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[摘要] 《机械制图与CAD》教学改革在教学内容上将三维CAD与机械制图有机融合,并贯穿于整个制图教学过程中;利用三维建模技术优势改革教法,创新学法;基于能力的多元化课程考核评价体系由一系列考核模块组成,在不同阶段从不同方面评价学生的学习质量,使学生循序渐进地达到课程教学目标;考核评价体系的补救措施具有调动学生学习积极性的作用.此改革方案经过校技术应用型本科人才培养模式创新实验区试点班试验,效果较好。
[关键词] 机械制图 三维CAD 教学改革 考核评价
引言
为落实教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见,把学校建设成为一所特色型大学,我校本着“技术立校、应用为本”的办学指导方针,结合学校实际开展技术本科人才培养模式创新实验区的试点工作。并在08、09级“机械设计及其自动化”和“电气工程及其自动化”两个本科专业中连续各选取一个班级作为试点班开展试点工作.《机械制图》课程是实验区机械设计制造及其自动化专业(数字化设计制造技术方向)试点班培养方案中首当其冲的一门非常重要的专业基础课,依据我校的办学定位、培养目标和学生状况,课程改革组以人才培养模式创新实验区试点班为实验样本,对传统的机械制图课程进行改革,大胆探索并积极实践。
1 机械制图与CAD课程教学内容和教学方法的改革
1.1顺应现代技术发展趋势,改革课程教学内容
教育部教高【2007】2号文件明确提出:要根据经济社会发展和科技进步的需要,及时更新教学内容,将新知识、新理论和新技术充实到教学内容中,为学生提供符合时代需要的课程体系和教学内容[1]。因此,在制图教学中及时引入现代设计新技术是广大图学教学工作者义不容辞的责任和义务。
1.1.1三维CAD与机械制图密切相关
随着技术进步和市场竞争的日益激烈,产品的技术含量和复杂程度不断增加,产品的生命周期不断缩短,企业要想在竞争中形成优势就要缩短新产品的开发和上市周期。因此,在计算机上完成产品的开发,通过对产品模型的分析,改进产品设计方案,在数字状态下进行产品的虚拟试验和制造,再对设计进行改进或完善的数字化产品开发技术变得越来越重要。数字化建模是产品数字化设计的关键,数字产品的几何模型主要采用三维模型。采用三维数字化设计不仅使设计对象几何形状得以直观显示,而且被赋予物理属性的三维模型可以为其后进行的设计分析、验证、模拟与仿真提供保障[2]。
近年来,由于计算机辅助设计与制造技术(即CAD/CAM)的迅猛发展,出现了许多三维设计软件,如NX (UG)、SOLIDWORKS、PRO/ENGINEER等,它们都有直观的模型设计空间(MODEL SPACE) 、方便而简洁的建模方式、足够强大的实體编辑功能;三维模型转换二维工程图;自动进行尺寸标注、虚拟装配、定位;进行干涉检查等。由此可见,三维设计软件的内容与机械制图内容密切相关。三维软件强大的绘图功能,使机械制图的教学内容不得不随之发生变化。在学习机械制图传统内容中结合三维软件的学习,既是顺应先进制造技术所需的一种发展趋势,也是制图课程教学改革为之努力的一个方向。
