摘要:在工程教育改革的大背景下,為進一步提高人才培養(yǎng)質量,圍繞工程教育認證的核心理念,針對《計算機繪圖》課程的教學內容、教學方法以及考核方式進行了改革嘗試。
Abstract: Under the background of engineering education reform, in order to further improve the quality of talent training, we have made an attempt to reform the teaching content, teaching methods and examination methods of "Computer Aided Drawing " course around the core concept of engineering education certification.
關鍵詞:計算機繪圖;OBE;改革
Key words: computer aided drawing;OBE;reform
中圖分類號:G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1674-957X(2020)24-0234-02
0? 引言
《計算機繪圖》是一門計算機應用與機械制圖相結合的技術基礎課是屬于工程設計與圖形學領域的學科,也是當今機械專業(yè)、計算機專業(yè)和相關設計專業(yè)的必修課。通過本課程的學習,培養(yǎng)學生運用計算機輔助產品設計的基本能力;在講授內容方面,結合學校實際情況,為培養(yǎng)應用型人才,同時考慮社會上對應用軟件的需求,采用以Autodesk公司的AutoCAD軟件,主要介紹二維繪圖的基本方法和技巧;選擇Autodesk公司的Inventor或目前比較流行的SolidWorks、Pro/Engineer、UG、CATIA等三維軟件,簡單介紹參數化實體造型基本方法。
《計算機繪圖》是介于機械制圖、《CAD/CAM》等圖學課程的中間課程,在系列課程中起著承上啟下的作用,是一門十分重要的工具課程,該課程的教學效果將影響到后續(xù)相關課程的學習。后續(xù)課程包括指導畢業(yè)設計的任課教師抱怨學生運用軟件出圖質量和效率較差,究其原因是多方面的,例如目前課程學時都在縮減,與前導課程即機械制圖課相隔兩到三學期等等。若按傳統(tǒng)模式講授計算機繪圖,由于內容離散性大,沒有結合機械制圖中的相關內容,達不到知識綜合運用和能力培養(yǎng)的教學目的。
OBE即Outcome Based Education,簡稱OBE,是以成果為導向的教育理念,也是工程教育認證的核心理念,1994年由教育學家威廉姆 · 斯 帕 蒂 (William? G .Spady)在其代表作《Outcome-based Education:critical issues and answers》 中提出了OBE教育理念,并進行了定義:“在一個教育培養(yǎng)體系中,圍繞學生在完成所有學習經歷后所具備的能力來設計和組織培養(yǎng)體系中的每一個環(huán)節(jié)。這就意味著一開始就要對學生有一個清晰的培養(yǎng)目標,然后根據培養(yǎng)目標進行構建課程體系、組織課程教學、評估教學效果,以保證整個學習過程中的每一個環(huán)節(jié)都服務于培養(yǎng)目標的達成?!盵1]其根本目的是促進或提升“教育產出”即成果,即學生學到什么,而非教育輸入,即教師教了什么。所謂工程教育認證的成果,就是面向全體合格畢業(yè)生的培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求,其集中體現(xiàn)了學校和專業(yè)究竟能使學生走向職業(yè)崗位時具備什么素質和能力,并且這些期望承諾的素質和能力確實成為了學生畢業(yè)時和畢業(yè)后一段時間所表現(xiàn)出的現(xiàn)實,這是認證的出發(fā)點和考核點。工程教育認證的重點是確認工科專業(yè)畢業(yè)生是否達到行業(yè)認可的既定質量標準要求,是一種以培養(yǎng)目標和畢業(yè)出口要求為導向的合格性評價[2]。
在原有的教學模式下,偏重于以教師為中心,且成果導向不明顯,造成教學效果達不到畢業(yè)和職業(yè)要求。迫切需要圍繞OBE理念在計算機繪圖課程的內容體系上進行教學改革和創(chuàng)新。為此,制圖教研室在多年教學經驗的基礎上對教學方法和考核方式上做了一些有益的嘗試和改革,以適應新的發(fā)展需要。針對本課程的需要支撐的畢業(yè)要求指標點:了解本專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術工具和工程軟件的基本原理和使用方法,在工程實踐中具備使用現(xiàn)代工具、技術和資源的能力。重新制定了本課程的教學目標,即通過學習AutoCAD的繪圖與編輯命令,使學生具備熟練運用AutoCAD軟件繪制較復雜的零件圖和裝配圖的能力。圍繞新的畢業(yè)要求和課程目標對教學方法、教學內容以及考核方式進行了改革嘗試。
1? 教學方法和內容
1.1 采用案例式教學
