李德玲

(鄭州城市職業(yè)學(xué)院 智能制造學(xué)院， 河南 鄭州 452370)

一、引言

“UG(CAD/CAM)”是鄭州城市職業(yè)學(xué)院針對(duì)機(jī)械類專業(yè)所開設(shè)的一門專業(yè)核心課，該課程具有鮮明的應(yīng)用性和實(shí)踐性。在以往的教學(xué)中，教師多以“講授+演示”法授課，學(xué)生比葫蘆畫瓢，然后完成布置的作業(yè)，這樣不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；在教學(xué)內(nèi)容方面，授課過程中所使用的案例，多數(shù)之間并沒有直接聯(lián)系，這樣不利于學(xué)生工程意識(shí)的培養(yǎng)；而在考核模式方面，單純的以出勤率和期末成績(jī)?yōu)樽罱K評(píng)價(jià)，并不能客觀反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，這樣不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。面對(duì)這些問題，擔(dān)任UG課程的教師也做了很多工作來提高教學(xué)質(zhì)量，但是在教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、考核方式等方面還存在著諸多矛盾。體現(xiàn)在學(xué)生學(xué)完后不會(huì)融會(huì)貫通，遇到實(shí)際加工無法靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，致使全方位育人效果欠佳[1-3]。

為化解以往教學(xué)中的矛盾，達(dá)成優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提升課堂的有效互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，確保育人成效等目標(biāo)，鄭州城市職業(yè)學(xué)院引入了“以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向”的OBE教學(xué)理念。在理論上，OBE是以學(xué)生為本的哲學(xué)教育；在實(shí)踐上，OBE是學(xué)生學(xué)習(xí)后獲得什么能力和能夠做什么的一種教學(xué)模式。本研究基于OBE理念，在制定課程目標(biāo)、重構(gòu)課程體系和教學(xué)內(nèi)容、建立網(wǎng)絡(luò)課堂、強(qiáng)化校內(nèi)實(shí)訓(xùn)和增加校外實(shí)踐、改革課堂考核方式五方面進(jìn)行了改革探索，以適應(yīng)新環(huán)境下的教學(xué)模式，滿足多元化市場(chǎng)和社會(huì)事業(yè)發(fā)展的需求。

二、深度融合OBE理念，確定課程目標(biāo)

通過對(duì)行業(yè)企業(yè)的最新動(dòng)態(tài)分析與調(diào)研，學(xué)生的需求、校友的反饋、當(dāng)前社會(huì)對(duì)人才的需求等分析，初步制定了“UG(CAD/CAM)”課程的教學(xué)目標(biāo)，并對(duì)本專業(yè)畢業(yè)生的能力支撐進(jìn)行了描述，如下表1所示。

表1 課程培養(yǎng)目標(biāo)

本課程的培養(yǎng)目標(biāo)是以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤┑倪^程，即由社會(huì)等需求來決定課程的培養(yǎng)目標(biāo)，由培養(yǎng)目標(biāo)決定畢業(yè)要求，再由畢業(yè)要求決定課程體系。因此，課程目標(biāo)既是OBE的終點(diǎn)，也是OBE的起點(diǎn)[4]。根據(jù)“UG(CAD/CAM)”課程的培養(yǎng)目標(biāo)，修訂了本課程教學(xué)大綱，重新設(shè)計(jì)了教學(xué)環(huán)節(jié)，并編寫了課程學(xué)習(xí)指南和教案。

三、重構(gòu)課程體系，整合教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)

(一)打破課程之間的壁壘，重構(gòu)課程體系

學(xué)習(xí)三維設(shè)計(jì)軟件，學(xué)生的空間想象力和思維方式的培養(yǎng)是不可或缺的[5]。因此，在課程安排時(shí)將“機(jī)械制圖”安排在第一學(xué)期，將“計(jì)算機(jī)輔助繪圖”和“公差配合與技術(shù)測(cè)量”等先修課程安排在第二學(xué)期，培養(yǎng)學(xué)生“讀圖”“繪圖”的能力，為第三學(xué)期“UG(CAD/CAM)”課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