1.1.2三维CAD与机械制图有机融合
1.1.2.1国内外一些高校的做法[3,4]
美国的一些高校近年来加强了徒手草图和三维建模的教学内容。例如,弗吉尼亚州立大学工程技术学院2004年春季学期的教学大纲中,有关二维和三维内容的安排为:画轴测图、用绘图软件画二维图、用SolidWorks生成零件实体模型、由实体模型生成二维图等。美国国家先进制造协会建议教育界应提高学生的读图能力以及实体造型与形体表达能力。
日本武藏大学的平野重雄与东京的铃木教授对1995年12月由日本设计工程学会发起的“工业界的大学设计制图的期望”的147个公司返回的调查问卷做了分析总结,他们认为:三维CAD时代正在快速走来,它使传统设计与绘图的思想、内容与方法都发生了变化,现在是讨论三维CAD教育的目的与内容的最好时候。
以三维造型为基础改造传统的制图课程内容与体系为近年来广大图学工作者关注的研究热点。目前各高校在制图教学中引入三维造型和三维软件,形成如下3种主要模式:以三维造型整合课程内容体系;三维造型与二维绘图并重;基本保持原制图课内容,单独介绍三维造型软件。
1.1.2.2我校的具体做法
我校对《机械制图与CAD》课程的改革采取以传统的机械制图内容体系为主线,将三维CAD的内容与其有机融合,并贯穿于整个制图教学过程中,具体见表1,在培养绘图能力方面,要求计算机绘图能力、手绘草图能力及尺规绘图能力三者缺一不可,重点在计算机绘图能力上。
表1《机械制图与CAD》内容
机械制图与CAD
机械制图内容 NX软件内容
制图的基本知识和基本技能8 草图
点、线、面的投影
基本体的投影 基本体素特征
截交、相贯 布尔运算
组合体 扫描特征、设计特征、基准特征、特征操作
视图、剖视图、断面图 三维模型转二维工程图
标准件和常用件 标准件的参数化建模
零件图 工程图的尺寸标注、技术要求的注写、标题栏的填写
装配图 装配建模;三维模型转二维装配图;序号和明细栏的注写
1.2发挥三维建模技术优势,改革课程教学方法
将三维CAD与机械制图的相关内容有机融合后,为教师在机械制图的教学中充分发挥三维建模技术优势,以学生为本,改革课程教学方法提供了很好的平台。该平台突破传统的教学模式, 具有与传统的机械制图课程教学手段和方法所无法比拟的优势:
(1)教师自制虚拟模型库,突破教学难点
目前,国内部分高校自主开发了一些《机械制图》CAI 课件,但经过笔者教学实践的检验, 效果并不理想。因为课件中的三维模型是固定的或很快转一圈,只能看到模型的部分表面,且不够清晰,也不能放大,未真正解决教学中向学生分析清楚形体的难题。而充分利用虚拟模型库,在教学过程中调用其中的模型,加以NX的辅助操作,对3D 实体进行动态而全面的观察, 如:旋转命令可从不同的角度充分、形象地观察到机件的形状、表面交线等,因此原来不易讲清的内容现在变得容易讲清楚了。如两等径圆柱正交,其交线是椭圆,以前就算教师手拿模型,讲得口干舌燥,坐在稍后的学生还是看不清不理解。现利用NX的三维模型,其上的椭圆显示非常清楚,如图1.又如用在圆柱上打一个沉孔来比较说明圆柱面和圆柱面的交线与圆柱面和平面的交线之不同,如图2.
