宋樹杰，孟永宏，趙鵬濤

（陜西師范大學食品工程與營養(yǎng)科學學院，陜西西安 710119）

在“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的基礎上，基于服務國家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求和面向未來發(fā)展的高度，教育部提出了一項持續(xù)深化工程教育改革的重大行動計劃“新工科建設”[1]。與傳統(tǒng)工科相比，新工科建設具有鮮明的反映時代特征、內(nèi)涵豐富新穎、多學科交叉融合、涉及面廣等特點。新工科建設的基礎在于課程建設，因此對課程教學也提出了更高的要求。

作為食品工程類專業(yè)的必修基礎課程，“工程制圖”是探究運用正投影的基本理論和方法，繪制和閱讀各種工程圖樣的一門課程，也是“食品工程原理”“食品機械與設備”“食品工廠設計”等課程的基礎。作為理論與實踐并重的技術基礎課程，其教學內(nèi)容主要包括：①制圖的基礎知識與技能；②正投影的基礎知識；③立體的投影；④軸測圖；⑤組合體；⑥機件常用的表達方法；⑦標準件與常用件；⑧零件圖；⑨裝配圖；⑩其他工程圖樣簡介等[2]。由于“工程制圖”課程內(nèi)容理論性較強，同時重視實踐操作繪圖與理論基礎知識結(jié)合的能力。通過該課程的學習，學生需達到以下教學目標：掌握正投影的基本原理及其應用；學習利用繪圖儀器工具，計算機及繪圖繪制工程圖樣的方法及基本技能；培養(yǎng)初步的空間想象力和形體構(gòu)思能力，能閱讀常見的、較簡單的零件圖和裝配圖；熟悉《技術制圖》與《機械制圖》及其有關的國家標準，具有查閱有關標準手冊的能力；培養(yǎng)學生認真負責的工作態(tài)度和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。但目前，傳統(tǒng)“工程制圖”課程體系并不符合新工科建設要求，限制了食品工程類專業(yè)學生后續(xù)課程的學習及工程素養(yǎng)的養(yǎng)成。

作為一種主流且先進的教育教學理念，以成果為導向的教育模式（Out-come-based Education，OBE）已成為世界各國工程教育改革與建設的主流理念及重要的質(zhì)量評價準則[3]。基于OBE 模式構(gòu)建的課程體系更加注重學生由課程真正掌握的知識、能力和素質(zhì)，而非單純的教學內(nèi)容。因此，基于OBE 教育理念的課程教學體系建設的核心思想是將學生學作為中心，將其學習成果作為目標。作為學生學習的向?qū)Ы巧?，教師引領學生完成自主學習，最終完成課堂教學質(zhì)量持續(xù)改進的目的。與新經(jīng)濟時代的工程教育要求相符，以OBE 理念探索提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的具體途徑，以完成工程教育改革目標，得到了國內(nèi)地方工科院校的廣泛關注[4]。

據(jù)此，以食品工程類專業(yè)的必修基礎課程“工程制圖”課程為例，通過OBE 理念與“工程制圖”課程教學體系相互融合，完成教學目標、內(nèi)容、方法及考核方式等多方面的課程體系建設，實現(xiàn)對課程改革與實踐的持續(xù)改進。以學校食品科學與工程專業(yè)為例進行了課程教學實踐，以適應新工科建設的發(fā)展要求，為學生的全面發(fā)展奠定基礎。

1 基于OBE 理念的“工程制圖”教學體系改革方向與思路

目前，基于OBE 理念的教學模式創(chuàng)新與改革的基本理念及主要核心思想為：以教學產(chǎn)出為中心，完成對其的定義→實現(xiàn)→評估→使用的持續(xù)改進?；谝陨匣纠砟睿Y(jié)合“新工科”建設要求與陜西師范大學食品科學與工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，根據(jù)“工程制圖”課程教學特點，則基于OBE 理念的工程制圖課程體系構(gòu)建思路為：首先定義教學產(chǎn)出；然后根據(jù)教學產(chǎn)出的目標和任務，完成教學內(nèi)容及教學方法反向設計，并構(gòu)建基于OBE 理念的課程體系結(jié)構(gòu)，保證學生達到預期目標，滿足“新工科”建設要求；然后，以教學目標達成度與教學任務完成度作為評價指標對教學產(chǎn)出進行評估；最后，利用教學產(chǎn)出的使用對該教育模式持續(xù)改進，如課程內(nèi)容優(yōu)化，教學方法改良及考核方式完善等。

