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摘 要 三维测量与设计课程在教学过程中存在学生学习积极性不高，建模能力弱的现象，针对这一问题，通过改进考核方式，提出了一种基于OBE准则下多维多尺度考核体系，经过理论分析和实践应用，结果明该方法有明显的效果。
关键词 三维造型设计 OBE 多维多尺度 考核体系
中图分类号：G642 文献标识码：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
三维造型设计是研究型和应用型院校机械制造大类都开设的一门专业核心课，它注重培养学生由二维空间向三维空间转换的能力以及逻辑思维能力，是后期机械制造大类专业中数控加工、模具设计以及3D打印技术等课程的重要基础。近年来，随着我国高校教学改革的不断深入，机械制造大类专业教学改革备受关注，这与国家制造产业提出的“从中国制造走向中国智造”的战略部署相吻合。[1-2]三维造型设计课程作为机械制造大类专业的核心课程，如何改革使学生能够提高三维建模的能力，日益凸显重要性。
目前，三维造型设计课程的教学中存在着以下的主要问题：（1）讲授知识教师为主导，而学生处于被动灌输地位；（2）学习内容枯燥，学生学习积极性不高。分析以上问题，本文认为这一现象与考核体系有很大的关系。作为教学环节中的关键一环，考核是教学内容的延续，有效的考核评价体系是保证优秀教学设计达到预期学习成果的重要保障。传统的考核方式以终结性考试为主，忽视了过程考核，侧重于考查学生对知识点的理解，不注重知识的迁移和创新应用，导致学生的积极性无法被充分调动起来，创新能力更无从说起。
为了提高学生的积极性和三维建模能力，以三维测量与设计课程为例，引入了OBE教学模式，[3-4]创建多维多尺度的考核评价体系，促进了学生的自主学习，延伸了学生的学习时间和深度，经实践教学，验证了该方法的有效性。
1 基于OBE准则下多维多尺度考核体系的构建思路
1.1 OBE教育理念
基于成果导向教育（Outcomes Based Education， OBE）是一种以学生预期学习成果为导向的教学模式。它强调学习成果的预先设定与成果的实时评价，从组织、实施和评价三方面对教育进行持续性改进。OBE已被《华盛顿协议》全面接受，现已成为美国、英国和澳大利亚等国家教育改革的主流理念。[5]
传统的教学模式先设计教学，再设定教学目标，衡量学生的方法就是平时成绩+期末成绩，该方法忽视了学生掌握书本之外的能力。而OBE教育模式，以学习成果为导向，先确定教学目标，再设计教学，最后通过多维多尺度考核评价体系检验学生学习的成效，是一种逆向的教学设计模式（如图1所示）。在教学过程中为了提高学生学习的主动性和积极性，引入了投入学习理论，促使学生全身心投入到学习中。
1.2 多维多尺度考核体系的构建思路
基于OBE的教育模式，考核包括了课程所有的学习成果，笔者提出了一种多维多尺度的考核评价体系。以三维测量与设计课程为例教学为例，多维是指课程考核体系从过程考核、理论知识考核、实践能力考核和创新能力考核等多个方面的考核；多尺度是指每一个方面的考核又分为多个模块去考核，如过程考核又可分为：出勤、课堂回答、平时作业、讨论参与、资料搜集和团队协作等方面的考核。
此外，对于终结性考试模块，可以采用柔性多梯度考核方式，参照举重运动员成绩评分规则，每次考试可以给学生3次机会，学生在每次考试时可以任意选择不同难度的梯度，即：如第1次可以选择难度低的梯度，如（60，70）（单位：分），保证有了及格成绩后，第2次、第3次再增加难度，寻求更高的分数。如果首次没有及格，学生还有两次考试机会；如果首次及格了，学生可自由選择是否放弃剩余两次的考试机会。这种柔性多梯度考核方式给学生创造了更多选择，促进了学生学习的主动性和积极性，也激发了学生学习的兴趣。