图1 两等径圆柱正交
图2 圆柱上的沉孔
(2)学生掌握三维建模技术,做学习的主人
课程改革明确提出“以学生为本,将学习的主动权交给学生”。虽然目前制图教学公认为比较先进的手段是利用三维软件制作三维模型,用于课堂教学。实际上仅仅如此还不够,因为制图课程的课后作业很多,不少学生在做作业的过程中会遇到较难想象的形体,特别是形体表面的交线,此时教师并不在场,学生无模型可观察。如果让学生掌握了三维建模技术,就等于掌握了学习的主动权,他们可自己制作模型进行观察和分析,变被动接受为主动探究,从学习技术到应用技术,让形象、生动的三维模型为单调、难以想象的学习增加感性认识,增添学习乐趣,从而激发学习兴趣,见图3.学生在学习知识的同时提高了自行分析形体能力及空间思维能力。
(a) (b)
(c) (d)
图3自建模型观察和分析
注:图3中,(a)为习题,要求补全俯视图,补画左视图;(b)为学生自建图(a)所示的模 型;(c)为模型的俯视图;(d)为模型的左视图。
(3)利用三维建模技术改变“能力倾向”,提高学习效率
美国著名心理学家、教育家布卢姆认为在学习中学生成绩是参差不齐的,这并不是某些学生没有学习能力,而是能力倾向不同。“能力倾向是指学生掌握一定的学习材料所需要的时间量” ,“只要有足够的时间 ,大多数学生都能完成一定的学习任务”。由此我们经常听到教师这样鼓励学生:只要在学习上多花点时间,你一定能学好!然而有了三维建模技术,就能改变学生学习制图的“能力倾向”,即缩短掌握该内容所需的时间量,从而提高学习效率。
2 机械制图与CAD课程考核评价的改革
课程教学目标是否通过教学得以实现,这要通过对教学活动进行评价才能得出。因此课程考核评价是课程教学体系中一个重要组成部分,而课程考核评价的改革也就成为课程教学改革不可或缺的一部分。
2.1建立基于能力的多元化课程考核评价体系
机械制图课程是机械类专业一门十分重要的专业基础课,很多高校都建有专门的试卷(题)库,我校也不例外。传统的机械制图考试是从题库中抽(组)卷或由教师命题出卷,学生按规定时间闭卷答题,教师阅卷评分,以此评价学生对课程知识的掌握程度,验收教学效果。这种考核评价方式单一、考核知识点不全面,尤其是后半部分国家标准内容居多,容易造成学生“死记”知识。我校的机械制图与CAD课程改革坚持以学生为本,注意让学生在学习知识的过程中形成能力,并运用能力去解决问题。在进行教学内容和教学方法改革的同时对课程考核评价作了一些探索,根据教学目标确定考核内容,建立了基于能力的多元化课程考核评价体系,见表2.此体系由一系列考核模块组成,考核形式除做试卷外,还有上机操作、测绘等,另外根据制图课程实践性强的特点将作业成绩的评价纳入考核评价体系,改变了原来从试卷库中抽一张卷子考试的单一评价模式,有利于提高学生的技术应用能力,并在不同阶段从不同方面更全面、更准确地评价学生的学习质量。
表2基于能力的多元化课程考核评价体系
Table.2 the Competency-based, Diversified Evaluation System of Course
2.2采用以形成性评价为主的课程考核评价模式
2.2.1形成性评价概述
形成性评价由美国课程评价专家Scriven在1967年提出,美国著名心理学家、教育家布卢姆把它的应用范围扩展成为一种教学评价类型。布卢姆认为:“形成性评价是在教学过程中为了获得有关教学的反馈信息,改进教学,使学生对知识达到掌握程度所进行的系统性评价,即为了促进学生掌握尚未掌握的内容进行评价[5] 。”形成性评价是在学生知识、能力与态度“形成”的过程中,对学生的学习进展情况进行监控与评价,为教师与学生提供反馈,并将评价中收集到的信息用于调整教学,以满足学生需求及提高教学质量[6]。
形成性评价对课程教学至少有三个作用:①为学生的学习定步。課程内容是由浅入深、循序渐进的,往往第一单元是第二单元的基础,如果前几个单元没学好,会导致整门课程学不好。 ②使学生具有成功感。如果学生在学习过程中不断得到正面评价,那么他的内在价值就得到了外界的承认,因而获得成功感。成功感是学生学习中非常宝贵的情感,它能极大地激起学生的学习兴趣和热情,成为继续进步的动力。③可以采取补救措施。根据测试提供的反馈信息,可以对过去单元学习的过失采取补救措施,组织学生二次学习。