2 基于OBE 理念的“工程制圖”教學體系改革的實施

2.1 教學產(chǎn)出定義，教學目標重構(gòu)

原有“工程制圖”課程目標單純關注學生對基礎制圖原理的掌握及學習，而缺乏對學生畢業(yè)要求支撐與支持思想。而利用OBE 理念與課程教學融合的教學目標是根據(jù)學生畢業(yè)時的學習產(chǎn)出成果來完成的，首先需將課程教學目標、學生畢業(yè)要求及“新工科”建設目標的內(nèi)在聯(lián)系進行構(gòu)建，以明確課程教學目標對于學生專業(yè)培養(yǎng)方案中的具體作用和在畢業(yè)要求達成方面所作的貢獻。根據(jù)陜西師范大學食品科學與工程專業(yè)培養(yǎng)目標為：培養(yǎng)滿足國家建設需要的高級食品工程技術人才，則“工程制圖”課程與新工科食品科學與工程專業(yè)畢業(yè)要求的對應支撐矩陣如表1 所示。

“工程制圖”對食品科學與工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐矩陣見表1。

表1 “工程制圖”對食品科學與工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐矩陣

根據(jù)課程支撐矩陣確定了課程教學目標如下：①通過課程基礎知識及其方法論的學習，如正投影的基本原理、繪圖儀器及計算機繪圖技術等，使學生具備協(xié)同應用數(shù)學幾何及工科知識的能力；②培養(yǎng)學生工程觀點，學生通過“工程制圖”課程的學習，工程思路得到有效開拓，知識范圍得到拓寬，創(chuàng)新思維得到啟發(fā)與鍛煉，從而將課程知識與原理技術應用于食品工程實踐，設計新裝備及食品工廠；③培養(yǎng)學生利用計算機工具，繪制工程圖樣的方法與基本技能的能力；④培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作和有效溝通的能力；⑤具備閱讀及管理常見，較簡單零件圖和裝配圖的能力。畢業(yè)要求（a） 由設置的教學目標1 進行支撐，以考查學生對工程基礎知識基本理論的掌握；畢業(yè)要求（b） （c） （d） 和（e） 由教學目標2~3 進行支撐，教學目標4，5 分別支撐畢業(yè)要求（h） 和（i）。

2.2 教學內(nèi)容的優(yōu)化

“工程制圖”是以《技術制圖》與《機械制圖》等國家標準為基礎，掌握正投影的基本原理及其應用，同時學習利用繪圖儀器工具，計算機及繪圖繪制工程圖樣的方法及基本技能；培養(yǎng)初步的空間想象力和形體構(gòu)思能力，能閱讀常見的、較簡單的零件圖和裝配圖；培養(yǎng)學生認真負責的工作態(tài)度和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。

根據(jù)OBE 的教育理念與“工程制圖”課程融合目標，教學內(nèi)容和教學環(huán)節(jié)需支撐與支持課程教學目標。因此，課程在保留原有核心內(nèi)容的基礎上，結(jié)合典型中國工匠工程案例，如火星探測器“天問一號”、國產(chǎn)大飛機C919、港珠澳跨海大橋、中國天眼（500 m 口徑球面射電望遠鏡） 等，增加食品工業(yè)機械熱點問題，豐富課程的教學內(nèi)容，培養(yǎng)學生的動手繪圖能力、創(chuàng)新能力及發(fā)現(xiàn)與分析解決問題的能力。根據(jù)“工程制圖”各章節(jié)內(nèi)容的特點，教學內(nèi)容可有機分為畫法幾何、制圖基礎、機械制圖及計算機繪圖等4 個教學模塊。

