基于卓越計劃的“計算機(jī)輔助設(shè)計”課程教學(xué)改革與實(shí)踐

摘要：教學(xué)改革不僅要有知識的更新，也要有科學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和方法，優(yōu)化考核方式，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的真實(shí)評價和教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。結(jié)合車輛工程“卓越計劃”專業(yè)汽車計算機(jī)輔助設(shè)計課程的教學(xué)改革與實(shí)踐的研究，從確立課程目標(biāo)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與方法、設(shè)計考核方式、分析教學(xué)效果等方面進(jìn)行了改革與實(shí)踐，分析并評價了教學(xué)改革的結(jié)果和成效，實(shí)現(xiàn)“教+學(xué)+習(xí)—認(rèn)證”三位一體的教學(xué)模式，為進(jìn)一步深化教育改革和提高教學(xué)質(zhì)量做了深入的探索。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；計算機(jī)輔助設(shè)計；教學(xué)改革與實(shí)踐；教學(xué)質(zhì)量；人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0033-03

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的重大高等教育創(chuàng)新項(xiàng)目是通過突出對學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)校企聯(lián)合，引導(dǎo)行業(yè)、企業(yè)深度參與培養(yǎng)高級技術(shù)人才的培養(yǎng)過程，更加明確高等教育應(yīng)主動服務(wù)國家戰(zhàn)略需求，主動服務(wù)行業(yè)企業(yè)需要為導(dǎo)向的特點(diǎn)，培養(yǎng)面向社會需求，面向工業(yè)界，面向世界，面向未來，滿足國家和社會需要的工程技術(shù)人才，為經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。[1]依據(jù)本校卓越計劃培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，遵循工程的集成與創(chuàng)新特征，以強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力為核心，重構(gòu)課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，加強(qiáng)跨專業(yè)、跨學(xué)科的復(fù)合型人才培養(yǎng)。[2]項(xiàng)目針對車輛工程“卓越工程師”專業(yè)計算機(jī)輔助設(shè)計課程進(jìn)行改革與創(chuàng)新，該門課程與工程實(shí)踐和企業(yè)需求聯(lián)系緊密、課程內(nèi)容隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)不斷升級變化快頻率，需要不斷地進(jìn)行創(chuàng)新和完善，以適應(yīng)卓越工程師人才培養(yǎng)的目標(biāo)和要求。

一、“計算機(jī)輔助設(shè)計”課程培養(yǎng)目標(biāo)和地位及作用

本課程的教學(xué)內(nèi)容是專業(yè)基礎(chǔ)課程，隸屬于學(xué)科專業(yè)知識體系，定位于專業(yè)基礎(chǔ)知識領(lǐng)域的重點(diǎn)應(yīng)用知識單元，前導(dǎo)課程和后續(xù)課程與本課程結(jié)合緊密，在車輛工程專業(yè)，本課程的體系結(jié)構(gòu)起到了基礎(chǔ)和專業(yè)課程的銜接作用，如圖1所示。同時，本課程在工程領(lǐng)域具有重要的地位，在汽車、機(jī)械、航空航天、電子、建筑及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用及其廣泛。[3-7]

二、優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容與方法

通過本課程的學(xué)習(xí)要掌握的知識包括：計算機(jī)輔助設(shè)計基本知識；數(shù)值計算與數(shù)據(jù)處理技術(shù)；計算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)；建模技術(shù)；CAD軟件使用。通過對本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生會運(yùn)用計算機(jī)輔助設(shè)計的相關(guān)理論知識，培養(yǎng)學(xué)生工程軟件應(yīng)用能力和工程實(shí)踐創(chuàng)新能力。通過對本項(xiàng)目的研究，培養(yǎng)車輛工程專業(yè)學(xué)生運(yùn)用該課程的基本理論系統(tǒng)地、科學(xué)地、規(guī)范地進(jìn)行汽車零部件設(shè)計的工程素質(zhì)。