形成性评价不仅是改进教学工作、提高学习效果、形成适合于教学对象的教学的重要手段,而且是促进学生智能发展、充分挖掘学生学习潜力的重要手段。
2.2.2形成性评价在机械制图与CAD课程考核评价中的应用
在课程教学中,教学目标是分阶段、分部分去实现的。基于能力的多元化课程考核评价体系采用以形成性评价为主的课程考核评价模式将课程考核模块化,每一模块内容体现了阶段教学目标,即要求学生掌握的知识和具备的能力。该体系按形成性评价的理念,以学生为本,对过去模块考核不及格的状况制定补救措施,充分调动学生的学习积极性。
每完成一阶段的教学内容后教师按对应模块对学生进行评价,了解学生这阶段知识的掌握和能力发展的程度,师生能从中吸取经验、教训,通过补救措施使绝大部分学生都能达到阶段目标要求,有利于下一阶段的学习。每学期结束时按各模块成绩规定比例给予终结性评价,即总评成绩。如此评价手段加大了对平时学习过程的检测,改变了过去学生重考试前的突击复习,轻常规学习的状态,引导学生重视基础知识,把学习注意力转移到日常的学习中来,循序渐进地达到课程教学目标。试点班里曾有7位学生在模块一的考核中成绩处于50～60分,若在改革前这些学生大多就延续这种状况,然而新的考核评价模式让他们不但及时了解到自己学习中存在的问题,而且给予他们希望,鼓励他们进一步克服困难学好制图课程,结果在第二次模块一的考核中7位学生成绩全部达到60分以上,并且在该学期的第二、第三模块考核中,均取得80分以上的好成绩。由此可见,以形成性评价为主的课程考核评价模式对学生具有激励和导向的作用,它关注的是学生在学习过程中的状况,重视教学反馈,及时补缺补漏,提高教学质量。
3 《机械制图与CAD》教学改革效果
3.1提高了课程考核成绩,为后续课程的学习及相关的教学活动打下较为扎实的基础。
《机械制图与CAD》课程的教学改革达到了较好的教学效果。在同一教师执教的前提下,经对组合体补图、补线测试后各届各班的成绩统计,采用三维CAD与机械制图有机融合的教学比传统的机械制图教学达到90分以上的人数比例最少高出26.58%,最多高出43.16%;平均分数最少高出5.94分,最多高出15.94分,平均高出9.74分。对该教师执教的第一和第二学期制图各班期末总评成绩进行比较,采用三维CAD与机械制图有机融合的教学比传统的机械制图教学优良率最低分别高出22.66%和12.45%,最高分别高出36.31%和26.57%,平均分数平均高出6.1分和7.5分。
3.2掌握了三维建模技术,并在各级各类三维数字化大奖赛及有关的教学活动中发挥作用。
2009年,试点班BJ0802有3位学生作为主力参加三维数字化比赛,分别取得全国三维数字化大赛一等奖、上海电气三维设计大奖赛三等奖。2010年,试点班BJ0802、BJ0902将有20位学生参加上述两个大赛。另外,很多同学在《机械原理》、《机械设计》的课程设计中也运用了三维建模技术。
4 结语
技术本科人才培养模式创新实验区《机械制图与CAD》教学改革以教师为主导、学生为主体,充分发挥两方面的主动性。在教学内容上将三维CAD与机械制图有机融合,利用三维建模技术优势改革教法,创新学法;基于能力的多元化课程考核评价体系对学生的评价较全面、较准确,并具备补救措施,帮助学生脚踏实地、一步一步实现目标。经过试点班的试验,效果较好。相信通过不断地改革实践,《机械制图与CAD》的教学重心一定会从记忆知识移向应用知识,实现从注重知识传授向注重能力和素质培养的转变,真正落实学校“技术立校,应用为本”的办学指导方针!
参考文献:
[1]教育部.教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见[EB/OL]. http://www.moe.gov.cn/edoas/website18/28/info25428.htm,2007/2010.
[2]阎楚良,杨方飞.机械数字化设计新技术[M].北京:机械工业出版社,2007,3-32.
[3]童秉枢,易素君,徐晓慧.工程图学中引入三维几何建模的情况综述与思考[J].工程图学学报,2005,26(4):130-135.