基于OBE 理念的工程制圖課程主要內(nèi)容的重組優(yōu)化見表2。

表2 基于OBE 理念的工程制圖課程主要內(nèi)容的重組優(yōu)化

2.3 教學方法的改進

教學方法與手段是激發(fā)學生學習興趣，達成教學目標的重要措施。通過改進教學手段，可改變原有教學方法單一而造成的學生參與度低、學習動力不足、課堂不活躍等缺點，嚴重降低了教學效果，也與OBE 教學理念相悖。因此，課堂教學中采用靈活多樣的教學方法。為了達到較為良好的教學目標，從學情出發(fā)，結(jié)合教學內(nèi)容特點，采用啟發(fā)、案例、項目分析、問題驅(qū)動等教學方式，形成活躍的課堂氣氛和提高授課信息量。

項目教學法是學生獨立完成項目需求信息收集、解決方案設計、實施及評價全過程，并根據(jù)教師指導，自主了解并把握所有環(huán)節(jié)的基本要求，可系統(tǒng)培養(yǎng)學生的全局意識，加深知識學習掌握與應用效果。選擇機械制圖的國家標準、裝配圖的內(nèi)容與繪制應用該方法。問題驅(qū)動式教學法是利用學生好奇心及探索欲，以問題為起點及核心規(guī)劃教學內(nèi)容，以探索問題解決方案為設計教學過程，可顯著提高學生課堂參與度及主動性，激發(fā)學生求知欲及探索思維[5]，選擇點線面的投影過程與特性、基本幾何體的投影、截交與相貫應用該方法。

啟發(fā)式教學以學生思維啟發(fā)為目標與核心，可有效提高學生學習知識的積極性與主動性，選擇投影的基本知識、平面圖形的繪制、計算機二維圖形的繪制應用該教學方法。案例教學法是將實際工程場景圍繞教學目標及內(nèi)容進行典型化加工與處理，構(gòu)成學生分析與學習的案例，并經(jīng)過學生獨立探究及成組研討的方式，建立解決方案，以培養(yǎng)學生分析及解決實際生產(chǎn)問題的素養(yǎng)及能力[6]。選擇標準件與常用件的表達、零件圖的內(nèi)容與繪制和計算機尺寸，文本與公差的標注應用該方法教學。

2.4 考核方式的改革

原“工程制圖”的課程評價方法與OBE 教學理念背道而馳，主要以知識與技能的獲取量為標準，缺乏學生綜合素質(zhì)能力的評價與考核。因此，基于OBE 理念的“工程制圖”教學評價體系主要評價教學目標的完成度及教學任務的掌握度，同時綜合評價學生的工程素養(yǎng)及解決工程問題的能力，因此需要豐富考核方式，并打通教與學的反饋通道。①多元化考試形式。由原先的期末考試、計算機繪圖成績及手工繪圖作業(yè)成績?yōu)橹鳎⒃黾幽芰εc素質(zhì)、學習態(tài)度，完成考核的平時性評價，促進學生積極主動學習；②完成教學相長與促進融合。利用微信投票與PPT 彈幕小程序，完成教學效果的實時反饋，掌握學生的學習效果，及時調(diào)整課程進程及教學方法。

3 結(jié)語

在“新工科建設”工程人才培養(yǎng)思想的指導下，將OBE 的教學理念融入到食品工程類專業(yè)“工程制圖”課程的教學目標、內(nèi)容、方法及考核方式等方面，完成了課程教學的改革及實踐，以此提高教學內(nèi)容的系統(tǒng)性與前沿性和教學方法的先進性和互動性。教學實踐表明，基于OBE 理念的“工程制圖”課程教學體系改革能增強學生主動學習意識，提高學生的創(chuàng)新思維及實踐能力，對于“新工科”背景下創(chuàng)新型工程人才的培養(yǎng)具有重要的推進作用。