1.教學(xué)內(nèi)容改革的目的

該門課程教學(xué)內(nèi)容實(shí)在落實(shí)車輛工程專業(yè)“卓越工程師”人才培養(yǎng)目標(biāo)的前提下，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式進(jìn)行優(yōu)化。由于“計算機(jī)輔助設(shè)計”課程內(nèi)容的應(yīng)用型強(qiáng)，理論比較晦澀，采用傳統(tǒng)教學(xué)方法難以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，無法做到課堂理論知識與實(shí)踐相結(jié)合，從而無法真正提高其設(shè)計能力、創(chuàng)新能力，悖離卓越工程師人才培養(yǎng)目標(biāo)，[8]通過本項(xiàng)目研究，實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目的。

2.教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

（1）優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，提高學(xué)習(xí)能力。優(yōu)化本門課程的基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識、工具知識和方式知識的比例結(jié)構(gòu)，以基礎(chǔ)教學(xué)為主，增加課程的專業(yè)性和適用性。通過本門課程教學(xué)，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和工作的需要奠定一定的基礎(chǔ)。

（2）重軟件學(xué)習(xí)，強(qiáng)化動手能力。增加軟件應(yīng)用教學(xué)的比例，摒棄講授為主的教學(xué)形式。在課程中增加軟件類型、內(nèi)容的教學(xué)。以提高學(xué)生的動手能力為目標(biāo)，在教學(xué)內(nèi)容上要與實(shí)踐結(jié)合緊密，摒棄依靠教材教學(xué)的形式。在專業(yè)相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

3.教學(xué)方法設(shè)計

（1）精簡理論，注重軟件教學(xué)。傳統(tǒng)教學(xué)中，理論教學(xué)占了課程教學(xué)總數(shù)的2/3以上，上課地點(diǎn)多為教室或多媒體教室，講授內(nèi)容多為理論性較強(qiáng)的部分。在學(xué)生基礎(chǔ)知識不是很扎實(shí)的情況下，相關(guān)內(nèi)容較難理解，教學(xué)效果不好。同時，過多的理論教學(xué)與應(yīng)用型本科院校卓越工程人才培養(yǎng)的目標(biāo)偏離，學(xué)生創(chuàng)新能力和動手能力不能充分鍛煉。在本項(xiàng)目中，改變傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容，理論講解為輔，增加軟件教學(xué)的課時數(shù)，上課地點(diǎn)在機(jī)房進(jìn)行，培養(yǎng)學(xué)生軟件的應(yīng)用能力和動手能力。

（2）隨講隨練，增加學(xué)生動手機(jī)會。在本門課程教學(xué)過程中進(jìn)行了兩項(xiàng)教學(xué)方式改革：其一，講授和實(shí)驗(yàn)均在機(jī)房進(jìn)行，改變傳統(tǒng)的多媒體教室講課，機(jī)房實(shí)驗(yàn)的形式；其二，將原來兩課時連上改成四課時連上；其三，改變原來先講后練的形式，采取邊講邊練的教學(xué)方法。通過以上形式的改革，能使學(xué)生在教學(xué)的過程中消化吸收課程內(nèi)容，避免出現(xiàn)課后或教授較長時間后無法對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行練習(xí)的情況，促使學(xué)生能在當(dāng)次課程中對所學(xué)內(nèi)容較好掌握。

（3）與實(shí)際相結(jié)合，避免過于參照教材。在本門課程教學(xué)過程中并沒有制訂學(xué)生專門教材，避免出現(xiàn)學(xué)生只依靠教材才能進(jìn)行學(xué)習(xí)的情況。特別在軟件學(xué)生過程中，應(yīng)教會學(xué)生更好地使用軟件本身的幫助文檔，使學(xué)生不會出現(xiàn)照搬照抄書本才會，離開教材一無所知的情況。同時，在教授和實(shí)驗(yàn)的過程中，更多地與工程實(shí)際內(nèi)容相結(jié)合，針對問題解決問題，而不是“照貓畫虎”的“臨摹”形式。

