以能力达成为导向的“画法几何与机械制图”课程设计
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[摘 要]以培养目标为基点，自顶向下设计机制专业人才培养体系，形成毕业要求指标点和课程体系的关系矩阵，并根据课程与毕业要求指标点的支撑关系，制定“画法几何与机械制图”课程教学大纲，明确课程教学目标：三项能力的达成。课程教学设计要能将知识有效地转化为能力，并促进能力的达成。
[关键词]工程教育;教学目标;能力达成;教学设计
[基金项目]2018年度广东省本科高校高等教育教学改革项目“以能力达成为导向的‘画法几何与机械制图’课程教学设计”（粤教高函〔2018〕1号）
[作者简介]莫春柳（1963—），女，广西平乐人，硕士，广东工业大学机电工程学院教授，主要从事工程图学、数字动画研究。
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）33-0266-03 [收稿日期] 2020-03-23
OBE的核心理念是以学习产出驱动整个教学活动，包括课程教学目标制定、教学环节设计、学习评估等。“画法几何与机械制图”是机械类专业必修的专业基础课，专业毕业要求是制定课程教学的依据，课程的教学设计要以课程教学目标达成为导向。
一、以培养目标为核心构建人才培养体系，明确课程对毕业要求的支撑关系
以OBE理念为指导思想的工程教育认证体系，以工科专业的毕业生为评价对象，以毕业生的能力是否达到行业认可的要求为评价标准，同时评价依据区域经济和学校定位所设置的专业课程体系、实验环节、师资队伍，以及专业办学条件配置等教育教学活动是否以培养学生毕业能力达成这个中心而展开[1]。
自2016年以来，笔者所在学校机制专业按照OBE理念重新构建人才培养体系。首先以制造业对人才的需求为导向制定培养目标，并通过解构培养目标，从学生角度出发，以学生为中心，强调毕业生毕业时学到了什么，掌握了什么，能做什么，即学生学习成果[2]，形成12项毕业要求，对学生毕业时应该掌握的知识和具备的能力做出具体描述;根据毕业要求，反向设计能支撑毕业要求达成的课程体系。以培养目标为基点，自顶向下设计、构建金字塔形的人才培养体系，塔尖是人才培养目标，课程是支撑整个金字塔体系的基础。
再将毕业要求分解为可评价的30个指标点，并设定足够的教学环节支撑每一个指标点，这些教学环节分别包含在几门课程中，形成毕业要求指标点和课程体系的关系矩阵。这个矩阵指导课程教学目标设置，是编写课程教学大纲的基本依据。
二、依据毕业要求，明确课程教学目标，并分解教学目标使其具体化
“画法几何与机械制图”课程是机制专业核心课程，根据课程所支撑的毕业要求指标点的描述，对课程教学大纲做了修订，理清课程教学目标与毕业要求的对应关系（见表2），明确三项能力的达成为课程教学目标：（1）工程图样的绘制和阅读能力;（2）相关国家标准的应用能力;（3）计算机绘图和建模能力。
教学目标1是课程的核心目标，该项能力的形成，由课程完整的知识体系作为支撑，所以需要将课程知识体系分解为几个模块，即将教学目标1分解为几个子目标，以便根据各个模块的教学特点有针对性地做教学设计，确保教学目标1的达成。
教学目标2与教学目标1关联度非常高，可通过在针对教学目标1开展的教学活动中，增设相应的教学环节，保障教学目标2的达成。
教学目标3实践性、应用性强，它需要有教学目标1、2做基础，但在教学方式上又有其独特性，需要设置专门的教学环节来保障目标的达成。
围绕三个教学目标划分的教学模块及关系如图1所示。
明确各个教学模块的教学目标，例如：“正投影基础”是课程知识体系的理论基础，教学目标：理解工程图样的形成原理，并能应用基本原理解决相关几何问题;“机械图样表示法”是建立在正投影基础上的应用基础，教学目标：掌握常见结构的表示方法，能正确表达常见结构，并能读懂表达常见机件的视图;“绘制、阅读零件图”模块是课程教学内容的综合应用，教学目标：能综合应用机械图样表示法、标准结构表示法，以及教学目标2所涉及的相关内容，正确绘制和读懂零件图。该模块的教学目标是组成课程教学目标1的一个重要部分。
三、以能力达成导向的课程教学设计
大学本科基础课程，大都有一个完整的知识体系，理论知识的学习构成课程教学的主要内容。然而学习理论知识的目的并不仅是为了获得知识，更重要的是为了获得解决工程问题的能力，这需要在教学过程中将知识融入工程应用载体，让学生根据工程应用的需要对知识进行重组与积累，在具体实践过程中不断加深对知识的体会与认识。只有真正应用，才能真正掌握[3]，因此，课程教学过程应该能将知识转化为能力，并有效地促进能力达成。
