在线开放课程背景下图学课程考核实时性评价探索与实践
郭南初
摘 要：以主观题还是客观题进行课程的考核，决定了在线开放课程的推广程度。图学课程的特点使其考核方式基本是以主观题方式进行，这给在线开放课程的应用推广带来困难，如果强制改成客观题可能不能全面检验学习成果，不能正确引导教学改革。因此，我们开展了图学课程考核的题型研究与实践，利用现代成图技术，形成了五大考核方式，给出了每种方式的实施过程。实践表明，这种考核模式不仅能提升考核目
，还极大的提高了教师的工作效率，提高了图学课程线上线下的教学质量。
关 键 词：互联网+；图学课程；考核评价；实时性
1在线开放课程背景下考核方式变革的必要性
随着在线开放课程的全面推广，课程学习者的人群已经不单是传统课堂上的本校学生，而是包括其它学校的学生，甚至是社会学习者。他们学习的目的，有的是为了课程的结业，有的是为了学习某些知识和技能。学分银行的实施使在线课程的学生人数急增，学生的考核量也随之急增，将传统的考核形式转移到网络上，只是实现了无纸化考核，教师的教学工作量并没有任何减少，这样教师就需要花费大量的时间和精力在网上批改学生的作业或试题，无法抽出时间研究课程教学；此外由于批改作业或试题的滞后，学生无法及时得到反馈，这也会影响学生的学习积极性和学习热情。在“互联网+”背景下，在线开放课程的考核方式是时候必须教学变革了，把计算机擅长完成的事情交给计算机来完成，将原来考核的客观题变成主观题，教师就能全身心地进行研究教学。因此，本文旨在深入探索课程考核改革，在考核形式、内容、方法、评价等多方面进行探索，打造创新学习、自主学习、积极学习的新局面，也为相同领域的考试改革提供参考和借鉴。
图学课程是工科学生必须学习并掌握的一门技术基础课，课程的主要目的是培养学生识读和绘制满足国家标准要求的工程图样，它既是工程界的国际语言，也是连接产品设计和生产的纽带。此外，还需要在该课程中培养学生严谨的工作作风和认真的工作态度，培养学生的创新能力和空间思维能力等，它在工程和技术教育中有着十分重要的作用。2015年制定的“普通高等学校工程图学课程教学基本要求”中明确规定了图学课程的六大任务，为了完成本课程的六大任务，传统的做法之一是课后安排习题课，通过大量的习题,使学生多看图、多读图，以此培养学生的空间想象力和形体表达能力。但工程技术上常采用的是二维多面视图来表达产品的信息，随着在线开放课程的推广应用，老师的选课学生数会急剧增加，而现由计算机技术还不能智能批改学生提交的作业，因此老师批改作业和试题的压力巨大。在高质量完成课程六大任务的前提下，如何改变传统的考核方式以减轻老师批改作业和试题的压力，就成了当前图学课程教师必须解决的问题。
2图学课程考核的题型研究
制图课程是一门实践性非常强的课程，通过习题或试题检验学生对课程所学知识和技能的掌握程度， 也是训练学生将有关知识转化为空间思维能力的有效手段。如何使学生在完成习题的过程中取得更好的教学效果，是习题设计者需要深入思考的问题。通过多年的实践，笔者认为习题或试题的设计需要有效培养学生的一下能力：(1)读图能力；(2)工程图绘制技能；(3)三维建模技能；(4)执行机械制图国家标准的能力；(5)创新能力；(6)认真严谨的作风；(7)设计重用思想；(8)自主学习能力。
一般来说，制图课程的考核主要采取的是期末的纸质闭卷考试，以及结合平时的随堂小作业成绩。即使是把习题或考题搬上了网络，其考试题目不外乎是二补三、补漏线、补画某个视图、由立体图绘制零件图等形式，这样的题型基本都是主观题，学生提交的文档格式可以是图片、PDF文档、DWG文件等，不论是那种格式，学生提交后都需要老师去批改，这比在纸面上批改更加费时费力，增进了教师的工作强度和难度，这曾给本课程的在线开放教学带来了许多问题，使得很多老师不敢开设在线开放课程，或者是减少习题或试题的数量。而图学课程又不能很方便的像其它课程一样以文字或文字加图片的形式呈现。为此，课程组教师针对开放课程平台积极探索考核形式和评价形式。评价形式一般都与教学平台直接相关，在此不做讨论，这里重点探索的是考核形式，其实适合线上考核的形式就是要将主观题变成客观题，简单的说不论是画图题还是读图题，都需要通过选择题或判断题的形式展示出来。通过两年的探索实践，把制图课程的考核内容确定为五个部分：制图基本知识、组合体、机件表达、零件图和装配图，其习题或试题开发框架如图1所示。各部分的题型、数量、实施过程和考核目的如表1所示。线上考核试卷总题量是14道，其中判断题4道，两道纯文字题，两道图文结合题；单选题10道，均为图文结合题。图2—图9是相关的考核题示意。图学课程线上习题或试题的开发，首先依据课程教学基本要求和企业产品设计对课程的需求确定考核的五大内容，由考核内容和现代成图技术确定考核方式，最终形成3种题型。
