng)絡(luò)平臺上可以方便地共享教師和學(xué)生的知識資源，教師可以重構(gòu)形式多樣的教學(xué)資源，在指定范圍（班級或課堂）內(nèi)進(jìn)行資源共享與交流，為日常教學(xué)活動提供教學(xué)與學(xué)習(xí)的參考資源。同時提供與教學(xué)活動相關(guān)的輔助功能，比如教師與學(xué)生的組班功能、教學(xué)內(nèi)容和資源分享功能、作業(yè)發(fā)布與電子作業(yè)管理功能、組卷功能、問卷調(diào)查功能、隨堂測試功能、課堂提問功能等。

教師每次課前發(fā)布教學(xué)重點和課程任務(wù)，提前讓學(xué)生在線預(yù)習(xí)課程、做課前測試題，檢驗預(yù)習(xí)效果，用直觀的數(shù)據(jù)了解學(xué)生對知識掌握的水平[6]。學(xué)生觀看知識點視頻進(jìn)行自主測試，并將自主學(xué)習(xí)過程中遇到的問題及困惑提交至教學(xué)平臺，形成課前自主學(xué)習(xí)反饋。這樣教師就可以提前預(yù)知學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)需求。課堂上，教師對重難點內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解，針對學(xué)生在課前自學(xué)檢測過程中存在的共性問題，采用集中講授或組織討論的方式進(jìn)行答疑解惑。課后還可以在平臺上完成課后測試題，鞏固課堂學(xué)習(xí)效果。學(xué)生在課前、課中、課后的相關(guān)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一匯總在平臺后臺。通過課前預(yù)習(xí)測評分析和課中隨堂測驗即時分析，教師能準(zhǔn)確把握每個學(xué)習(xí)者掌握知識的狀況，實現(xiàn)教與學(xué)的立體溝通與交流[6]。通過對學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)能力評估，還能有針對性地制定教學(xué)方案和輔導(dǎo)策略，推送個性化的學(xué)習(xí)資料，真正實現(xiàn)以學(xué)生為中心的一對一的個性化教學(xué)服務(wù)[7]。

平臺上可以設(shè)置各種學(xué)習(xí)活動，如圖形選擇、圖形設(shè)計、識圖訓(xùn)練、模型測繪等，通過學(xué)習(xí)活動的參與，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入情境，產(chǎn)生感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的能力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣和自信心。

在線下的教學(xué)過程中，充分利用智慧教室的希沃智能平板，實現(xiàn)幻燈、白板的有機(jī)融合，幻燈上主要展示理論的重點知識、基本概念，讀（畫）圖的方法和思路。白板主要用來詳細(xì)演示作圖過程和步驟。正常上課時利用Ppt進(jìn)行講解，當(dāng)講解重點或難點內(nèi)容時，利用軟件的繪圖功能，直接在幻燈或白板上幫助學(xué)生構(gòu)建空間觀念，實現(xiàn)“體”與“形”的完美連接。

課堂上利用智慧教室隨機(jī)點名、搶答等互動方式，引導(dǎo)學(xué)生邊學(xué)邊思，積極討論，踴躍發(fā)言。一鍵下發(fā)練習(xí)，限定時間讓學(xué)生隨堂練習(xí)拍照上傳答案，教師進(jìn)行精準(zhǔn)講評，及時了解學(xué)生的掌握情況，從而進(jìn)行有針對性的教學(xué)。通過多樣的信息化手段、及時的互動反饋、快速的結(jié)果展示和數(shù)據(jù)采集分析功能，改進(jìn)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，極大地激發(fā)學(xué)生的參與度，提升學(xué)習(xí)興趣，為培養(yǎng)士官學(xué)生的空間想象力和創(chuàng)新思維能力提供條件。

2. 基于OBE理念，開展三維立體感知教學(xué)