（4）增加課程訓(xùn)練中課程的應(yīng)用。在車輛工程卓越試點(diǎn)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，修完該門課程后，開設(shè)了相關(guān)的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)及增加畢業(yè)設(shè)計應(yīng)用的比例，使學(xué)生能在后續(xù)課程教學(xué)中進(jìn)行不斷線學(xué)習(xí)，一直使學(xué)生能保證在以后的工作中能最快投入。同時，與對本門課程感興趣的同學(xué)申請大學(xué)生基金項(xiàng)目，利用所有知識充分運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，起到了良好效果。

4.改革考核方式

車輛工程專業(yè)對汽車計算機(jī)輔助設(shè)計課程教學(xué)方式依然按照理論講解，上機(jī)實(shí)驗(yàn)，筆試或考查考核組織教學(xué)。其中考試方式仍然采取傳統(tǒng)的“一考定成績”等評價方法，這種方式的最大問題是學(xué)生學(xué)到的知識和實(shí)踐技能實(shí)用性不強(qiáng)，前導(dǎo)課程和后續(xù)課程脫節(jié)，離企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目的實(shí)際要求差距較大，真正走上工作崗位后造成理論欠缺和動手能力嚴(yán)重脫節(jié)。為此，根據(jù)車輛工程專業(yè)汽車計算機(jī)輔助設(shè)計課程性質(zhì)和特點(diǎn)，嘗試進(jìn)行考核方式改革，以探索實(shí)施“卓越計劃”教育改革，提升教學(xué)質(zhì)量的有效方法，把傳統(tǒng)對成績的一次考試評定，分散到學(xué)習(xí)過程節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量控制，將考核貫穿到日常教學(xué)中，體現(xiàn)公平、公正原則，以達(dá)到對教學(xué)的全程監(jiān)控、不斷總結(jié)提高的目的。

（1）減輕理論，加強(qiáng)動手能力。汽車計算機(jī)輔助設(shè)計這門課程更注重學(xué)生的動手能力的培養(yǎng)，相關(guān)的理論知識在前序課程中（如先進(jìn)制造技術(shù)、機(jī)械制圖、工程力學(xué)等）部分內(nèi)容為重疊內(nèi)容，故理論知識只需加強(qiáng)計算機(jī)輔助設(shè)計原理部分的講解。同時，作為卓越工程師人才培養(yǎng)目標(biāo)中，更注重的是學(xué)生動手能力和軟件應(yīng)用能力，所以在考核的部分中應(yīng)加強(qiáng)動手能力而適當(dāng)減少理論考核部分。

（2）以考代練，多次成績綜合。在整個課程教學(xué)過程中，應(yīng)將每次的實(shí)驗(yàn)課程都作為一次小型測試，在每個教學(xué)進(jìn)程中進(jìn)行該相關(guān)內(nèi)容的考核，促進(jìn)學(xué)生對每個進(jìn)程的重視，刺激學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

（3）筆試與機(jī)試結(jié)合，優(yōu)化傳統(tǒng)考核方式。采用筆試?yán)碚摍C(jī)試實(shí)踐的考核形式進(jìn)行多方面考核，而非單一的卷面成績定結(jié)果。通過筆試，學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識能夠熟悉掌握；通過機(jī)試，學(xué)生對軟件能有更深層次的學(xué)習(xí)。最終成績的給定按照“平時+筆試+機(jī)試”給出最終成績，使之更加公平、合理。

三、課程教學(xué)改革效果

通過該門課程的教學(xué)改革與實(shí)踐，從教學(xué)目的、教學(xué)思路、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變和改革，以“卓越工程師”人才培養(yǎng)目標(biāo)為引導(dǎo)，加大學(xué)生動手能力和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。改變傳統(tǒng)教學(xué)方式，采用重理論、強(qiáng)實(shí)踐，以考代練、實(shí)際結(jié)合的方式進(jìn)行改革和實(shí)踐。建立完善的計算機(jī)輔助設(shè)計課程在卓越計劃中教學(xué)作用及模式，在教學(xué)過程中效果取得較好改進(jìn)。

