摘要：在高等院校學時縮減的新工科背景下，合理優(yōu)化機械及工程類專業(yè)基礎(chǔ)課—機械制圖的課堂教學模式和教學理念變得十分重要，對學生打牢專業(yè)基礎(chǔ)、樹立國家標準意識有重要影響。堅持以成果導向教育（OBE）理念為目標，以學生課堂和課后表現(xiàn)為輔助手段，以線上國家精品課為載體，強化學生自主學習意識，切實解決課堂教學學時有限、實踐繪圖教學欠缺、學生學習目標不明確、學習興趣不高的問題。

關(guān)鍵詞：機械制圖；成果導向教育；線上線下混合教學

成果導向教育（Outcome-basedEducation，OBE）作為美國、英國、加拿大等國外發(fā)達國家主流教育理念，近年來已逐漸被國內(nèi)各大高校廣泛采納，并被逐漸接受和認可。該理念重點關(guān)注學生個人能力培養(yǎng)和自主學習能力訓練，重視學生學習成果，堅持以學生為中心，所有教學活動圍繞預期學生成果展開，對引導我國機械及工程類專業(yè)教育教學改革發(fā)揮重要現(xiàn)實意義[1，2]。機械制圖課程作為培養(yǎng)學生空間想象能力和工程應(yīng)用能力、建立國家標準意識的專業(yè)基礎(chǔ)類課程，對學生樹立民航領(lǐng)域維修行業(yè)規(guī)范意識同樣發(fā)揮積極作用。通過在機械制圖課程教學活動中借鑒和應(yīng)用OBE教學理念，重視學生預期學習成果，改革課內(nèi)和課外教育教學活動，不斷提高學生綜合素質(zhì)，密切建立課程教學與民航領(lǐng)域工程應(yīng)用之間的聯(lián)系。

現(xiàn)階段在對中國民航大學近機械類本科專業(yè)開展教學活動過程中，受學時縮減、師生比例失衡、實踐教學嚴重不足的影響，以及學生對民航領(lǐng)域普遍認識不足的問題，發(fā)揮OBE教學理念優(yōu)勢，培養(yǎng)學生學習興趣，進行《機械制圖》課程合理化教學改革，對樹立國家標準意識，優(yōu)化我國工程技術(shù)人才培養(yǎng)體系具有重要意義。

一、基于OBE理念建立混合教學體系

在互聯(lián)網(wǎng)+新時代背景下，數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化等趨勢對本科畢業(yè)生的制圖技術(shù)提出更高要求[2]。傳統(tǒng)的教學方法過于陳舊和落后，無法滿足新工科建設(shè)基本需求。因此迫切需要結(jié)合行業(yè)應(yīng)用背景，開展《機械制圖》課程教學改革。并堅持以問題為導向、以學習成果為目標，加強機械制圖課程同機械加工工藝、機械設(shè)計等理論課程，以及行業(yè)工程應(yīng)用之間的聯(lián)系，實現(xiàn)多課程和多學科的交叉與融合，注重培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)和解決復雜問題的能力。因此，在機械制圖課程中應(yīng)用OBE教育理念，有助于優(yōu)化新時代工程技術(shù)類人才培養(yǎng)模式。

OBE教育理念的核心是聚焦學生在學習過程結(jié)束后最終達成的學習成果，在整個教學活動中還應(yīng)該體現(xiàn)學生的個體化差異[3]，充分發(fā)揮學生個人優(yōu)勢，考慮學生個性化需求，開展參與式教學[4]。針對學生能力與性格差異，設(shè)置差異化目標，包括一般型目標、挑戰(zhàn)型目標與困難型目標，學生通過在參與式學習過程中獲得的成就感，不斷提升自信心和學習興趣。具體可以從以下幾個方面來實現(xiàn)。

（一）線上教學與線下教學相結(jié)合

將最終學習成果目標轉(zhuǎn)化為若干小目標，做到以學習成果為導向，在線下教學活動中強調(diào)重點內(nèi)容，結(jié)合繪圖教室繪圖實踐教學活動，將重點內(nèi)容進行針對性訓練。借助清華大學《機械制圖》國家精品課程以及中國民航大學機械制圖課程組線上教學資源，給學生提供豐富而充實的習題講解與課程相關(guān)內(nèi)容講解。借助三維CAD軟件演示零件加工過程動畫，給學生建立空間幾何形狀基本印象，借助三維模型培養(yǎng)學生空間想象能力以及讀圖和畫圖基本能力。線下教學活動中，簡單介紹與演示三維CAD軟件及其使用方法，利用線上軟件教學資源，激發(fā)學生自主學習CAD軟件興趣，結(jié)合制圖類學科競賽，提升學生理論學習與工程應(yīng)用能力，實現(xiàn)機械制圖傳統(tǒng)教學內(nèi)容與CAD軟件應(yīng)用相互支撐的融合式教學過程。學生在課后通過復習課堂知識重難點內(nèi)容，以及軟件基本使用方法，并通過線下教學過程向授課教師反饋學習成果，教師通過學生反饋內(nèi)容動態(tài)調(diào)整教學內(nèi)容，并對教學重點及難點做出針對性訓練，實現(xiàn)機械制圖課程改革。做到線下教學指導預期成果目標，線上學習和課后作業(yè)練習反饋學習效果。學生通過課后軟件應(yīng)用聯(lián)系，建立同民航特色專業(yè)密切聯(lián)系，進而激發(fā)學生學習興趣。并結(jié)合實踐教學和學科類競賽，實現(xiàn)預期成果目標，構(gòu)建線上線下相結(jié)合的混合動態(tài)人才培養(yǎng)模式。

