基于OBE理念的计算机辅助制图分层递进式实训教学模式研究

周爱华 付 晓 杜姗姗 牛均豪

北京联合大学应用文理学院，北京 100191

成果导向教育（Outcome Based Education，OBE），是一种以学生的学习成果为导向的教育理念，1981 年由Spady 等人提出，并逐渐成为美国、加拿大、英国等国家教育改革的主流理念。成果导向教育遵循以学生为主体的本位理念与反向设计原则，倡导以学生学习成果为逻辑起点对教育理念和教学体系进行设计，从需求开始，由需求决定培养目标，再由培养目标决定毕业要求，进而由毕业要求决定课程体系。因此，其培养的人才较之传统教育更能满足国家、社会、行业以及用人单位的需求，最大程度上保证了教育目标与结果的一致性，为“培养什么样的人”“如何培养人”等问题提供了重要的思维解决路径。目前，成果导向教育在我国教育界的影响越来越大，广大专家、学者以及高校教师都加强了对成果导向教育的研究与教育教学实践，以期为国家建设培养更符合时代要求的建设者与接班人。

计算机制图技术是许多理工科专业学生必须具备的一门技能，AutoCAD 软件是高校培养学生计算机制图能力的首选软件之一，北京联合大学地理信息科学专业（以下简称“GIS专业”）就是基于AutoCAD软件开展计算机辅助制图课程教学的。计算机辅助制图课程是GIS专业的一门选修课程，主要讲授AutoCAD 软件的基本操作及其在地理信息相关领域的制图方法，培养学生应用AutoCAD 软件进行计算机制图以及解决专业问题的能力。作为一门软件操作课程，实训教学在该课程中的比重非常大，但是在信息技术快速发展的大背景下，原有的实训教学模式已经不能满足GIS 专业人才培养的需求，因此课题组综合考虑了社会及行业需求，基于OBE理念开展了计算机辅助制图课程的教学改革，探索分层递进式实训教学模式，以提高课程教学质量，适应时代的发展。

一、OBE理念引入计算机辅助制图教学的必要性

（一）课程内容固化，实训案例专业性不强

计算机辅助制图以AutoCAD 软件的基本功能为体系进行教学，内容基本固化，实训案例基于AutoCAD 标准教程，偏通用性，与专业的结合不够密切，不利于学生应用AutoCAD 软件解决专业问题。因此，如何设计实训案例，使其更具有专业特色并能够有效解决专业问题，是教学设计中要着重思考的问题。

（二）注重知识传授与技能培养，忽略学生综合素质提升

传统的计算机辅助制图教学以教师为主导，忽略了学生的主体地位。传统教学中更多的是教师教给学生怎么做，对学生独立思考能力的训练不足，同时过于注重知识的传授和制图技能的提升，导致对学生工匠精神、爱岗敬业、团结协作、严谨认真等专业品质的培养有欠缺。基于OBE理念的教学模式以学生为中心，强调知识、能力、素质三维度教学目标和“全面发展”的教学理念，更符合新时代人才培养的需求。

二、基于OBE理念的计算机辅助制图课程培养目标

首先，课题组通过用人单位调研、招聘信息分析以及毕业生跟踪回访，了解企事业单位对GIS 专业学生计算机制图能力的需求，即不仅要有扎实的理论基础和软件操作能力、解决问题能力，还要具备爱岗敬业品质和团队合作精神。其次，课题组通过学生评教数据与问卷调研数据分析，了解学生对课程的意见与建议。最终，课题组制定了以下4个层面的课程目标:

应用方面：学生能够熟练使用AutoCAD 软件，掌握其基本操作、常用绘图命令、编辑修改命令、制图环境设置、文字表格、图块、尺寸注记、数据共享与布局输出。

整合方面：学生能够使用AutoCAD 软件完成地形图、自然人文类专题地图、规划图、建筑图等相关专业图件的绘制，解决学习与生活中的实际问题。

价值方面：转变学生思维方式，养成以图的方式思考问题、解决问题的能力；同时促使学生养成严谨认真、精益求精的工作作风，实事求是、诚实守信的诚信品质，勇于突破的创新意识，团结协作的团队精神。

