李中偉 王從軍 鐘凱

摘 要 三維測量與設(shè)計課程在教學(xué)過程中存在學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，建模能力弱的現(xiàn)象，針對這一問題，通過改進(jìn)考核方式，提出了一種基于OBE準(zhǔn)則下多維多尺度考核體系，經(jīng)過理論分析和實踐應(yīng)用，結(jié)果明該方法有明顯的效果。

關(guān)鍵詞 三維造型設(shè)計 OBE 多維多尺度 考核體系

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.03.033

Abstract In order to solve this problem， a multi-dimensional and multi-scale assessment system based on OBE criterion is proposed by improving the assessment method， and the results of theoretical analysis and practical application show that the method has obvious effect.

Keywords three-dimensional modeling design； OBE； multidimensional and multi-scales； assessment system

三維造型設(shè)計是研究型和應(yīng)用型院校機(jī)械制造大類都開設(shè)的一門專業(yè)核心課，它注重培養(yǎng)學(xué)生由二維空間向三維空間轉(zhuǎn)換的能力以及邏輯思維能力，是后期機(jī)械制造大類專業(yè)中數(shù)控加工、模具設(shè)計以及3D打印技術(shù)等課程的重要基礎(chǔ)。近年來，隨著我國高校教學(xué)改革的不斷深入，機(jī)械制造大類專業(yè)教學(xué)改革備受關(guān)注，這與國家制造產(chǎn)業(yè)提出的“從中國制造走向中國智造”的戰(zhàn)略部署相吻合。[1-2]三維造型設(shè)計課程作為機(jī)械制造大類專業(yè)的核心課程，如何改革使學(xué)生能夠提高三維建模的能力，日益凸顯重要性。

目前，三維造型設(shè)計課程的教學(xué)中存在著以下的主要問題：（1）講授知識教師為主導(dǎo)，而學(xué)生處于被動灌輸?shù)匚?；?）學(xué)習(xí)內(nèi)容枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。分析以上問題，本文認(rèn)為這一現(xiàn)象與考核體系有很大的關(guān)系。作為教學(xué)環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵一環(huán)，考核是教學(xué)內(nèi)容的延續(xù)，有效的考核評價體系是保證優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計達(dá)到預(yù)期學(xué)習(xí)成果的重要保障。傳統(tǒng)的考核方式以終結(jié)性考試為主，忽視了過程考核，側(cè)重于考查學(xué)生對知識點(diǎn)的理解，不注重知識的遷移和創(chuàng)新應(yīng)用，導(dǎo)致學(xué)生的積極性無法被充分調(diào)動起來，創(chuàng)新能力更無從說起。

為了提高學(xué)生的積極性和三維建模能力，以三維測量與設(shè)計課程為例，引入了OBE教學(xué)模式，[3-4]創(chuàng)建多維多尺度的考核評價體系，促進(jìn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，延伸了學(xué)生的學(xué)習(xí)時間和深度，經(jīng)實踐教學(xué)，驗證了該方法的有效性。

1 基于OBE準(zhǔn)則下多維多尺度考核體系的構(gòu)建思路

1.1 OBE教育理念

基于成果導(dǎo)向教育（Outcomes Based Education， OBE）是一種以學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教學(xué)模式。它強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)成果的預(yù)先設(shè)定與成果的實時評價，從組織、實施和評價三方面對教育進(jìn)行持續(xù)性改進(jìn)。OBE已被《華盛頓協(xié)議》全面接受，現(xiàn)已成為美國、英國和澳大利亞等國家教育改革的主流理念。[5]

傳統(tǒng)的教學(xué)模式先設(shè)計教學(xué)，再設(shè)定教學(xué)目標(biāo)，衡量學(xué)生的方法就是平時成績+期末成績，該方法忽視了學(xué)生掌握書本之外的能力。而OBE教育模式，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，先確定教學(xué)目標(biāo)，再設(shè)計教學(xué)，最后通過多維多尺度考核評價體系檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)的成效，是一種逆向的教學(xué)設(shè)計模式（如圖1所示）。在教學(xué)過程中為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，引入了投入學(xué)習(xí)理論，促使學(xué)生全身心投入到學(xué)習(xí)中。

1.2 多維多尺度考核體系的構(gòu)建思路

基于OBE的教育模式，考核包括了課程所有的學(xué)習(xí)成果，筆者提出了一種多維多尺度的考核評價體系。以三維測量與設(shè)計課程為例教學(xué)為例，多維是指課程考核體系從過程考核、理論知識考核、實踐能力考核和創(chuàng)新能力考核等多個方面的考核；多尺度是指每一個方面的考核又分為多個模塊去考核，如過程考核又可分為：出勤、課堂回答、平時作業(yè)、討論參與、資料搜集和團(tuán)隊協(xié)作等方面的考核。