（二）認知實習與校企實習相結(jié)合

新工科教育為我國工程教育提供了新思路，以互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能為基礎(chǔ)，不斷優(yōu)化我國工程技術(shù)人才培養(yǎng)方式，通過智能制造、智能建造、人工智能等新技術(shù)驅(qū)動傳統(tǒng)工程專業(yè)進行升級改造[5]。為了能夠與學校民航特色專業(yè)相結(jié)合，實現(xiàn)新工科教育目標，離不開學生對現(xiàn)階段民航工業(yè)發(fā)展水平和工程應(yīng)用實際的深入了解，這一過程中，學生的認知實習發(fā)揮重要作用。通過將實際加工過程引入課堂教學，加強工程應(yīng)用意識。將三維CAD軟件建模與實際工程應(yīng)用結(jié)合，展示零部件在工廠實際加工過程錄像，利用動畫展示不同零件工作原理。在課堂上展示零部件拆裝過程全程錄像，并通過三維零部件建模手段，使學生能夠在生動、形象的教學環(huán)境中獲得零部件工程應(yīng)用基本認知，加強學生對機械制圖課程的理解能力，提高學生制圖表達能力、空間想象能力和實際應(yīng)用能力，切實體現(xiàn)機械制圖課程培養(yǎng)目標，使學生獲得適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計、構(gòu)型的圖形表達能力。

（三）理論學習與工程應(yīng)用相結(jié)合

徒手繪圖能力訓練是制圖類課程要求學生掌握的重要能力之一。但是隨著計算機繪圖軟件的普及，為了結(jié)合工程實際應(yīng)用，應(yīng)適當加強計算機繪圖理論和實踐課程學時。這不僅有助于激發(fā)學生學習興趣，還有助于學生迅速適應(yīng)日后的工作過程和科研生活。比如，利用三維CAD軟件對零部件建模過程中可以加深對理論知識的理解，也有助于提高學生自主學習能動性；通過對零部件的建模和裝配，更好地理解裝置工作原理以及國家標準建立的意義。通過將三維繪圖軟件與后續(xù)研究及工程實際應(yīng)用聯(lián)系起來，體現(xiàn)機械制圖課程重要性，加強理論學習與工程應(yīng)用緊密聯(lián)系程度。

二、基于新工科理念的課程改革探索

（一）現(xiàn)階段機械制圖課程教學存在的問題

《機械制圖》作為專業(yè)基礎(chǔ)課對學生后續(xù)課程的學習存在重要影響。從近三年學生的課堂表現(xiàn)和試卷卷面成績可以發(fā)現(xiàn)，課程教學存在的主要問題可以歸結(jié)為以下幾個方面：

（1）教學模式單一。當前教學模式仍然以教師在講臺授課、學生課后練習的傳統(tǒng)教學模式為主，不能體現(xiàn)“以學生為中心”的教學理念，沒有針對不同教學內(nèi)容修改教學模式，工程應(yīng)用實踐與理論知識學習結(jié)合不夠緊密。傳統(tǒng)教學模式難以吸引學生注意力，不能激發(fā)學生學習興趣，學生課堂專注力不足，對重點知識把握不夠充分。

（2）教學內(nèi)容局限。為滿足新工科建設(shè)需求，培養(yǎng)新時代高水平工程技術(shù)人才，傳統(tǒng)教學體系下教學內(nèi)容與工程實踐存在嚴重脫節(jié)現(xiàn)象，缺少民航領(lǐng)域典型工程應(yīng)用案例，課程教學與企業(yè)技術(shù)人員需求存在明顯差異，難以滿足智能制造技術(shù)人員培養(yǎng)需求。

（3）學習熱情不夠高漲、學習興趣和積極性不高、學習目標不明確，以致于學生在課程技術(shù)后尚未建立國家標準意識，甚至將《機械制圖》課程視為負擔。學生基礎(chǔ)知識掌握不夠扎實，對國家標準認識不夠清晰，尺規(guī)作圖方法不熟練。以上問題是機械制圖課程存在的普遍性問題[6-7]，并且在學時壓縮后，以上問題也變得更加突出。