自主学习方面：学生能够利用MOOC、微课等线上学习平台和资源，进行自主学习，提升自主学习能力，养成自主学习的习惯。

三、基于OBE理念的计算机辅助制图分层递进式实训教学改革

基于OBE 理念的课程培养目标，本着“符合学生实际，激发学习兴趣，解决专业问题”的原则，优化课程教学内容，尤其是实训教学内容，并总结为分层递进式实训教学模式。

（一）实训教学实施原则

课题组在充分考虑课程特点、专业特色与学生特征的基础上，对分层递进式实训教学模式的设计与实施总结出以下四个原则。

1.循序渐进原则

计算机辅助制图对学生来说是一门全新的课程，而且在此之前学生几乎没有接触过其他计算机制图软件，因此要充分考虑学生的接受过程，在实训教学过程中注意由基础到提高、由简单到复杂的顺序，循序渐进，帮助学生打好制图基础。

2.因材施教原则

学生对课程的理解或接受程度是不同的，表现在实训教学方面就是学生完成绘图任务的时间差异性明显，因此要正视学生学习能力的差异，因材施教，既要保证操作能力弱的学生能够完成基本实训任务，又要及时给操作能力强的学生补充新的、难度大的实训任务，允许学生达到不同的掌握水平。

3.图海战术原则

对于一门绘图软件课程，大量的制图训练是必需的。因此，图海战术是该课程要遵循的一个重要原则。任课教师为学生准备了一个难度水平及图件类型多样化的实训图库，同时精心设计课堂教学环节，合理安排大小、难易程度不同的实训任务，使课堂环节充实、饱满，实现有限时间内的训练最大化、效率最高化。同时，学生也可自行选取感兴趣的图件在课余时间进行实践练习。

4.贴近专业原则

学习软件是为了更好地学以致用，用软件解决专业问题，因此实训教学中要强调用GIS 专业的制图思维思考问题，依据GIS专业的绘图流程、制图规范完成制图实训任务。

（二）实训教学构成及案例设计

分层递进式实训教学模式的教学案例设计遵循趣味性、层次性、专业性与综合性的原则，因为趣味性能激发学生学习兴趣，层次性能保证学习的循序渐进，而专业性与综合性则能保障课程学习服务于专业培养方案。因此，我们将实训教学设计为基础实训、扩展实训与综合实训三个层面，且在知识学习与技能培养方面皆为递进关系，同时兼顾综合素质的提升。

1.基础实训及案例设计

基础实训为第一层面实训，实训案例以几何图形为主。案例特点是图形内容简单且具有针对性、技巧性或趣味性的特点，目的是使学生了解AutoCAD 软件的操作规则，掌握AutoCAD 的基本操作命令，以及一些命令的使用技巧，可以有效提升学生对软件的学习兴趣，培养学生严谨认真的工作品质。该类案例主要来源于教材以及AutoCAD认证考试的历年试题。

2.扩展实训及案例设计

扩展实训为第二层面实训，实训内容为专业图形符号，包括各类地图中的常用符号，以及建筑图、规划图中的符号、小品等。扩展实训一方面能够练习基本的绘图命令，养成良好的制图操作习惯，另一方面还有助于学生掌握专业图形符号的绘制方法，同时这些图形还是综合实训图形的构成要素，在素质教育方面有助于培养学生的创新思维。

3.综合实训及案例设计

综合实训为第三层面实训，实训内容为专业综合图形，主要包括地形图、行政区划图、人口地图、经济地图、土地利用图和旅游交通图等。综合实训案例的设计，主要参考先修的自然地理学、人文地理学、地图学以及测绘学基础等课程，将之前课程中学过的图形、数据采集方式以及制图理论与方法用AutoCAD 软件进行绘图实践，以实现计算机辅助制图课程与先修课程的顺利衔接。综合实训案例具有专业性和应用性强的特点，要求学生撰写并提交实训报告，且最大的综合实训案例需要学生分组完成。通过该层面的实训，学生能够掌握GIS专业领域内一般性地图和图形的绘制方法，同时有助于培养学生的工匠精神、团队合作、诚信品质和创新意识。

分层递进式实训教学基本上按照“基础实训—扩展实训—综合实训”的次序开展，但由于基础实训案例具有小而有趣的特点，也会根据教学内容、时间进度等具体情况在其他层面实训教学中穿插进行。