2 基于OBE准则下多维多尺度考核体系的实施
华中科技大学材料科学与工程学院材料成型与控制工程专业，开设了“3D测量技术与逆向设计”课程，并使用本文提出的方法进行考核，取得了显著效果，下面阐述具体的实施过程。
考核方式采用多维多尺度评价体系，具体如图2所示。多维包括：过程考核、理论知识考核、实践能力考核以及创新能力考核，各部分占比分比为：40%、20%、20%、20%，采用4222的模式。
多（六）尺度的过程考核具体包括出勤、回答问题、平时作业、讨论参与、资料搜集和团队协作等方面的综合考核。出勤和课堂回答通过微助教平台完成，平时作业通过邮箱传输，讨论参与、资料搜集和团队协作是在答辩环节和大作业环节中体现，通过团队整体测评取成员最低分为团队所有成员最终成绩的原则，来激发大家主动投入学习中。
理论知识考核：采用试卷测评和答辩测评两个尺度，试卷测评采用闭卷形式，主要考查的内容以设计软件Rhino常用基本命令、常用设备以及绘图技巧为主，同时增加应用知识和创新知识。答辩测评是老师出一套开放性题目，学生自己去设计，设计完成后进行答辩。例如：17级答辩的题目是，自行设计一支笔，要求具有螺纹可实现配合功能，可将笔芯装入使用，外形简单适用即可。如图3所示为学生设计的笔通过3D打印机打印出实物，各零部件图。 实践能力考核：主要考查学生的上机实操能力，分为图片复原考核和实物复原考核。图片复原考核是通过几张产品的图片，将复原产品的三维模型；实物复原考核是给出实物模型，学生通过简单测量后，近似创建出实物的三维模型。图4为学生根据图片复原出来汽车的车身三维模型。
创新能力考核：主要从复原创新考核和自主创新考核两个尺度进行考核。复原创新是指不仅较好地复原原有产品，在此基础上再次进行创新设计；自主创新是学生自己构思出来产品的造型，并进行三维建模。
3 传统方法与该方法的对比分析
3.1 实验情况
15级材控班（总人数78人）的“3D测量技术与逆向设计”课程时使用传统教学方法；16级材控班（总人数82人）的《3D测量技术与逆向设计》课程时使用本文提出的方法，两个年级进行了比对和分析（注：两个年级学生人数相近，生源、任课教师以及上课地点相同）。
3.2 实验结果分析
从上课情况分析，16级的学生与15级学生相比较，学习态度和学生参与程度都有了显著提高，下面从学生成绩和学生满意度两个方面进行分析。通过对15级与16级课程成绩分析，发现16级学生的不及格率降低了，高分人数增多，平均成绩大于15级。16级学生对课程的满意度调查，可以看出绝大多数学生对这种教学方式非常满意。
4 结论
将OBE准则下多维多尺度考核体系应用到三维测量与设计课程教学中，经过理论分析和实践应用，结果表明该方法有显著的效果，学生学习的积极性和兴趣有明显提高，技能水平和创新力得到了培养。在今后的教学实践中，还需经过大量的实践应用，提炼出一套高效、实用的教学方法不断的完善和改进其效果。
参考文献
[1] 王乐琼.工业设计专业计算机三维设计课程教学改革探索——以 PRO-E 软件教学为例[J]. 赤峰学院学报，2017.8（33）：200-201.
[2] 李庆君.基于Rhino的计算机辅助设计软件的3D打印应用[J]. 现代电子技术，2018.8（41）：109-112.
[3] 李静，牛文杰.OBE视阈下高校CAD课程多元考核体系的探究[J]. 图学学报，2016.4（37）：561-566.
[4] 宋歌.OBE教育模式下的学习成果评价[J].中国现代教育装备，2018.9：56-58.
[5] 李小俞.OBE教育模式在成人教育中的應用[J].成人教育，2016.2（41）：71-73.