工程圖學(xué)教學(xué)的重難點是空間想象力的培養(yǎng)。士官學(xué)生來自部隊，文化基礎(chǔ)薄弱，空間思維想象力欠缺。教學(xué)中突出“體”的三維感性認(rèn)識，將三維造型設(shè)計有效地與工程圖學(xué)教學(xué)緊密結(jié)合起來，從根本上改變傳統(tǒng)以二維視圖表達(dá)三維形體的思維方式，采用新的先三維、后二維、再三維的教學(xué)模式[8]，將學(xué)生讀圖過程中“想”的環(huán)節(jié)進(jìn)行三維呈現(xiàn)，讓學(xué)生先有三維立體的感性認(rèn)知，通過分析和想象空間形體與平面圖形之間的關(guān)系，解決學(xué)生“想不出來”的問題。

利用計算機(jī)三維實體造型技術(shù)進(jìn)行三維感知能力訓(xùn)練，將立體的概念貫穿于教學(xué)全過程，著力培育學(xué)生空間想象力和感知力。例如在學(xué)習(xí)基本體的投影時，通過三維造型建立基本體的模型，使學(xué)生初步形成對立體的直觀感知。然后以solidworks為平臺，從特征面的角度出發(fā)演示基本體的形成，比如三棱柱可以通過將平面三角形進(jìn)行拉伸得到，圓柱體可以通過圓沿圓平面法線方向拉伸得到，也可以通過矩形繞其邊線旋轉(zhuǎn)360°得到。其中的三角形、圓或矩形就是二維視圖的特征視圖，以特征視圖為特征面，經(jīng)過拉伸、掃描、旋轉(zhuǎn)、放樣等立體構(gòu)型就得到基本體。引導(dǎo)學(xué)生從不同視角觀察立體的投影，將三維立體與二維平面相比較，增強(qiáng)學(xué)生對圖形的直觀感知力。在截交線、相貫線的投影中，通過三維造型直接實現(xiàn)立體的截切和相貫，學(xué)生可以直觀看到交線及其投影變化。經(jīng)過疊加、切挖形成的組合體可以旋轉(zhuǎn)、縮放、移動，從不同角度觀察，克服了幻燈純演示的短板，并且通過軟件直接生成動畫，給學(xué)生留下深刻印象，激發(fā)了他們學(xué)習(xí)的積極性，并加深對立體形成的理解。

三維建模不僅可以構(gòu)造復(fù)雜零件的三維立體，還可以直接生成二維工程圖。三維剖切能直接展示剖視圖，還可以把三維實體插入到二維的工程圖中去，生成零件的基本視圖、斜視圖、局部視圖、軸測圖等[9]，使所思能快速轉(zhuǎn)變?yōu)樗暎行д{(diào)動學(xué)生的空間想象力。對于部件的裝配，可以生成裝配爆炸圖，進(jìn)行三維動態(tài)裝配，使抽象空間立體投影與平面圖形在頭腦中形成清晰的映像，從而有利于建立良好的感性認(rèn)識。通過三維建模、圖物對照，將工程圖學(xué)中“由二維‘想三維’的‘想’”通過計算機(jī)的三維造型軟件進(jìn)行真實的再現(xiàn)[10]，實現(xiàn)識圖能力的提高。

3. 基于OBE理念，實施“需求牽引、任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)

要改變傳統(tǒng)的以理論傳授為主的灌輸式教學(xué)，以部隊崗位任職“四會”需求為牽引，采取項目驅(qū)動、任務(wù)驅(qū)動等模式開展教學(xué)，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，通過有計劃的識圖訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式、參與式的實踐學(xué)習(xí)。例如將識讀主戰(zhàn)裝備的零件圖作為任務(wù)下發(fā)，將全班學(xué)生分成3～4人一組的合作小組，每個組完成不同零件的讀圖任務(wù)，由小組學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作完成各項任務(wù)，有的負(fù)責(zé)任務(wù)分解，有的負(fù)責(zé)方案分析，有的進(jìn)行三維建模，大家齊心協(xié)力，相互協(xié)作，共同完成任務(wù)，然后合作撰寫報告。針對每次的學(xué)習(xí)目標(biāo)可以設(shè)置不同的小組任務(wù)，通過任務(wù)驅(qū)動的識圖訓(xùn)練、圖形設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生由圖想物，在實踐中學(xué)習(xí)，將課程教學(xué)與工程實踐有機(jī)結(jié)合。通過識圖訓(xùn)練、圖形設(shè)計，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，拓展空間想象力和構(gòu)思設(shè)計能力，同時培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)及團(tuán)隊合作和溝通交流能力。