以往鄭州城市職業(yè)學(xué)院智能制造學(xué)院針對(duì)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生開設(shè)了兩門課，分別是“UG(CAD)”和“UG(CAM)”，“UG(CAD)”主要以常見機(jī)械零件的三維建模設(shè)計(jì)、裝配、工程圖、運(yùn)動(dòng)仿真等為主要授課內(nèi)容，“UG(CAM)”是以常見機(jī)械零件的數(shù)控加工為主要授課內(nèi)容。整合后將兩門課合成為“UG(CAD/CAM)”一門課，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，并將理論、虛擬仿真、加工實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)建模設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的一體化。比如中國(guó)象棋的加工，首先利用CAD模塊建立象棋的模型，然后利用CAM模塊的平面銑工序加工出象棋上的字體。

(二)模塊化教學(xué)，整合教學(xué)內(nèi)容

“UG(CAD/CAM)”課程涉及到13個(gè)章節(jié)，內(nèi)容較多，根據(jù)章節(jié)特點(diǎn)和內(nèi)容的關(guān)聯(lián)程度，將UG的特點(diǎn)、界面和基本操作合為模塊一；草圖、體素特征、掃描特征、成型特征操作與編輯為實(shí)體建模部分，合并為模塊二；模塊三為綜合實(shí)戰(zhàn)練習(xí)，在該模塊中僅將學(xué)生進(jìn)行結(jié)構(gòu)性區(qū)分，程度好的學(xué)生進(jìn)行成圖大賽的真題訓(xùn)練，挑戰(zhàn)更高難度，其余的學(xué)生進(jìn)行趣味練習(xí)，如雨傘、玫瑰花等建模，強(qiáng)調(diào)個(gè)人進(jìn)步，引導(dǎo)每位學(xué)生都是成功的學(xué)習(xí)者，從而達(dá)成目標(biāo)；將裝配建模的方法、裝配圖的生成與編輯、爆炸圖的創(chuàng)建合并為模塊四；三視圖的創(chuàng)建、剖視圖的創(chuàng)建、圖紙的標(biāo)注方法等為工程制圖部分，合并為模塊五；UG加工界面、加工環(huán)境、刀具選擇、軌跡生成等為CAM功能，并為模塊六。六個(gè)模塊相互關(guān)聯(lián)、層層遞進(jìn)，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更具有邏輯性、連續(xù)性和系統(tǒng)性[6]。

(三)以學(xué)生為中心，精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)

OBE是一種以學(xué)生為中心的教育模式，圍繞著制定的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合優(yōu)化后的教學(xué)內(nèi)容，將教學(xué)設(shè)計(jì)落實(shí)到每一堂課上，要求學(xué)生每一堂課都能獲得具體的成果，且可測(cè)量、可評(píng)價(jià)。因此，對(duì)本門課的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)如下：

首先，在教學(xué)之前，教師在線上學(xué)習(xí)平臺(tái)云班課上傳學(xué)習(xí)資源，發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，設(shè)置課堂相應(yīng)的測(cè)試/作業(yè)；然后，學(xué)生展開自主預(yù)習(xí)，注意總結(jié)學(xué)習(xí)時(shí)產(chǎn)生的問題，并將其反饋給教師；同時(shí)，教師要注意學(xué)生的學(xué)習(xí)效果反饋，以便在課堂上展開針對(duì)性的教學(xué)工作。

其次，課堂教學(xué)上，教師圍繞學(xué)生的作業(yè)情況、學(xué)生完成課前學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)產(chǎn)生的問題進(jìn)行師生互動(dòng)，用工程中的真實(shí)案例開展針對(duì)性教學(xué)，及時(shí)化解學(xué)生的疑問，突破教學(xué)中的難點(diǎn)。