图1图学课程线上试题（习题）开发框架
图2基本知识选择题示例
图3单选题-求平面图形的面积
表1制图课程考核形式设计
序号 |
知识技能 |
题型/数量 |
实施过程 |
考核目的 |
1 |
基本知识 |
单选题/1 |
以图文结合的形式呈现制图的基本概念、原理和技能，提供四个选项,如图2所示，计算平面图形的面积，如图3所示 |
制图基本概念、原理、制图技能 |
判断题/1 |
以文字的形式呈现制图的基本概念、原理和技能，判断正误 |
|||
2 |
组合体 |
单选题/4 |
给定带尺寸的三视图，求形体的体积，需建模，如图4所示 |
读图能力、空间思维能力、严谨的作风 |
给定带尺寸的三视图和平面立体的尺寸，求互补形体的体积，需建模，如图5所示，互补形体的演变过程如图6所示 |
读图能力、空间思维能力、创新能力、严谨的作风 |
|||
给定组合体的两个视图，选择第三个视图（常规题，一般的习题集上均有） |
读图能力、空间思维能力、严谨的作风 |
|||
判断题/1 |
对组合体的基本概念进行正误判断 |
基本概念的掌握 |
||
3 |
机件表达 零件图 |
单选题/3 |
给定带尺寸的机件视图，求机件的体积，需建模，如图7所示 |
读图能力、空间思维能力、严谨的作风 |
给定机件的一组视图，按要求选择另一个视图（常规题，一般的习题集上有） |
读图能力、空间思维能力、严谨的作风 |
|||
判断题/1 |
对组合体的基本概念进行正误判断 |
基本概念的掌握 |
||
4 |
零件图 |
绘图题/1 |
给定零件带尺寸的立体图，如图8所示，在计算机上完成其零件图，转化成PDF格式后上传到课程平台，完成的零件图如图9所示 |
绘图能力、空间思维能力、认真的态度 |
5 |
装配图 |
单选题/1 判断题/1 |
给定装配图，让学生读懂后，完成选择题。 |
读图能力、空间思维能力 |
图4单选题-求形体的体积
图5单选题-求互补形体的体积
图6互补形体演变（长方体-组合体=互补形体）
图7单选题-求形体的体积（半剖视图）
图8阀体立体图
图9阀体零件图
从图2-图4、图7可见，考核试题都是以图形为主，考核内容是识图与绘图，因此试题可充分考核学生的空间思维能力、读图能力、绘图能力，图5、图6还可以考核学生的创新能力和变通能力，只有图8是一道客观题，考核学生的绘图能力，这也完全符合本课程对职业院校学生的要求：以读图能力为主。此外，有了物体的三维模型，依据已有的图学知识，学生不难将物体的工程图表达出来。
整套试卷共14道题，只有一个主观题，其余均为客观题，极大地减轻了教师批改习题或试题的工作量，更为重要的是，学生完成考核后就可立即得到反馈，而不需要等待老师的批改。
对于求解零件体积的试题，学生在读懂视图的前提下，借助计算机建模技术很快就可以得到零件的三维模型，而有了这个三维模型就可以很快的获得其一组视图，这也是现代成图技术的基本要求，是智能制造数字化表达的基本要求。
3制图课程考核效果分析
通过两年的实践探索，利用计算机技术使主观题变成客观题，这样的考核形式极大的减轻了老师批改作业和试题的工作量，同时也增加了考核的准确性、规范性和及时性，减少了老师批改考题时的主观因素的影响，避免了阅卷的失误和统计分数的疏忽。调研显示，这样的考核指挥棒，使学生的六大能力较传统考核方式有了显著的提高，特别适合互联网+时代课程的考核要求，教师也因此有了更多的时间进行教学设计。
求面积的题目考核学生草图绘制的能力，这个能力也是正确建模的基础。求互补模型的体积相当于设计性作业，它能有效锻炼学生的空间想象能力和空间思维能力，还能有效培养学生的创新能力。求面积和体积，在培养学生读图能力的同时，还可以锻炼学生严谨认真的工作作风，由于求面积和体积的题目是没有过程分的，答案正确就有分，错误就没有分数，因此绘制草图和三维模型时要特别认真严谨，尽可能避免数据出错。这样的题目设计也满足了数字化制造对数字化表达的需要。