（三）实训教学实施

1.实训教学实施流程

根据实训内容与时间安排将三个层面的实训分为两个大类：一类为广义基础实训，包括基础实训和扩展实训，实训内容为几何图形和专业图形符号，实训任务较小，可以利用课堂时间完成；二为综合实训，是课堂实训与课余实训的结合，实训内容为专业综合图形。这类实训任务较为复杂，教师在课堂上讲解制图方法与步骤，需要学生利用课余时间完成实训任务。

两类实训在具体实施流程上稍有不同，见图1。两类实训初始都是教师下发实训任务，给学生少量时间思考并简单实践，然后师生共同分析实训任务，再由教师进行绘图流程讲解与操作演示。对于广义基础实训，学生在课堂上进行制图实践，教师巡视指导，随时解决学生在制图中遇到的问题，制图完毕后师生共同分析点评，总结实训案例的特点以及学生遇到的问题和问题解决方案；对于综合实训，则是教师在讲解绘图流程与操作演示完毕后，安排学生在课余时间进行制图实践，并按规定的时间提交成果、实训报告，教师及时批改作业，核查学生图件中存在的问题，并在后面的教学中进行总结点评。

2.实训教学的有效组织

（1）多种教学方法综合应用。在实训教学中，学生是主体，是实训任务的完成者，教师是任务下发人与指导者。要有效组织实训教学，必须根据内容选择行之有效的教学方法，注重多种教学方法的综合应用，不仅可以使用软件操作类课程常用的展示法、演示法、练习法，在综合实训部分还会使用任务驱动法、问题导向法；并且要充分考虑学生需求，在学校BP 网络学堂上传部分操作视频和学习资源，方便学生自主学习，使线上、线下混合教学方式的效用最大化。多种教学方法的综合应用，充分调动了学生的积极性、能动性，促进其思考并发现问题、解决问题。

（2）个体任务和小组任务结合。随着课程教学的有效开展，实训任务由小到大、由简单到复杂，实训主体也由学生个体发展为小组，即课程开展初期及中期的相对一般小的或简单的实训任务由学生个体完成，而后期复杂的、综合性的实训任务则由小组成员分工协作，共同完成。这样做既扎实了学生的制图基本功，使学生体验了实际任务的制作程序，又培养了学生团队合作、协同作业的能力。

（3）使用学生助教。安排操作能力强的学生作为助教，让其在完成自身实训任务的前提下，帮忙指导其他同学。还要增加巡视指导人员的数量，使更多需要帮助的学生能够在第一时间接受指导。这样降低了任课教师的工作强度，也锻炼了作为助教的学生的能力，是一项双赢的措施。

（4）对学生提出更高要求。计算机辅助制图课程分层递进式实训教学的顺利开展需要教师和学生的配合与共同努力，因此对学生提出以下要求：第一，认真听讲，勤于思考，按时、独立完成课堂与课下实训任务；第二，常用命令，尤其是常用绘图命令与编辑修改命令必须使用命令别名，以提高软件操作速度；第三，将Auto‐CAD 软件与制图方法应用于生活中或其他课程的学习中，从而达到学以致用的目的；第四，充分利用学校的BP网络学堂、中国大学MOOC 等网络学习平台以及其他的网络学习资源，深化软件学习，并培养个人自学能力。

四、考核方式

计算机辅助制图课程考核方式分为过程性考核和终结性考核两部分。过程性考核占比为60%；终结性考核为上机闭卷考试，占比40%。其中，课堂表现以及基础实训、扩展实训、综合实训的成果构成过程性考核，在平时成绩中的占比分别为10%、10%、30%、50%。加大平时过程性学习成果的考核比重，有助于保证学生日常学习的有效开展，加强学生对软件的掌握，促进学习效率与效果的提升。期末考试在机房进行，题型类似于AutoCAD 认证考试题型，主要考查学生对软件的掌握程度及绘图技巧，对学生后续考取AutoCAD 工程师认证证书具有积极作用。

五、结论

地理信息科学专业计算机辅助制图课程主要讲授AutoCAD 软件的基本操作及其在地理信息相关领域的制图应用，实训教学所占比重很大。基于OBE 理念，针对社会需求、软件特点、专业特色以及学生特征，课题组采用分层递进式实训教学模式，设计基础实训、扩展实训及综合实训三个层面的实训内容，综合应用多种教学方法，以个人和小组结合的方式开展实训教学，获得了满意的教学效果，较好地实现了软件学习、专业图件绘制以及学生综合素养提升三个目标。