[4]焦永和,张彤,陈军,等. 第7次普通高等学校图学教育现状的调查与研究展[J].工程图学学报,2009,30(3):168-172.
[5]Bloom B.S.Education to Improve Learning [M].New York:McGraw-Hill,1981.
[6]Linn Robert L,Gronlund Norman E.Measurement and Assessment in Teaching [M].New York:Pearson Education,2000.
作者简介:
杜伟明(1958-),女,浙江余姚人,副教授,学士,研究方向为工程图学、CAD等。
基金项目:
第四批高等学校特色专业建设点 (TS11407)资助
[关键词] 机械制图 三维CAD 教学改革 考核评价
引言
为落实教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见,把学校建设成为一所特色型大学,我校本着“技术立校、应用为本”的办学指导方针,结合学校实际开展技术本科人才培养模式创新实验区的试点工作。并在08、09级“机械设计及其自动化”和“电气工程及其自动化”两个本科专业中连续各选取一个班级作为试点班开展试点工作.《机械制图》课程是实验区机械设计制造及其自动化专业(数字化设计制造技术方向)试点班培养方案中首当其冲的一门非常重要的专业基础课,依据我校的办学定位、培养目标和学生状况,课程改革组以人才培养模式创新实验区试点班为实验样本,对传统的机械制图课程进行改革,大胆探索并积极实践。
1 机械制图与CAD课程教学内容和教学方法的改革
1.1顺应现代技术发展趋势,改革课程教学内容
教育部教高【2007】2号文件明确提出:要根据经济社会发展和科技进步的需要,及时更新教学内容,将新知识、新理论和新技术充实到教学内容中,为学生提供符合时代需要的课程体系和教学内容[1]。因此,在制图教学中及时引入现代设计新技术是广大图学教学工作者义不容辞的责任和义务。
1.1.1三维CAD与机械制图密切相关
随着技术进步和市场竞争的日益激烈,产品的技术含量和复杂程度不断增加,产品的生命周期不断缩短,企业要想在竞争中形成优势就要缩短新产品的开发和上市周期。因此,在计算机上完成产品的开发,通过对产品模型的分析,改进产品设计方案,在数字状态下进行产品的虚拟试验和制造,再对设计进行改进或完善的数字化产品开发技术变得越来越重要。数字化建模是产品数字化设计的关键,数字产品的几何模型主要采用三维模型。采用三维数字化设计不仅使设计对象几何形状得以直观显示,而且被赋予物理属性的三维模型可以为其后进行的设计分析、验证、模拟与仿真提供保障[2]。
近年来,由于计算机辅助设计与制造技术(即CAD/CAM)的迅猛发展,出现了许多三维设计软件,如NX (UG)、SOLIDWORKS、PRO/ENGINEER等,它们都有直观的模型设计空间(MODEL SPACE) 、方便而简洁的建模方式、足够强大的实體编辑功能;三维模型转换二维工程图;自动进行尺寸标注、虚拟装配、定位;进行干涉检查等。由此可见,三维设计软件的内容与机械制图内容密切相关。三维软件强大的绘图功能,使机械制图的教学内容不得不随之发生变化。在学习机械制图传统内容中结合三维软件的学习,既是顺应先进制造技术所需的一种发展趋势,也是制图课程教学改革为之努力的一个方向。