美国教育家杜威提出的“做中学”理论，通过“做”将教师的教和学生的学结合为有机整体，帮助学生实现真正意义上的学习，是将知识转化为能力的有效方法[4]。在“画法几何与机械制图”课程的教学设计中，“做”指绘图实训，在这个教学环节中，要求学生练习、实践，即应用所学知识解决工程设计表达的问题，在“做”的过程中，将知识内化为自身的能力。因此在做课程教学设计时，首先要根据每一个教学模块教学内容的特点，明确达成目标，确定教学形式，并设定好教与练的学时分配，然后设定各模块的考核评价方式，表3为针对教学目标1、2設计的教学框架，其中“正投影基础”和“机械图样表示法”两个模块归于“画法几何与机械制图（1）”课程;“标准结构表示法”“零件图”和“装配图”三个模块归于“画法几何与机械制图（2）”课程。
表3中提到的“解决简单问题的能力”，是针对问题的广度而言，并不是指问题的深度，即应用一个或几个类似的知识点能够解决的问题。
复杂问题是指需要综合应用多方面的知识、方法才能够解决的问题。例如“绘制、阅读零件图”训练案例之一：测绘泵体零件图，表4为教师给学生下达的实训任务书。 該项训练涉及多项课程教学内容，如图2所示，需要学生综合应用相关知识和方法才能完成。学习成效从四个方面综合评价：结构表达60%，尺寸标注（《技术制图》标准）20%，技术要求注写10%，制图规范（《机械制图》标准）10%。
恰当难度的训练任务和准确的学习评价，加上教师的引导，能有效地促进学生将所学的知识转化为解决问题的能力，达成教学目标。
四、结束语
“画法几何与机械制图”课程，是一门有较长历史的机械类专业基础课。长期以来，课程教学强调知识体系的完整性和系统性，以给学生传授基础知识和学习能力为课程教学目标。工程教育认证带来了新的工程教育理念，促使任课教师改变教学思路，探索更符合工程教育本质的课程教学模式。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.第一份《中国工程教育质量报告》 “问世”[EB/OL].（2014-11-13）.http：//www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s5987/201411/178168.html.
[2]尤园，王彦丹，谢鸿全.西方四国工程教育专业认证标准的比较研究[J].高等教育研究学报，2017，40（2）：73-79.
[3]张宁宁，段友莲，魏成伟.应用型本科工程教育的几点思考[J].大学教育，2020（1）：50-53.
[4]郭畅，胡扬洋.“做中学”教学思想的理解之道与现实考察—基于中美比较的视角[J].教师教育论坛，2019，32（4）：79-82.
Course Design of "Descriptive Geometry and Mechanical Drawing" Guided by Ability Attainment
MO Chun-liu， LI Bing， CHEN He-en
（School of Electromechanical Engineering， Guangdong University of Technology，
Guangzhou， Guangdong 510006， China）
Abstract： Based on the training objectives， the professional training system is designed from top to bottom to form the relationship matrix between the graduation requirement index point and the curriculum system. According to the supportive relationship between the curriculum and the graduation requirement index point， the curriculum syllabus of Descriptive Geometry and Mechanical Drawing is formulated to clarify the curriculum teaching objectives： the attainment of three abilities. Curriculum design should be able to effectively transform knowledge into ability and promote the achievement of ability.
Key words： engineering education; teaching objectives; ability attainment; instructional design
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