[6] 杨静丽，胡光永.基于投入学习理论的高职院校混合式教学模式探析[J].教育与职业，2018.10：107-111.
关键词 三维造型设计 OBE 多维多尺度 考核体系
中图分类号：G642 文献标识码：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
三维造型设计是研究型和应用型院校机械制造大类都开设的一门专业核心课，它注重培养学生由二维空间向三维空间转换的能力以及逻辑思维能力，是后期机械制造大类专业中数控加工、模具设计以及3D打印技术等课程的重要基础。近年来，随着我国高校教学改革的不断深入，机械制造大类专业教学改革备受关注，这与国家制造产业提出的“从中国制造走向中国智造”的战略部署相吻合。[1-2]三维造型设计课程作为机械制造大类专业的核心课程，如何改革使学生能够提高三维建模的能力，日益凸显重要性。
目前，三维造型设计课程的教学中存在着以下的主要问题：（1）讲授知识教师为主导，而学生处于被动灌输地位；（2）学习内容枯燥，学生学习积极性不高。分析以上问题，本文认为这一现象与考核体系有很大的关系。作为教学环节中的关键一环，考核是教学内容的延续，有效的考核评价体系是保证优秀教学设计达到预期学习成果的重要保障。传统的考核方式以终结性考试为主，忽视了过程考核，侧重于考查学生对知识点的理解，不注重知识的迁移和创新应用，导致学生的积极性无法被充分调动起来，创新能力更无从说起。
为了提高学生的积极性和三维建模能力，以三维测量与设计课程为例，引入了OBE教学模式，[3-4]创建多维多尺度的考核评价体系，促进了学生的自主学习，延伸了学生的学习时间和深度，经实践教学，验证了该方法的有效性。
1 基于OBE准则下多维多尺度考核体系的构建思路
1.1 OBE教育理念
基于成果导向教育（Outcomes Based Education， OBE）是一种以学生预期学习成果为导向的教学模式。它强调学习成果的预先设定与成果的实时评价，从组织、实施和评价三方面对教育进行持续性改进。OBE已被《华盛顿协议》全面接受，现已成为美国、英国和澳大利亚等国家教育改革的主流理念。[5]
传统的教学模式先设计教学，再设定教学目标，衡量学生的方法就是平时成绩+期末成绩，该方法忽视了学生掌握书本之外的能力。而OBE教育模式，以学习成果为导向，先确定教学目标，再设计教学，最后通过多维多尺度考核评价体系检验学生学习的成效，是一种逆向的教学设计模式（如图1所示）。在教学过程中为了提高学生学习的主动性和积极性，引入了投入学习理论，促使学生全身心投入到学习中。
1.2 多维多尺度考核体系的构建思路
基于OBE的教育模式，考核包括了课程所有的学习成果，笔者提出了一种多维多尺度的考核评价体系。以三维测量与设计课程为例教学为例，多维是指课程考核体系从过程考核、理论知识考核、实践能力考核和创新能力考核等多个方面的考核；多尺度是指每一个方面的考核又分为多个模块去考核，如过程考核又可分为：出勤、课堂回答、平时作业、讨论参与、资料搜集和团队协作等方面的考核。
此外，对于终结性考试模块，可以采用柔性多梯度考核方式，参照举重运动员成绩评分规则，每次考试可以给学生3次机会，学生在每次考试时可以任意选择不同难度的梯度，即：如第1次可以选择难度低的梯度，如（60，70）（单位：分），保证有了及格成绩后，第2次、第3次再增加难度，寻求更高的分数。如果首次没有及格，学生还有两次考试机会；如果首次及格了，学生可自由選择是否放弃剩余两次的考试机会。这种柔性多梯度考核方式给学生创造了更多选择，促进了学生学习的主动性和积极性，也激发了学生学习的兴趣。
2 基于OBE准则下多维多尺度考核体系的实施