1.1.2三维CAD与机械制图有机融合
1.1.2.1国内外一些高校的做法[3,4]
美国的一些高校近年来加强了徒手草图和三维建模的教学内容。例如,弗吉尼亚州立大学工程技术学院2004年春季学期的教学大纲中,有关二维和三维内容的安排为:画轴测图、用绘图软件画二维图、用SolidWorks生成零件实体模型、由实体模型生成二维图等。美国国家先进制造协会建议教育界应提高学生的读图能力以及实体造型与形体表达能力。
日本武藏大学的平野重雄与东京的铃木教授对1995年12月由日本设计工程学会发起的“工业界的大学设计制图的期望”的147个公司返回的调查问卷做了分析总结,他们认为:三维CAD时代正在快速走来,它使传统设计与绘图的思想、内容与方法都发生了变化,现在是讨论三维CAD教育的目的与内容的最好时候。
以三维造型为基础改造传统的制图课程内容与体系为近年来广大图学工作者关注的研究热点。目前各高校在制图教学中引入三维造型和三维软件,形成如下3种主要模式:以三维造型整合课程内容体系;三维造型与二维绘图并重;基本保持原制图课内容,单独介绍三维造型软件。
1.1.2.2我校的具体做法
我校对《机械制图与CAD》课程的改革采取以传统的机械制图内容体系为主线,将三维CAD的内容与其有机融合,并贯穿于整个制图教学过程中,具体见表1,在培养绘图能力方面,要求计算机绘图能力、手绘草图能力及尺规绘图能力三者缺一不可,重点在计算机绘图能力上。
表1《机械制图与CAD》内容
机械制图与CAD
机械制图内容 NX软件内容
制图的基本知识和基本技能8 草图
点、线、面的投影
基本体的投影 基本体素特征
截交、相贯 布尔运算
组合体 扫描特征、设计特征、基准特征、特征操作
视图、剖视图、断面图 三维模型转二维工程图
标准件和常用件 标准件的参数化建模
零件图 工程图的尺寸标注、技术要求的注写、标题栏的填写
装配图 装配建模;三维模型转二维装配图;序号和明细栏的注写
1.2发挥三维建模技术优势,改革课程教学方法
将三维CAD与机械制图的相关内容有机融合后,为教师在机械制图的教学中充分发挥三维建模技术优势,以学生为本,改革课程教学方法提供了很好的平台。该平台突破传统的教学模式, 具有与传统的机械制图课程教学手段和方法所无法比拟的优势:
(1)教师自制虚拟模型库,突破教学难点
目前,国内部分高校自主开发了一些《机械制图》CAI 课件,但经过笔者教学实践的检验, 效果并不理想。因为课件中的三维模型是固定的或很快转一圈,只能看到模型的部分表面,且不够清晰,也不能放大,未真正解决教学中向学生分析清楚形体的难题。而充分利用虚拟模型库,在教学过程中调用其中的模型,加以NX的辅助操作,对3D 实体进行动态而全面的观察, 如:旋转命令可从不同的角度充分、形象地观察到机件的形状、表面交线等,因此原来不易讲清的内容现在变得容易讲清楚了。如两等径圆柱正交,其交线是椭圆,以前就算教师手拿模型,讲得口干舌燥,坐在稍后的学生还是看不清不理解。现利用NX的三维模型,其上的椭圆显示非常清楚,如图1.又如用在圆柱上打一个沉孔来比较说明圆柱面和圆柱面的交线与圆柱面和平面的交线之不同,如图2.
