工程认证理念在CAD课程的运用

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0引言

工程cad课程（简称CAD课程）是理工科专业一门十分重要的专业基础课程，通过该课程的学习，学生需要熟练应用计算机软件AutoCAD的设置、绘图命令、编辑方法，结合土木工程制图相关规范，完成土木工程领域施工图的绘制和修改。在工程教育认证背景下，要求学生不仅熟悉软件模块功能，而且在此基础上达到一定的熟练度，从而适应以后工程项目设计及施工管理中100%计算机出图率的要求。10.3969/j.issn.1671-489X.2022.13.112基于工程认证理念的CAD课程改革实践*◆董晓梅符帅CAD课程教学目前还存在一些问题，包括：课程能力目标与分项实验成果的映射关系还需要进一步明晰，这也是运用OBE（成果导向教育）理念首先需要解决的问题；根据现有的培养方案，该课程为24学时，略有不足；CAD理论授课和上机实验课分布在不同时间段，理论学习与实践练习在时间上分离；有限的机房上机练习时间在客观上影响操作技能的掌握。基于工程教育认证理念，对CAD课程进行改革实践。

1工程教育认证理念

工程教育专业认证遵循三个基本理念：成果导向、以学生为中心、持续改进。OBE理念已成为欧美国家教育改革的主流理念，被工程教育专业认证完全采纳。工程教育专业认证的核心理念强调以学生为中心，通过评价所有学生学习成果的达成度来评价专业办学的有效性。所谓持续改进，就是强调在认证之前实现教育教学以及管理理念的转变，更注重在认证过程中持续深化教育教学改革。

2课堂教学改革

2.1以成果为导向，进行反向教学设计

基于OBE理念设计教学内容，改善教学方案。成果不只是学生对软件模块功能的了解和识记，还包括上机实际绘图操作成功的能力。按照OBE理念，对CAD课程进行反向教学设计。如表1所示，CAD课程的三个核心能力目标及其达成路径有明确的对应关系，最大限度保证教学目标与结果的一致性。专项实验报告是学生阶段练习的重要成果形式。以明确的实验目标为导向的教学设计引导学生更加重视软件实操效果。实验任务的教学设计不仅能让学生自觉地将理论认知快速应用到实际操作中，在实际软件操作中发现问题、分析问题、解决问题，也能让教师及时发现学生的薄弱环节，从而有针对性地纠正偏差，增加相应的强化训练环节。教学实践证明：通过反复地操作实践，绝大多数学生能完成课程实验任务，而且随着课程内容的推进，学生的学习效果明显越来越好。这就说明以成果为导向的教学设计使得学生收获更多的成就感，从而提升学生的学习兴趣和自信心。各项CAD实验任务的设定相对独立，且符合操作先简后繁、由浅入深，任务量渐次增加的软件学习规律，例如：先学习点线绘制，再学习多段线、多线，进一步学习多边形、面域填充，再进行图层、图块的建立及属性编辑。对于线型、文字样式、标注样式、多线样式等格式菜单功能的使用方法可以穿插在各专项实验中讲授。CAD课程提供在线章节测试任务点，每章测试题目包含一定数量的同类CAD设置及操作命令的客观性试题。学生在学习每章知识点后，通过章节测验自行检验对知识点的理解是否不够清晰，是否仍存在偏差。章节测验在线提交后，学生即可看到正确答案。学生通常可以通过软件实际操作来验证答案的正确性，从而加深对各种命令功能的理解及操作步骤的熟练度。

2.2以学生为中心，改进教学方法

教学方法从灌输课堂向对话课堂转变，从知识课堂向能力课堂转变，强调学生课堂学习成果输出，要求学生完成课堂学习后能具备预期的能力，构建学生个性化学习的条件和氛围。

2.2.1屏幕广播辅助教学

CAD理论和实验教学都采用现场机房教学。教师主机采用屏幕广播的教学形式，解决学生操作步骤看不清楚的问题。实践发现：屏幕广播时间不宜过长，一般不宜超过15分钟，中间应穿插学生练习，否则不利于学生注意力集中而影响教学效果。屏幕广播建议设置为边听边练模式，避免光听不练、听完就忘的现象。学生在操作练习时如遇问题，教师可以随时提供指导帮助，在解决问题的同时让学生有所收获。