华中科技大学材料科学与工程学院材料成型与控制工程专业，开设了“3D测量技术与逆向设计”课程，并使用本文提出的方法进行考核，取得了显著效果，下面阐述具体的实施过程。
考核方式采用多维多尺度评价体系，具体如图2所示。多维包括：过程考核、理论知识考核、实践能力考核以及创新能力考核，各部分占比分比为：40%、20%、20%、20%，采用4222的模式。
多（六）尺度的过程考核具体包括出勤、回答问题、平时作业、讨论参与、资料搜集和团队协作等方面的综合考核。出勤和课堂回答通过微助教平台完成，平时作业通过邮箱传输，讨论参与、资料搜集和团队协作是在答辩环节和大作业环节中体现，通过团队整体测评取成员最低分为团队所有成员最终成绩的原则，来激发大家主动投入学习中。
理论知识考核：采用试卷测评和答辩测评两个尺度，试卷测评采用闭卷形式，主要考查的内容以设计软件Rhino常用基本命令、常用设备以及绘图技巧为主，同时增加应用知识和创新知识。答辩测评是老师出一套开放性题目，学生自己去设计，设计完成后进行答辩。例如：17级答辩的题目是，自行设计一支笔，要求具有螺纹可实现配合功能，可将笔芯装入使用，外形简单适用即可。如图3所示为学生设计的笔通过3D打印机打印出实物，各零部件图。 实践能力考核：主要考查学生的上机实操能力，分为图片复原考核和实物复原考核。图片复原考核是通过几张产品的图片，将复原产品的三维模型；实物复原考核是给出实物模型，学生通过简单测量后，近似创建出实物的三维模型。图4为学生根据图片复原出来汽车的车身三维模型。
创新能力考核：主要从复原创新考核和自主创新考核两个尺度进行考核。复原创新是指不仅较好地复原原有产品，在此基础上再次进行创新设计；自主创新是学生自己构思出来产品的造型，并进行三维建模。
3 传统方法与该方法的对比分析
3.1 实验情况
15级材控班（总人数78人）的“3D测量技术与逆向设计”课程时使用传统教学方法；16级材控班（总人数82人）的《3D测量技术与逆向设计》课程时使用本文提出的方法，两个年级进行了比对和分析（注：两个年级学生人数相近，生源、任课教师以及上课地点相同）。
3.2 实验结果分析
从上课情况分析，16级的学生与15级学生相比较，学习态度和学生参与程度都有了显著提高，下面从学生成绩和学生满意度两个方面进行分析。通过对15级与16级课程成绩分析，发现16级学生的不及格率降低了，高分人数增多，平均成绩大于15级。16级学生对课程的满意度调查，可以看出绝大多数学生对这种教学方式非常满意。
4 结论
将OBE准则下多维多尺度考核体系应用到三维测量与设计课程教学中，经过理论分析和实践应用，结果表明该方法有显著的效果，学生学习的积极性和兴趣有明显提高，技能水平和创新力得到了培养。在今后的教学实践中，还需经过大量的实践应用，提炼出一套高效、实用的教学方法不断的完善和改进其效果。
参考文献
[1] 王乐琼.工业设计专业计算机三维设计课程教学改革探索——以 PRO-E 软件教学为例[J]. 赤峰学院学报，2017.8（33）：200-201.
[2] 李庆君.基于Rhino的计算机辅助设计软件的3D打印应用[J]. 现代电子技术，2018.8（41）：109-112.
[3] 李静，牛文杰.OBE视阈下高校CAD课程多元考核体系的探究[J]. 图学学报，2016.4（37）：561-566.
[4] 宋歌.OBE教育模式下的学习成果评价[J].中国现代教育装备，2018.9：56-58.
[5] 李小俞.OBE教育模式在成人教育中的應用[J].成人教育，2016.2（41）：71-73.
[6] 杨静丽，胡光永.基于投入学习理论的高职院校混合式教学模式探析[J].教育与职业，2018.10：107-111.