借助网络教学平台进行“混合式教学”考试改革方案，一方面，能够结合线上+线下多维度的考核对学生进行全面、客观的评价，细化每一环节的考核标准，改变了以往重结果轻过程的现象，更加注重学生在学习过程中的努力与付出，同时加大学生的自主权，使得学生能够全程参与到分数的形成过程，每一分都有迹可循、有据可查，提高了学生的学习积极性与课堂参与度。
4课程培养目标达程度分析
笔者选取了机械制造与自动化专业和机电一体化技术专业作为作业与考试方式改革的样本，这些学生的作业与考试全部在线上完成，作业和考试题目基本由计算机自动批改。而数控技术专业、模具设计与制造专业、汽车检测与维修专业和电梯工程技术专业作为传统样本，这些学生的作业与考试全部在线下以纸质稿的形式提交，由老师手工批改。课程学习完成后，以学院图学课程竞赛的名义，在2018年5月组织了第一次比赛，2019年5月组织了第二次比赛，要求全体同学参加，这一对比实验连续进行两年。下面将第一次竞赛的试题摘抄如下。
竞赛要求:学生根据报名表确认的绘图工具：计算机绘图（AutoCAD、Inventor）或绘图仪器完成竞赛，使用计算机绘图的同学，必须提交PDF格式的文档图纸，仪器绘图的同学使用A3纸。竞赛题目如下：
试题1：读懂四通阀的装配示意图（如图10）和带部分尺寸的阀体主、俯视图（如图11），完成压盖4的零件图。压盖的全部表面粗糙度数值为6.3um，压盖与阀体的接触面公差为h7,材料为HT200。
图10四通阀装配示意图图11四通阀阀体主、俯视图
试题2：根据给定的带轮法兰盘立体图（前面切开是假象的，以便标注尺寸）（如图12），完成其零件图。零件内表面表面粗糙度数值为6.3um，其余表面铸造直接获得,材料为HT150。
图12带轮法兰盘立体图
试题1考核学生的读图能力和创新设计能力，试题2考核学生的视图表达能力，此外这两题还考察到学生的标准应用能力和认真严谨的工作态度。
两次竞赛试卷全部人工批改，两次竞赛成绩见表2、表3。从表2、表3可以看出，采用线上自动批改作业和试题的改革班学生成绩明显好于传统手工批改作业的班级。通过调查问卷、访问了解等途径，笔者认为有以下原因：
（1）线上计算机批改的习题或试题更具有挑战性和新颖性；（2）线上作业答案的唯一性，较好的训练了学生认真严谨的工作作风；（3）线上试题70%以上的作业必须借助计算机和CAD软件完成，给学生进行了大量的建模和视图表达训练；（4）表达方案的易实现性，使学生可以方便的找到自己满意的表达方案；（5）答案正确与否的及时反馈，增加了学生的学习积极性。
但以下也会可能导致改革班的成绩优于普通班：（1）由于改革的新颖性，学生的配合程度更好；（2）教师的素养高度影响；（3）三维软件的全面引入。
表2第一次竞赛成绩统计结果（2018年5月）
改革班253人 |
常规班CAD341人 |
常规班仪器图5人 |
|
95分以上 |
13人 |
7人 |
0 |
优秀(人数/百分比) |
97 / 38.34% |
23 / 6.74% |
0 |
良好(人数/百分比) |
122 / 48.22 |
45 / 13.19% |
0 |
中等(人数/百分比) |
30 / 11.86% |
246 / 72.14% |
3 / 60% |
其它(人数/百分比) |
4 / 1.58% |
27 / 7.92% |
2 / 40% |
表3第二次竞赛成绩统计结果（2019年5月）
改革班258人 |
常规班CAD337人 |
常规班仪器图2人 |
|
95分以上 |
21人 |
8人 |
0 |
优秀(人数/百分比) |
103 / 39.92% |
31 / 9.2% |
0 |
良好(人数/百分比) |
122 / 47.29 |
42 / 14.46% |
0 |
中等(人数/百分比) |
35 / 13.57% |
246 / 73% |
0 |
其它(人数/百分比) |
7 / 2.71% |
32 / 9.5% |
2 / 100% |
从上述数据可以看出，采用线上自动批改作业不仅不会降低学生知识和技能的掌握，反而是大幅提升了学生对知识和技能的掌握，提升了执行国家标准的能力和认真严谨的态度。有效促进了课程服务专业的能力，有效促进了人才培养质量的提升、有效提高了教师的工作效率、有效促进了在线开放课程的健康发展。