2.2.2任务驱动实操考核

采用演示、讲解、任务练习、问题辅导、再熟练操作的方式引导学生熟悉各菜单下的常用命令。以局部简单建筑平面图为任务驱动，要求学生完成图形的各种修改任务。建议学生采用多种方式修改图形，以熟悉CAD多重操作命令。课下布置练习作业，评测学生课程目标的达成度。以专项实验报告为成果形式，要求学生上机实操完成对应能力目标模块的专项任务，并根据学生的完成情况进行成绩评定。为了培养学生独立思考、独立操作的能力，实验任务采用一人一题的任务设计，有效避免相互抄袭、拷贝成果的现象，实验成果成绩真实反映学生的操作水平。以成果为导向，以实验任务驱动，促使师生的教与学行为切实聚焦于课程分项目标的实现。

2.2.3线上线下混合式教学

欲达到软件熟练操作的目标，仅仅依靠有限的课堂学习任务是不够的。采用线上线下混合式教学方式在一定程度上解决了学时不够的问题，使学生的课堂学习与实验延伸至课外。针对CAD课程建立幕课平台，学生通过线上选课观看课程网络资源，有权限反复观看相关的教学视频和教学课件PPT，及时解决课堂上遗留的问题；还可以随时给教师留言提问，无论是共性问题还是个性问题，都将得到教师的在线指导和回复。在学习时间的安排上，学生有更大的自由度。

2.3持续改进，深化教学改革

2.3.1成绩评定

CAD课程考核成绩构成：平时成绩占20%，实验成绩占40%，期末上机测试成绩占40%。其中，平时成绩包括考勤和各章节测验成绩，主要考查学生对所学知识的理解和熟练程度；实验成绩包括若干次分项实验成绩，主要反映学生实操技能的熟练度；期末上机测试成绩反映学生CAD绘图技能的综合应用水平。平时测试和实验考核起到教学过程控制的作用，期末上机实操考核起到结果控制的作用。实验任务采用一人一题的教学设计，有效避免相互抄袭拷贝成果的现象，实验成果成绩真实地反映学生的操作水平。

2.3.2课程目标达成度分析

以B170517/18班为例，通过分析目标达成度发现（图1）：课程能力目标1、2、3的达成度分别为0.9034、0.7563、0.8285，目标达成度整体较高。其中，第1、3能力目标学生达成度较好，第2能力目标一般，这与第2能力目标的难度有关。能力目标1主要涉及基本线类、图形类及图案类命令的内容，此类命令较简单直接，学生容易掌握。而能力目标2主要涉及尺寸样式的具体设置，较复杂，是学生错误率较高的知识环节。与能力目标2对应的实验项目属于综合性实验，不仅要求学生灵活熟练各种编辑修改命令，同时需要学生正确分析选择图元修改策略，反映学生对各种编辑修改工具的综合应用水平。

2.3.3持续改进措施

比较本科17级两个班级和18级两个班级CAD课程成绩（图2、图3），B18级较B17级优秀率提高9%，B18级平均成绩高于B17级，B18级最低成绩为良好，说明以成果为导向、以学生为中心的一系列教学改革措施成效明显。为了进一步提高工程教育人才质量，对CAD课程下一步的改进措施包括以下几个方面：1）针对能力目标2达成度较低的情况，分解细化能力目标2，使其形成合理的难度递进关系；2）调整分项实验项目要求，使其与能力目标更具映射关系；3）增加复杂命令的专项操作训练；4）适当增加综合性实验项目；5）提高实验室机房开放率，为学生提供更多实操机会。

3结语

通过两学期CAD课程的教学改革实践，证明了以成果为导向的教学理念的有效性。任课教师以采用目标明确、路径高效的教学设计为前提，以学生作为目标实现的主体，将以成果为导向的理念清晰地传递给学生。明确的上机实验项目考核可以检验分项目标的达成度，在这样的过程控制中，学生的实验成绩反馈出教学中的一些普遍问题和个体问题。反思教学设计，调整教学方法，改善教学条件，有针对性地解决影响目标达成的各类问题，这是以学生为中心的教学理念的体现，从而更好地深化教学改革，提高教学质量。

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作者:董晓梅 符帅 单位:洛阳理工学院土木工程学院