图1 两等径圆柱正交
图2 圆柱上的沉孔
(2)学生掌握三维建模技术,做学习的主人
课程改革明确提出“以学生为本,将学习的主动权交给学生”。虽然目前制图教学公认为比较先进的手段是利用三维软件制作三维模型,用于课堂教学。实际上仅仅如此还不够,因为制图课程的课后作业很多,不少学生在做作业的过程中会遇到较难想象的形体,特别是形体表面的交线,此时教师并不在场,学生无模型可观察。如果让学生掌握了三维建模技术,就等于掌握了学习的主动权,他们可自己制作模型进行观察和分析,变被动接受为主动探究,从学习技术到应用技术,让形象、生动的三维模型为单调、难以想象的学习增加感性认识,增添学习乐趣,从而激发学习兴趣,见图3.学生在学习知识的同时提高了自行分析形体能力及空间思维能力。
(a) (b)
(c) (d)
图3自建模型观察和分析
注:图3中,(a)为习题,要求补全俯视图,补画左视图;(b)为学生自建图(a)所示的模 型;(c)为模型的俯视图;(d)为模型的左视图。
(3)利用三维建模技术改变“能力倾向”,提高学习效率
美国著名心理学家、教育家布卢姆认为在学习中学生成绩是参差不齐的,这并不是某些学生没有学习能力,而是能力倾向不同。“能力倾向是指学生掌握一定的学习材料所需要的时间量” ,“只要有足够的时间 ,大多数学生都能完成一定的学习任务”。由此我们经常听到教师这样鼓励学生:只要在学习上多花点时间,你一定能学好!然而有了三维建模技术,就能改变学生学习制图的“能力倾向”,即缩短掌握该内容所需的时间量,从而提高学习效率。
2 机械制图与CAD课程考核评价的改革
课程教学目标是否通过教学得以实现,这要通过对教学活动进行评价才能得出。因此课程考核评价是课程教学体系中一个重要组成部分,而课程考核评价的改革也就成为课程教学改革不可或缺的一部分。
2.1建立基于能力的多元化课程考核评价体系
机械制图课程是机械类专业一门十分重要的专业基础课,很多高校都建有专门的试卷(题)库,我校也不例外。传统的机械制图考试是从题库中抽(组)卷或由教师命题出卷,学生按规定时间闭卷答题,教师阅卷评分,以此评价学生对课程知识的掌握程度,验收教学效果。这种考核评价方式单一、考核知识点不全面,尤其是后半部分国家标准内容居多,容易造成学生“死记”知识。我校的机械制图与CAD课程改革坚持以学生为本,注意让学生在学习知识的过程中形成能力,并运用能力去解决问题。在进行教学内容和教学方法改革的同时对课程考核评价作了一些探索,根据教学目标确定考核内容,建立了基于能力的多元化课程考核评价体系,见表2.此体系由一系列考核模块组成,考核形式除做试卷外,还有上机操作、测绘等,另外根据制图课程实践性强的特点将作业成绩的评价纳入考核评价体系,改变了原来从试卷库中抽一张卷子考试的单一评价模式,有利于提高学生的技术应用能力,并在不同阶段从不同方面更全面、更准确地评价学生的学习质量。
表2基于能力的多元化课程考核评价体系
Table.2 the Competency-based, Diversified Evaluation System of Course
2.2采用以形成性评价为主的课程考核评价模式
2.2.1形成性评价概述
形成性评价由美国课程评价专家Scriven在1967年提出,美国著名心理学家、教育家布卢姆把它的应用范围扩展成为一种教学评价类型。布卢姆认为:“形成性评价是在教学过程中为了获得有关教学的反馈信息,改进教学,使学生对知识达到掌握程度所进行的系统性评价,即为了促进学生掌握尚未掌握的内容进行评价[5] 。”形成性评价是在学生知识、能力与态度“形成”的过程中,对学生的学习进展情况进行监控与评价,为教师与学生提供反馈,并将评价中收集到的信息用于调整教学,以满足学生需求及提高教学质量[6]。
形成性评价对课程教学至少有三个作用:①为学生的学习定步。課程内容是由浅入深、循序渐进的,往往第一单元是第二单元的基础,如果前几个单元没学好,会导致整门课程学不好。 ②使学生具有成功感。如果学生在学习过程中不断得到正面评价,那么他的内在价值就得到了外界的承认,因而获得成功感。成功感是学生学习中非常宝贵的情感,它能极大地激起学生的学习兴趣和热情,成为继续进步的动力。③可以采取补救措施。根据测试提供的反馈信息,可以对过去单元学习的过失采取补救措施,组织学生二次学习。