（二）教學內(nèi)容、考核與評價

中國民航大學《機械制圖》課程教學分兩個學期進行，課程由《機械制圖I》和《機械制圖II》兩部分組成。第一學期的《機械制圖I》可成共授課40學時，相比課時縮減之前減少了8個學時。授課重點內(nèi)容主要包括投影基礎(chǔ)、立體截交、相貫、組合體、機件圖樣畫法和尺寸標注，課程布置較為緊密。為適應(yīng)新工科教學理念，課程教學內(nèi)容應(yīng)該更貼近工程實際應(yīng)用，同時教學內(nèi)容應(yīng)該進行適當調(diào)整。受限于授課學時，作為機械制圖課程重點內(nèi)容的尺寸標注章節(jié)可以轉(zhuǎn)移到第二學期開展。這樣可以保證教學內(nèi)容的連貫性，避免因假期的影響，導致學生對尺寸標注內(nèi)容的遺忘。清晰且合理的尺寸標注是工程實際應(yīng)用過程中需要掌握的基本能力。但隨著零部件形狀復雜程度增加，尺寸數(shù)量也越來越多。傳統(tǒng)的手工繪圖方法限制了繪圖效率，并增加了繪圖工作量。利用計算機軟件繪圖可以有效解決這一問題，并且能夠迅速修改錯誤內(nèi)容，并且可以改善圖形美觀程度。

《機械制圖I》基本教學內(nèi)容如圖1所示。為了能夠有效鍛煉學生空間想象能力，繪圖軟件作圖可以同尺規(guī)作圖相協(xié)調(diào)，在掌握立體截交、相貫基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，利用三維繪圖軟件輔助教學。學生借助三維模型，想象二維投影圖投影形狀和位置。反過來，也能夠利用二維投影圖想象三維空間幾何形狀。針對《機械制圖I》引入的三維繪圖軟件內(nèi)容，期末總評成績需要做出相應(yīng)修改，包括15%尺規(guī)作圖作業(yè)（含考勤）+15%軟件繪圖作業(yè)+70%期末成績。其中軟件繪圖作業(yè)主要包括組合體三維圖、組合體二維圖和剖視圖三部分組成。

《機械制圖II》學時同樣由48學時縮減為40學時。縮減后的教學安排包括32學時理論學習和8學時上機實踐練習。由于在第一學期學生已經(jīng)學習了三維繪圖軟件使用方法，在第二學期的學習中，可以對上機實踐練習的時間進行調(diào)整，課上做啟發(fā)式引導和答疑，更多的練習交給學生在課后完成。通過參考張京英老師等人[1]提出的“項目驅(qū)動”式教學理念，并結(jié)合中國民航大學專業(yè)特色，對《機械制圖II》教學內(nèi)容進行調(diào)整，重點引導學生掌握零件圖拼畫裝配圖，以及裝配圖拆畫零件圖基本過程。教學過程中引導學生完成對標準件、常用件、典型零件、裝配體、尺寸標注和技術(shù)要求的學習，利用三維CAD軟件分組繪制齒輪減速器零件，并實現(xiàn)零部件裝配過程。具體教學內(nèi)容如圖2所示。

通過調(diào)用標準件庫，強化學生對標準件和相應(yīng)國家標準的認知。通過尺寸標注和技術(shù)要求標注強化學生對零件加工過程和智能制造過程的認識。通過對學生進行分組，完成對減速器各零件三維建模過程，使學生充分理解四大類零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和表面粗糙度標注方法及投影表達。最后，通過虛擬裝配過程理解零件的拆裝過程和工作原理，最終生成裝配圖爆炸圖。這種方法以預期學習成果為導向，能夠使學生在課堂教學和課后實踐練習過程中充分理解《機械制圖》課程的工程意義，提高學生的工程認知。激發(fā)學生對軟件學習和零件加工過程的興趣，通過利用三維繪圖軟件對零件建模、渲染和裝配過程的學習，使《機械制圖》課程變得生動立體，使學生充分體會到學習樂趣，避免枯燥的講解式教學，進一步提高學生的溝通協(xié)調(diào)能力和主觀能動性。通過對教學內(nèi)容和教學計劃的調(diào)整，《機械制圖II》課程期末總評成績也需要進行相應(yīng)修改?？傇u成績由40%平時成績和60%期末成績組成，其中平時成績包含15%尺規(guī)作圖作業(yè)（含考勤）和25%計算機繪圖作業(yè)，計算機繪圖作業(yè)又包括尺寸和表面粗糙度標注作業(yè)、減速器分組建模和裝配圖三部分。

結(jié)語

在新工科學時縮減背景下，應(yīng)用OBE教育理念改進機械制圖教學過程，在有限的線下教學活動中，充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)秀教學資源，以學生為中心，激發(fā)學生學習興趣，提高學習主觀能動性，堅持以學習成果為導向，不斷提升學生知識遷移能力和自主探究學習能力，圍繞理論教學與工程應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)和空間想象能力，根據(jù)學生反饋的學習效果和作業(yè)完成質(zhì)量實時調(diào)整教學方法，并做到根據(jù)學生個體化持續(xù)改進。

參考文獻：

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作者簡介：趙萬輝（1991-），男，漢族，遼寧省朝陽人，博士，講師，研究方向：機械工程