專業認證背景下以學生為中心的Pro/E實驗教學改革

嚴明霞 張道德 胡新宇

摘要：專業認證是我國當前高等工程教育關注的焦點，以學生為中心是專業認證的核心教學理念。湖北工業大學機械設計與制造及自動化專業，以工程教育專業認證標準為指導，積極探索機電專業課程教學改革，從講好課程緒論、注重趣味性新穎性、考核評價多元化等方面，對Pro/E實驗教學改革做出有益的探索和實踐。實踐證明，改革有利于提高學生獨立思考和解決問題的能力，有利于增強學生的探索精神和創新能力，與專業認證要求相適應，為培養符合專業認證標準的卓越工程師后備人才提供有力支持。

關鍵詞：專業認證；Pro/E課程；以學生為中心；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）51-0242-02

專業認證是實現工程教育國際互認的重要基礎。為了促進我國工程教育參與國際競爭，教育部自2006年起在全國實施工程教育專業認證。通過專業認證，可以促進學科建設和發展，加強工程實踐教育，提高工程教育人才培養對工業產業的適應性，促進我國工程教育參與國際交流，實現國際互認，國內很多高校已經以專業認證為導向做了大量工作。今年，我校在教育部高等學校機械專業教學指導委員會的指導下，機械設計與制造及自動化專業認證工作蓬勃開展。面對專業認證的新要求和新形勢，“Pro/E基礎與應用”實驗教學必須實施改革。

一、Pro/E實驗教學與專業認證的不適應

“Pro/E基礎與應用”雖然只是一門專業選修課，但非常實用，學生課程設計、畢業設計、參加機械創新設計大賽、參與科研課題及今后參加機械領域工作等場合都會用到這項技能。然而，教學過程中，普遍存在教師重視不夠、照本宣科，學生學習主動性不強的問題，教學面貌和教學效果與專業認證存在嚴重的不適應。Pro/E實驗教學迫切需要改頭換面，與時俱進。專業認證的核心理念是“以學生為中心”，重視實踐，重視創新意識和創新能力的培養，關注教學過程中“學生真正收獲了什么”。在深入思考后，筆者以該理念為指導，實施系列以學生為中心的Pro/E實驗教學改革措施，取得良好的教學效果。

二、基于專業認證需求，以學生為中心，實施Pro/E實驗教學改革

1.講好緒論——布好開局，培養學生對課程的熱愛和向往之情。學生必須“了解本專業的前沿發展現狀和趨勢”，是專業認證對專業教學的要求之一。這點在緒論課中應得以體現。緒論是一門課程的大綱，是課程的高度濃縮。講好緒論課，教師必須站在領域與學科、歷史與現實、理論與應用的高度，高屋建瓴地統攬課程內容全貌，點評課程的形成與發展、內容與特色，以及該課程與相關課程、學科的聯系，讓學生認為學習該課程有用、有趣。

一堂好的緒論課，可以抓住學生的求知心理，激發學習興趣，使他們滿懷期待投入新課程的學習。考慮到Pro/E是一門軟件應用課程，筆者在介紹軟件發展的前世今生后，精心選取三個軟件應用實例進行演示，以形象直觀的視覺效果，吸引學生的注意力，激發學習欲望。第一個實例是發動機的整機裝配動畫。該實例為汽車廠家研發部為自己產品所做的，來自工程實際，貼合機電專業課與企業緊密結合的教改要求。學生看完后會產生一種向往，對軟件學習有欲望。第二個是直齒圓柱齒輪減速器整機虛擬裝配。由于機械設計課程設計中，學生曾設計出該類減速器，容易產生親切感，學完軟件也能創建這樣的作品，對軟件學習有信心。第三個是上屆學生在該課程學習結束時創作的作品，是課程學完后的成果展現。由于是學生自己的作品，他們除了親切，還會產生一種敬佩和向往之情，熱心學習新課程。通過三個典型實例的展示，學生產生濃厚的學習興趣，激發強烈的學習欲望，為后續全面深入地學習本課程開啟良好的開端。

2.注重趣味性和新穎性，增強課堂的吸引力，啟發學生思考，鼓勵學生實踐。為了抓住學生的心理，吸引學生的注意力，Pro/E課程采用案例式教學和啟發式教學相結合的方式。基于系列典型案例，吸引學生，啟發學生，引導和鼓勵學生通過思考和實踐自己完成模型的創建。筆者沒有直接告訴學生最快最好的模型創建步驟，而是啟發他們理清建模思路，鼓勵他們大膽嘗試，體驗多次失敗后的成功帶來的發自內心的喜悅。