（三）優(yōu)化考核方式

OBE理念的考核注重學(xué)習(xí)成果，采用多元和梯次的評價標(biāo)準(zhǔn)，衡量學(xué)生是否提升了空間想象力，是否具備了識圖能力。對士官學(xué)生來說，畫法幾何和尺規(guī)繪圖并不是他們必須掌握的知識，因此不能以傳統(tǒng)的畫圖期末試題作為衡量培養(yǎng)質(zhì)量的主要評價依據(jù)，而應(yīng)該采用形成性的考核方法，側(cè)重所具備的識圖實際能力水平進(jìn)行考核，并且考核應(yīng)貫穿課程學(xué)習(xí)的整個過程，包含課程學(xué)習(xí)的所有成果，動態(tài)把握學(xué)生對知識的掌握程度和能力的發(fā)展水平。

設(shè)計不同階段、不同方法的評價體系，把自學(xué)、測試、作業(yè)、交流討論、識圖訓(xùn)練、小組合作任務(wù)等作為不同階段的考核標(biāo)準(zhǔn)，并貫穿于課程教學(xué)以及課堂內(nèi)外的全過程。具體評價內(nèi)容有學(xué)習(xí)過程評價、理論知識評價和創(chuàng)新實踐能力評價。線上評價注重對課前測驗、課后測驗、自主練習(xí)和在線交流等指標(biāo)進(jìn)行評價;線下評價注重對課堂講授理解程度、課后作業(yè)、識圖訓(xùn)練環(huán)節(jié)和專題研討環(huán)節(jié)等進(jìn)行評價。將線上線下的學(xué)習(xí)效果和平時表現(xiàn)及對知識的掌握程度等結(jié)合起來，作為考核學(xué)生整個學(xué)期內(nèi)的綜合學(xué)習(xí)成績。設(shè)計的評價考核體系如圖1所示。

三種考核的權(quán)重分別是學(xué)習(xí)過程占比30%、理論知識占比30%、創(chuàng)新實踐能力占比40%。評價標(biāo)準(zhǔn)是以利于課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)，利于培養(yǎng)學(xué)生的識圖能力為前提制定的。通過多元化考核，使學(xué)生在評價中獲得成就感，增強(qiáng)信心，激發(fā)學(xué)習(xí)動力，充分調(diào)動學(xué)習(xí)的主動性。

三、教學(xué)改革成效

以O(shè)BE教育理念為指導(dǎo)，以培養(yǎng)士官學(xué)生識圖能力為目標(biāo)，構(gòu)建識圖體系，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，探索合理有效的識圖方法，訓(xùn)練學(xué)生的識圖能力。經(jīng)過一個學(xué)期的試點，士官學(xué)生對工程圖學(xué)課程的興趣提高了很多，課堂上很活躍，節(jié)約了大量畫圖的時間用于識圖訓(xùn)練，經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生的空間想象力有了很大提升，面對裝備圖紙，不再有“不愿讀”“看不懂”問題。很多學(xué)生對三維造型設(shè)計也產(chǎn)生了濃厚興趣，報名參加圖學(xué)創(chuàng)新設(shè)計第二課堂。調(diào)查問卷結(jié)果反映，他們接受這種教學(xué)模式，從心理上不再畏懼這門課程，動手能力和識圖能力有了一定的提高，部分學(xué)生能讀懂圖紙手冊，這對于提升他們從事裝備操作、維修、保養(yǎng)等崗位任職能力具有重要作用。

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（責(zé)任編輯：鄒宇銘）