形成性评价不仅是改进教学工作、提高学习效果、形成适合于教学对象的教学的重要手段,而且是促进学生智能发展、充分挖掘学生学习潜力的重要手段。
2.2.2形成性评价在机械制图与CAD课程考核评价中的应用
在课程教学中,教学目标是分阶段、分部分去实现的。基于能力的多元化课程考核评价体系采用以形成性评价为主的课程考核评价模式将课程考核模块化,每一模块内容体现了阶段教学目标,即要求学生掌握的知识和具备的能力。该体系按形成性评价的理念,以学生为本,对过去模块考核不及格的状况制定补救措施,充分调动学生的学习积极性。
每完成一阶段的教学内容后教师按对应模块对学生进行评价,了解学生这阶段知识的掌握和能力发展的程度,师生能从中吸取经验、教训,通过补救措施使绝大部分学生都能达到阶段目标要求,有利于下一阶段的学习。每学期结束时按各模块成绩规定比例给予终结性评价,即总评成绩。如此评价手段加大了对平时学习过程的检测,改变了过去学生重考试前的突击复习,轻常规学习的状态,引导学生重视基础知识,把学习注意力转移到日常的学习中来,循序渐进地达到课程教学目标。试点班里曾有7位学生在模块一的考核中成绩处于50～60分,若在改革前这些学生大多就延续这种状况,然而新的考核评价模式让他们不但及时了解到自己学习中存在的问题,而且给予他们希望,鼓励他们进一步克服困难学好制图课程,结果在第二次模块一的考核中7位学生成绩全部达到60分以上,并且在该学期的第二、第三模块考核中,均取得80分以上的好成绩。由此可见,以形成性评价为主的课程考核评价模式对学生具有激励和导向的作用,它关注的是学生在学习过程中的状况,重视教学反馈,及时补缺补漏,提高教学质量。
3 《机械制图与CAD》教学改革效果
3.1提高了课程考核成绩,为后续课程的学习及相关的教学活动打下较为扎实的基础。
《机械制图与CAD》课程的教学改革达到了较好的教学效果。在同一教师执教的前提下,经对组合体补图、补线测试后各届各班的成绩统计,采用三维CAD与机械制图有机融合的教学比传统的机械制图教学达到90分以上的人数比例最少高出26.58%,最多高出43.16%;平均分数最少高出5.94分,最多高出15.94分,平均高出9.74分。对该教师执教的第一和第二学期制图各班期末总评成绩进行比较,采用三维CAD与机械制图有机融合的教学比传统的机械制图教学优良率最低分别高出22.66%和12.45%,最高分别高出36.31%和26.57%,平均分数平均高出6.1分和7.5分。
3.2掌握了三维建模技术,并在各级各类三维数字化大奖赛及有关的教学活动中发挥作用。
2009年,试点班BJ0802有3位学生作为主力参加三维数字化比赛,分别取得全国三维数字化大赛一等奖、上海电气三维设计大奖赛三等奖。2010年,试点班BJ0802、BJ0902将有20位学生参加上述两个大赛。另外,很多同学在《机械原理》、《机械设计》的课程设计中也运用了三维建模技术。
4 结语
技术本科人才培养模式创新实验区《机械制图与CAD》教学改革以教师为主导、学生为主体,充分发挥两方面的主动性。在教学内容上将三维CAD与机械制图有机融合,利用三维建模技术优势改革教法,创新学法;基于能力的多元化课程考核评价体系对学生的评价较全面、较准确,并具备补救措施,帮助学生脚踏实地、一步一步实现目标。经过试点班的试验,效果较好。相信通过不断地改革实践,《机械制图与CAD》的教学重心一定会从记忆知识移向应用知识,实现从注重知识传授向注重能力和素质培养的转变,真正落实学校“技术立校,应用为本”的办学指导方针!
参考文献:
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作者简介:
杜伟明(1958-),女,浙江余姚人,副教授,学士,研究方向为工程图学、CAD等。
基金项目:
第四批高等学校特色专业建设点 (TS11407)资助