改革按教材逐一講解繪圖命令的教學方法:常見的《計算機繪圖》課程教材以介紹軟件中各種命令的使用為主要內容,教師也以教材順序來講授如何使用各種命令,而這樣就導致了學生在課堂上只能機械地去記憶各種命令的使用,課下練習時只能機械地去熟悉那些命令,遇到實際問題時不能夠靈活運用,從而達不到理想的教學效果。針對這種情況,我們在課堂講授中使用案例教學,在實例的繪制過程中對所用到繪圖命令進行講授,這樣既加深了學生對命令的理解和掌握,同時又能達到對命令的靈活運用,使學生能夠很快上手畫一些簡單圖形,使學生能體會到軟件畫圖的優(yōu)勢和樂趣,避免挫敗感體會到成就感。案例教學重點在于設計一個好的例題,要把多個常用命令融入其中,圍繞例題安排命令。命令講解無先后順序,起到以點帶面的效果。但應該優(yōu)先講解在繪制機械圖樣時使用頻率較高的命令。當然在講課過程中,也要對案例中使用的命令的操作步驟先做一個簡單介紹。側重選擇工程實際中的常見零件和裝配體實例,案例教學使得學生學習過程變得生動,能夠激發(fā)學生的學習興趣,同時也提高了教學效率。
1.2 啟發(fā)式和討論式教學
培養(yǎng)學生發(fā)散思維和創(chuàng)新思維:對于同一案例的講解,不能只講一種方法或一種命令來完成,而是在課堂上和學生展開討論,啟發(fā)引導學生采用不同方法來完成,并且通過討論比較不同學生方法的優(yōu)缺點,最終找到一個針對該題目的最方便和快捷的方法。比如,圓角的畫法,除了可以采用切半徑畫再修剪,還可以用倒圓角命令,倒圓角命令在多數情況更方便,復制和陣列命令哪一種更方便,需要具體問題具體分析。設計題目時,除了設計一些緊扣機械制圖內容的組合體三視圖、零件圖、裝配圖實例之外,也設計了一些技巧性較強,不僅需要制圖理論知識,還需要一定的數學及其他方面知識和發(fā)散的思維才能解決的題目,通過這類題目來訓練學生的思維,激發(fā)他們的興趣,如圖1和圖2所示。除了在課堂上講解,在課后也留一些類似的練習題目,要求學生課外完成。
1.3 教學內容和上機實踐緊密結合機械制圖課程相關內容
調整了部分教學和上機內容,使其與機械制圖的內容和體系完全吻合,使得學生能更好地和先修課程無縫銜接。比如調整了原來實訓二:圖塊制作練習,內容是用圖塊制作螺紋緊固件連接,修改為組合體三視圖繪制訓練,如圖3這樣四次上機從平面圖形繪制到三視圖繪制,零件圖,裝配圖繪制,由淺入深,層層推進,內容銜接更合理。
1.4 按照改革后的教學內容重新編寫了與之適應的教材:計算機繪圖實訓簡明教程
指導書年年修訂和更新相關內容,比如緊跟最新的國家標準等。最新版本又加入了更符合教改內容體系的簡明教程,現(xiàn)為《計算機繪圖簡明教程及實訓指導》[3]。全書分為“簡明教程”和“實訓指導”兩部分共6章,包括:AutoCAD簡明教程、AutoCAD實訓指導,書后還附有AutoCAD常用繪圖技巧。在每次實訓后加入了思考題作為實訓報告內容一部分,以引導學生對課程內容進行歸納總結,提高學習效率。
1.5 整合二維和三維繪圖軟件
將二維和三維軟件進行整合,主要介紹常用的三維軟件的基本功能,如Solidworks,CATIA等,如果計算機繪圖課程大多只講授一種軟件(Auto CAD軟件),局限性很大,嚴重脫離社會發(fā)展實際,不利于學生的就業(yè)。因此,作為《計算機繪圖》課程教師,不能局限于對一種軟件的講授,在課時允許的情況下應適當的對其他繪圖軟件進行介紹。最好還是把計算機繪圖和三維軟件相關課程整合在一起,是大勢所趨。
2? 考核方式
本課程是一門實踐性較強的課程,所以考核形式為上機操作考試,上機考試占70%;平時4次上機實驗成績(含報告)占30%。針對不同專業(yè)、不同層次的學生采用不同的考核方式,盡量發(fā)揮學生的聰明才智。
①上機考試采用一班多套試題的形式,或者同一套試題,但每人尺寸、參數各不相同的形式,防止學生作弊。
②為了調動學生的學習積極性和主動性,采用開放式上機考試形式,建立了一個開放試題庫,題庫中含有不同難度多套試題供學生選擇,考前限時提供給學生多套不同難度系數的試題,學生可根據自身學習情況選擇試題復習考試,有利于調動學生的主觀能動性,取得了較好的效果。
③試題主要形式是要求學生上機完成一張完整的零件圖,也嘗試過除了零件圖之外,加入一道技巧題作為補充,以考查學生的創(chuàng)新能力。
④針對不同專業(yè)學生,提供不同的上級考試題目,例如工業(yè)設計專業(yè)可提供建筑圖或者是服裝制圖。
⑤將課程和職業(yè)認證培訓相結合,與相關認證機構如教育部教育管理信息中心合作,開展二維CAD工程師認證,計算機繪圖總評成績如果達到標準即可獲得認證。激發(fā)學生學習興趣,提升學生的就業(yè)能力,培養(yǎng)適合社會發(fā)展需求的應用型技術人才。
3? 結論
通過對近幾屆學生學習過程觀察和學習效果的評價,教學改革后,學生學習課程的主動性和有效性不斷提升,學生能夠參與到教學過程并且與實踐緊密結合,考試成績平均從中等提高到良好,不及格率在10%以下,學生在后續(xù)課程以及畢業(yè)設計中使用軟件出圖的質量有所提高,對學生的批判性和創(chuàng)造性思維的養(yǎng)成也有所幫助。后期通過與畢業(yè)生和用人單位的交流以及跟蹤反饋,反映畢業(yè)生能夠熟練運用行業(yè)軟件進行輔助設計繪圖,具備了企業(yè)需要的職業(yè)素質。
參考文獻:
[1]謝志雄,包莉麗,駱曉敬.基于OBE理念的應用型高校技術 創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].湖北汽車工業(yè)學院學報現(xiàn)代商貿技術,2020,34(02):51.
[2]林禮區(qū),周晨,等.工程教育認證背景下機械類專業(yè)實踐教學體系改革[J].實驗技術與管理,2017(9):204-207.
[3]王永泉,金晶.簡明計算機繪圖實訓教程[M].第1版.北京:北京郵電大學出版社,2016.