再次，課后進(jìn)行實(shí)訓(xùn)實(shí)踐、學(xué)科競(jìng)賽、線上趣味性提升練習(xí)等拓展學(xué)習(xí)。在實(shí)訓(xùn)實(shí)踐的過程中，不僅提升了學(xué)生的知識(shí)、能力，更加有利于學(xué)生與人溝通、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。在學(xué)科競(jìng)賽中，尤其是對(duì)于一名工科生，每一個(gè)參賽作品不僅能夠體現(xiàn)精益求精的工匠精神，更多地還具有一種跨學(xué)科的藝術(shù)審美，是理論知識(shí)、實(shí)踐能力、思想價(jià)值的綜合體現(xiàn)。而趣味性提升學(xué)習(xí)，更是激發(fā)了學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)的興趣，提升了學(xué)生自主創(chuàng)新的能力。

最后，深入挖掘“UG(CAD/CAM)”課程中的思政元素，并在教學(xué)過程中以“潤(rùn)物細(xì)無聲”的方式體現(xiàn)出來。比如中國(guó)象棋的建模和數(shù)控加工，讓學(xué)生感受到中國(guó)文化的博大精深，從而提升學(xué)生的文化自信；雨傘和玫瑰花的建模過程，更是提升了學(xué)生的藝術(shù)審美和人文素養(yǎng)；機(jī)用虎口鉗的建模和裝配，讓學(xué)生更加清晰地感受到各機(jī)械零件之間的裝配關(guān)系，非常利于學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)和工程意識(shí)的培養(yǎng)。

四、開展網(wǎng)絡(luò)課堂，建立“外延式”教學(xué)模式

利用藍(lán)墨云班課建立網(wǎng)絡(luò)課堂，讓知識(shí)學(xué)習(xí)不僅局限于課堂，而是在時(shí)間和空間上向外延伸，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供良好條件。課前，在平臺(tái)“簽到”考勤，并推送本節(jié)課相關(guān)問題，引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)；課中，針對(duì)本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)發(fā)出問題，讓學(xué)生進(jìn)行“討論”或“搶答”或“頭腦風(fēng)暴”，教師針對(duì)學(xué)生提交的結(jié)果給出一定的經(jīng)驗(yàn)值作為獎(jiǎng)勵(lì)，提高學(xué)生的參與度，讓知識(shí)課堂變成問題課堂，讓句號(hào)課堂變?yōu)閱柼?hào)課堂，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；課后，引導(dǎo)學(xué)生完成作業(yè)和一些拓展性任務(wù)，并對(duì)學(xué)生今天的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，作為課程考核的一部分，同時(shí)發(fā)布下節(jié)課學(xué)習(xí)資源，供學(xué)生預(yù)習(xí)。

五、強(qiáng)化校內(nèi)實(shí)訓(xùn)，增加校外實(shí)踐

在實(shí)訓(xùn)安排方面，首先，在第二學(xué)期針對(duì)機(jī)械專業(yè)學(xué)生安排一周的數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)，為后續(xù)UG數(shù)控加工做鋪墊；然后，在第三學(xué)期后半部分開展兩周的UG實(shí)訓(xùn)，提升學(xué)生綜合應(yīng)用能力；最后，緊接著安排為期一周的3D打印實(shí)訓(xùn)，將前兩周的建模通過3D打印機(jī)打印出實(shí)體,提升學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)。

積極組織學(xué)生參加校外競(jìng)賽，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，在第十三屆“高校杯”成圖大賽中，獲得河南省團(tuán)體二等獎(jiǎng)，這些為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)及相關(guān)工作都奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)。

學(xué)校采用“2+1”新型模式的人才培養(yǎng)，即學(xué)生學(xué)制三年，“2”是指學(xué)生第一學(xué)期-第四學(xué)期在學(xué)校達(dá)成課程學(xué)習(xí)目標(biāo)，“1”是指學(xué)生在校企合作企業(yè)進(jìn)行跟崗實(shí)踐(第五學(xué)期)和頂崗實(shí)踐(第六學(xué)期)。當(dāng)然，后兩個(gè)學(xué)期的實(shí)踐與校內(nèi)的四個(gè)學(xué)期不是劃分開的，是一個(gè)層次遞進(jìn)、相互關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)性的整體。這一模式，不僅體現(xiàn)了理論知識(shí)與實(shí)踐技能并重，更是提高了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、工程意識(shí)、就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)以后步入社會(huì)工作打下良好基礎(chǔ)，更是充分體現(xiàn)了OBE“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”的教育理念。