案例的挑選很重要，貼近工程實際固然好，但若能穿插一些來源生活、接地氣、有趣新穎的案例，更會讓人耳目一新。（1）旋轉樓梯。旋轉樓梯是校園教學樓旁的一處建筑，學生每日經過，它里面包含尺寸增量陣列和螺旋掃描的綜合應用。Pro/E創建的旋轉樓梯被展示在大家面前時，每個人都會有一種親切感。仔細分析后，發現確實很難做。①臺階。首先引導學生分析樓梯臺階的特點：臺階圍繞立柱螺旋式逐層上升。學生很快就會想到采用軸陣列，但如何讓臺階逐層上升，這需要學生好好試一試，體驗陣列中尺寸增量的使用效果。學生經過多次反復試驗，并未成功，最后請教其他同學或教師，豁然開朗后，印象更深。②扶手。創建需要用螺旋掃描特征，思路清楚。學生感覺容易創建，但嘗試后，學生很快會發現隨手創建的扶手和旋轉臺階不符。這時，教師要啟發學生思考：為什么不符，存在什么樣的匹配問題？經一番思考，學生明白需要仔細計算螺距，才能匹配上。（2）奧運五環。五環是奧運會的會標，作為案例，既讓人親切，又非常新穎，讓學生有強烈的創建欲望。它里面包含基準面、特征編輯和角度尺寸增量陣列三個方面的知識點融合，有一定的難度。教師可以這樣啟發學生理清思路：①思考如何創建出平面五環，這步相對簡單。學生應對普通陣列動些腦筋，建傾斜基準面，沿基準面陣列，可得出平面五環。②引導學生觀察立體五環特點，上面三個環左側向紙內傾斜，下面兩個左側向紙外傾斜。如何傾斜？可采用特征編輯的旋轉實現。③創建立體五環。此時會用到尺寸增量陣列。增量尺寸就是上一步旋轉過程中得到的角度，這一步是難點。學生有了初步的建模思路后，也要勇于嘗試建模的過程。可能會多次失敗，碰到很多實踐問題，這時教師要多加鼓勵，幫助學生完整地走完這個過程，走向成功。

3.考核評價多元化。專業認證倡導“注重學生能力培養”、“著重考核創新意識和創新能力的培養”、“著重考查學生學到了什么”，強調通過抓學習過程，培養學生實踐能力、創新能力和學習成效，而不是單純的期末卷面成績。Pro/E實驗課程實行考核評價多元化，課程最終成績由三部分組成：課堂練習60%、期末考試30%和自由選題創意建模10%。

在實施過程中，教師要抓好每堂課，記錄學生的每次課堂練習成績，工作量有點兒大，但效果明顯。（1）教師根據學生練習情況實時記錄平時成績，學生做得好的想著下次繼續努力，不好的有了壓力，課后自然會抓緊復習和預習，良好的學習氛圍在不知不覺中形成。（2）教師在檢查過程中，能收集學生出現的一些共性問題，有利于教學反思和下次課講解的針對性。（3）由于啟發式教學注重啟發學生思考，鼓勵學生開放思維，因此也會收集到少數學生令人意外的創造性思維解決辦法，學生欣喜，教師也高興，將這些新鮮的思路整理后分享，大家更是欣喜。（4）檢查記錄平時成績的方式，可以加強師生之間的溝通，教師也能深入了解每位學生的學習基礎、學習習慣、學習困難和曠課原因等，有針對性地給予關心和幫助；學生切身感受到被重視和被關愛，課程學習積極性都很積極。自由選題創意建模，要求學生創建一個自選創意零件、部件或整機。這是課程的拓展和升華，應鼓勵學生運用所學進行創作，讓學生親身體驗學有所用，學有所成。

經過實踐，班上學生都能提交一份作品，或簡單或復雜。教師挑選部分優秀作品講評，會起到兩方面的作用：一是為全班學生課程結束后取得的成果進行慶祝，讓學生的成就感油然而生；二是積累新鮮素材，以便下輪課程學習開始時，給新學生展示學長作品，讓他們產生一種敬佩和向往，有學習動力。

專業認證是國際工程教育改革與創新的潮流，是提高工程教育質量的重要舉措，是當前高校關注的焦點。專業認證的核心教學理念是以學生為中心，實現以教師為中心的教學向以學生為中心的教學的轉變。基于這一教學理念，對機電專業課程實施教學改革，能有效地促進我校機械設計與制造及自動化專業的專業認證工作，對全面提升我校工程教育質量具有深遠意義。

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