1.改善了專業(yè)培養(yǎng)的思路

在本門課程教學(xué)過程中，結(jié)合“卓越工程師”人才培養(yǎng)目標(biāo)，突出車輛工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)的方案，突破傳統(tǒng)教學(xué)中以教為主的教學(xué)思維，強(qiáng)化學(xué)生在學(xué)的過程中能夠得到更好的實(shí)踐鍛煉，提高學(xué)生動手能力和實(shí)際解決問題的能力，進(jìn)行學(xué)生在解決問題中的工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.提高了學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力

汽車計算機(jī)輔助設(shè)計課程更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，在理論知識的基礎(chǔ)上，更注重實(shí)踐能力，軟件應(yīng)用能力的教學(xué)，通過教學(xué)改革，使學(xué)生動手能力得到提高。同時，作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在學(xué)習(xí)的過程中，需要學(xué)生具有一定的創(chuàng)新思維，進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識，改變以往“照貓畫虎”的思維方式和學(xué)習(xí)能力。

3.獲取職業(yè)資格認(rèn)證，提高了學(xué)生就業(yè)競爭力

目前學(xué)生在就業(yè)存在很大壓力，企業(yè)更需要一批動手能力強(qiáng)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，具有創(chuàng)新思維的優(yōu)秀人才。在該門課程教學(xué)中，力求遵循工程的集成與創(chuàng)新特征，以強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)為核心，使學(xué)生在校期間能夠充分利用現(xiàn)有資源，更接近企業(yè)工作模式，提高自身素質(zhì)，滿足企業(yè)需求。同時，在學(xué)習(xí)的過程中，獲取職業(yè)資格認(rèn)證，提高學(xué)生的素質(zhì)和從業(yè)能力。

4.培養(yǎng)雙師型教師，提高教師工程素質(zhì)

為了卓越人才培養(yǎng)的順利進(jìn)行，“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)才是教師努力的方向。目前，雙師型教師存在的很大問題是缺少工作經(jīng)歷，缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，缺少將理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中的能力。教師的教育技能存在很大不足。通過該類課程的教學(xué)，教師通過國家職業(yè)資格認(rèn)證、專業(yè)技能等級或?qū)I(yè)技術(shù)職務(wù)考核，主動根據(jù)行業(yè)要求適應(yīng)卓越人才培養(yǎng)模式，利用扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、熟練的專業(yè)技能和創(chuàng)新的思維及充分的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)培養(yǎng)更加優(yōu)秀的人才。

5.優(yōu)化建立“教+學(xué)+習(xí)—認(rèn)證”卓越計劃人才培養(yǎng)模式

卓越計劃人才培養(yǎng)模式更強(qiáng)調(diào)學(xué)校與企業(yè)結(jié)合、理論教育與實(shí)踐教育結(jié)合和高校教師與企業(yè)工程師結(jié)合。本門課程的教學(xué)完好符合卓越人才的新模式，加強(qiáng)了實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生精湛的工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識，使之對工程實(shí)踐有充分的理解，懂得發(fā)揮創(chuàng)新性和自主性，并合理地優(yōu)化了車輛工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式）。

四、總結(jié)

本文中探討的是對車輛工程卓越試點(diǎn)專業(yè)計算機(jī)輔助設(shè)計課程的教學(xué)改革與實(shí)踐，在教育思想、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段、教學(xué)評價、實(shí)踐教學(xué)改革等方面不斷探索，敢于創(chuàng)新，取得了明顯的教學(xué)成果，符合車輛工程專業(yè)卓越工程人才培養(yǎng)模式目標(biāo)。通過本課程教學(xué)改革的實(shí)際應(yīng)用能推動CAX應(yīng)用技術(shù)系列課程改革與實(shí)踐。

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（責(zé)任編輯：王意琴）