六、改革課堂考核方式，多維度評(píng)價(jià)

為了讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)證明自己，提升自主學(xué)習(xí)意識(shí)，進(jìn)而更加重視過程性學(xué)習(xí)。本研究基于OBE理念對(duì)“UG(CAD/CAM)”課程評(píng)價(jià)方式進(jìn)行了改革，對(duì)原來單純用出勤率和上機(jī)考試作為考核方法做出了調(diào)整，制定出多維度評(píng)價(jià)，方案如下：

(一)過程性評(píng)價(jià)為主，終結(jié)性評(píng)價(jià)為輔

總評(píng)成績(jī)由過程性考核和終結(jié)性考核兩部分組成，兩者均按百分制計(jì)分，課程總評(píng)成績(jī)=過程性考核60%+終結(jié)性考核40%。

(二)多維度過程性評(píng)價(jià)

過程性考核包括線上評(píng)價(jià)、線下評(píng)價(jià)、課外拓展三部分，其中線上評(píng)價(jià)的維度包括視頻學(xué)習(xí)6%、非視頻學(xué)習(xí)4%、簽到5%、頭腦風(fēng)暴活動(dòng)5%、作業(yè)/任務(wù)5%。以筆者所帶班級(jí)某一學(xué)生的在線課堂評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為例，如圖1所示。

圖1 在線課堂評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

線下的評(píng)價(jià)維度包含有：出勤率5%、作業(yè)6%、課堂表現(xiàn)5%、課堂筆記3%、分組任務(wù)6%。

課外拓展部分包括學(xué)生的學(xué)科競(jìng)賽、實(shí)訓(xùn)實(shí)踐情況、趣味性提升練習(xí)，也納入平時(shí)成績(jī)中去，占比分別是3%、5%、2%。

而終結(jié)性考核(40%)是上機(jī)操作的三維綜合建?？碱}，以小組為單位，每組考題各不相同，但難度相當(dāng)，由每組組長(zhǎng)負(fù)責(zé)抽題，分組分時(shí)間段考試，避免多人一題而出現(xiàn)抄襲的現(xiàn)象。

七、結(jié)語

文章基于OBE理念對(duì)“UG(CAD/CAM)”課程進(jìn)行了教學(xué)改革，改變了傳統(tǒng)的知識(shí)灌輸式教學(xué)，注重個(gè)性培養(yǎng)，因材施教，并以筆者所帶的班級(jí)進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生感受到了學(xué)習(xí)的樂趣，效果良好。通過重構(gòu)課程體系和教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容層層遞進(jìn)又環(huán)環(huán)相扣，非常有利于學(xué)生工程意識(shí)的培養(yǎng)，讓教師教的明白，學(xué)生學(xué)的明白；通過云班課網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建立，豐富了教學(xué)資源，解決了學(xué)生學(xué)習(xí)差異性的問題，提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，增加了課堂的有效互動(dòng)，讓學(xué)生成了坐著的教師，教師成了站著的學(xué)生；通過校內(nèi)外實(shí)踐的強(qiáng)化，鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐操作能力，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，對(duì)以后步入社會(huì)工作有很大益處；通過可測(cè)量的多維度考核評(píng)價(jià)方式，更客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)達(dá)成度情況，讓學(xué)生更加重視過程性學(xué)習(xí)，使每個(gè)學(xué)生都能達(dá)成自己的學(xué)習(xí)成果。本研究對(duì)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)以及推進(jìn)OBE理念在教學(xué)中的應(yīng)用提供思路，具有良好的借鑒作用。