此外，對于終結(jié)性考試模塊，可以采用柔性多梯度考核方式，參照舉重運(yùn)動員成績評分規(guī)則，每次考試可以給學(xué)生3次機(jī)會，學(xué)生在每次考試時可以任意選擇不同難度的梯度，即：如第1次可以選擇難度低的梯度，如（60，70）（單位：分），保證有了及格成績后，第2次、第3次再增加難度，尋求更高的分?jǐn)?shù)。如果首次沒有及格，學(xué)生還有兩次考試機(jī)會；如果首次及格了，學(xué)生可自由選擇是否放棄剩余兩次的考試機(jī)會。這種柔性多梯度考核方式給學(xué)生創(chuàng)造了更多選擇，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

2 基于OBE準(zhǔn)則下多維多尺度考核體系的實施

華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料成型與控制工程專業(yè)，開設(shè)了“3D測量技術(shù)與逆向設(shè)計”課程，并使用本文提出的方法進(jìn)行考核，取得了顯著效果，下面闡述具體的實施過程。

考核方式采用多維多尺度評價體系，具體如圖2所示。多維包括：過程考核、理論知識考核、實踐能力考核以及創(chuàng)新能力考核，各部分占比分比為：40%、20%、20%、20%，采用4222的模式。

多（六）尺度的過程考核具體包括出勤、回答問題、平時作業(yè)、討論參與、資料搜集和團(tuán)隊協(xié)作等方面的綜合考核。出勤和課堂回答通過微助教平臺完成，平時作業(yè)通過郵箱傳輸，討論參與、資料搜集和團(tuán)隊協(xié)作是在答辯環(huán)節(jié)和大作業(yè)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)，通過團(tuán)隊整體測評取成員最低分為團(tuán)隊所有成員最終成績的原則，來激發(fā)大家主動投入學(xué)習(xí)中。

理論知識考核：采用試卷測評和答辯測評兩個尺度，試卷測評采用閉卷形式，主要考查的內(nèi)容以設(shè)計軟件Rhino常用基本命令、常用設(shè)備以及繪圖技巧為主，同時增加應(yīng)用知識和創(chuàng)新知識。答辯測評是老師出一套開放性題目，學(xué)生自己去設(shè)計，設(shè)計完成后進(jìn)行答辯。例如：17級答辯的題目是，自行設(shè)計一支筆，要求具有螺紋可實現(xiàn)配合功能，可將筆芯裝入使用，外形簡單適用即可。如圖3所示為學(xué)生設(shè)計的筆通過3D打印機(jī)打印出實物，各零部件圖。

實踐能力考核：主要考查學(xué)生的上機(jī)實操能力，分為圖片復(fù)原考核和實物復(fù)原考核。圖片復(fù)原考核是通過幾張產(chǎn)品的圖片，將復(fù)原產(chǎn)品的三維模型；實物復(fù)原考核是給出實物模型，學(xué)生通過簡單測量后，近似創(chuàng)建出實物的三維模型。圖4為學(xué)生根據(jù)圖片復(fù)原出來汽車的車身三維模型。

創(chuàng)新能力考核：主要從復(fù)原創(chuàng)新考核和自主創(chuàng)新考核兩個尺度進(jìn)行考核。復(fù)原創(chuàng)新是指不僅較好地復(fù)原原有產(chǎn)品，在此基礎(chǔ)上再次進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計；自主創(chuàng)新是學(xué)生自己構(gòu)思出來產(chǎn)品的造型，并進(jìn)行三維建模。

3 傳統(tǒng)方法與該方法的對比分析

3.1 實驗情況

15級材控班（總?cè)藬?shù)78人）的“3D測量技術(shù)與逆向設(shè)計”課程時使用傳統(tǒng)教學(xué)方法；16級材控班（總?cè)藬?shù)82人）的《3D測量技術(shù)與逆向設(shè)計》課程時使用本文提出的方法，兩個年級進(jìn)行了比對和分析（注：兩個年級學(xué)生人數(shù)相近，生源、任課教師以及上課地點(diǎn)相同）。

3.2 實驗結(jié)果分析

從上課情況分析，16級的學(xué)生與15級學(xué)生相比較，學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)生參與程度都有了顯著提高，下面從學(xué)生成績和學(xué)生滿意度兩個方面進(jìn)行分析。通過對15級與16級課程成績分析，發(fā)現(xiàn)16級學(xué)生的不及格率降低了，高分人數(shù)增多，平均成績大于15級。16級學(xué)生對課程的滿意度調(diào)查，可以看出絕大多數(shù)學(xué)生對這種教學(xué)方式非常滿意。

4 結(jié)論

將OBE準(zhǔn)則下多維多尺度考核體系應(yīng)用到三維測量與設(shè)計課程教學(xué)中，經(jīng)過理論分析和實踐應(yīng)用，結(jié)果表明該方法有顯著的效果，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣有明顯提高，技能水平和創(chuàng)新力得到了培養(yǎng)。在今后的教學(xué)實踐中，還需經(jīng)過大量的實踐應(yīng)用，提煉出一套高效、實用的教學(xué)方法不斷的完善和改進(jìn)其效果。

參考文獻(xiàn)

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