面向ABET工程技術(shù)認證的《機械制圖》教學改革

孫群　杜偉明　劉俊

【摘 要】根據(jù)美國ABET工程技術(shù)認證標準，結(jié)合上海市高校圖學教學發(fā)展方向和上海電機學院專業(yè)特色，對照美國普渡大學的同名課程與工程教育專業(yè)認證的畢業(yè)要求，在傳統(tǒng)《機械制圖》的基礎(chǔ)上，開展同名課程教學改革。改革體現(xiàn)了以達到ABET認證為導(dǎo)向，對推動普通高校教育認證，培養(yǎng)適應(yīng)區(qū)域發(fā)展和國際化需求的工程技術(shù)人才的教學目標提供必要參考。

【關(guān)鍵詞】美國ABET工程技術(shù)認證；機械制圖；教學改革

0 引言

機械制圖是機械類專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課，貫穿于機械類專業(yè)的整個教學過程中。機械制圖的研究對象工程圖樣被稱為“工程界共同的技術(shù)語言”，課程主要研究繪制和閱讀機械工程圖樣的原理和方法，是工科類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)必修課。多年來，機械制圖教學模式以課堂教授為主，課后完成局部知識點對應(yīng)的簡單作業(yè)為輔的教學模式。課程缺少綜合性、深入性、與實際應(yīng)用緊密聯(lián)系的實踐性教學環(huán)節(jié)，同時缺少更客觀的評價方式，教師的投入與學生的學習產(chǎn)出無法做出客觀衡量，如何將工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入到機械制圖教學當中，需要教學方法和教學手段的持續(xù)創(chuàng)新。

1 課程改革目標

1.1 以達到ABET認證為導(dǎo)向，強調(diào)“以生為本”

美國工程技術(shù)認證委員會（Accreditation Board for Engineering and Technology， ABET）是一種社會組織的名稱，是美國最為權(quán)威的專業(yè)認證機構(gòu)之一。ABET具有普遍性的認證體系，它開展的各類專業(yè)鑒定是專業(yè)技術(shù)人員獲得執(zhí)業(yè)資格的權(quán)威渠道，目前全球已有超過550所大學、2500個學院參加它的認證[1]。其認證過程、認證標準和認證特色對于我國高等工程教育認證機構(gòu)和高等工程教育的發(fā)展都頗具啟示意義。1997年，ABET推出工程認證標準2000（Engineering Criteria 2000， EC2000），其特點為：從強調(diào)教學過程轉(zhuǎn)變?yōu)閺娬{(diào)學生學習成效（Outcomes）；強調(diào)實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標的“持續(xù)改進（Continuous Improvement）”；鼓勵專業(yè)創(chuàng)新；鼓勵新的評價和改進方法；提出11條畢業(yè)要求（a-k Graduate Outcomes），即：評價學生學習成效的11項能力指標（a-k），也是ABET工程教育質(zhì)量標準。其中，與本課程對應(yīng)的指標分別是：

A.掌握數(shù)學、科學和工程知識（an ability to apply knowledge of mathematics， science， and engineering）

A2：掌握學科研究方法的基本知識

A3：掌握基礎(chǔ)知識和基本實驗技能

A5：設(shè)計制造基礎(chǔ)

B.能夠使用技術(shù)知識解決工程技術(shù)問題（an ability to design and conduct experiments， as well as to analyze and interpret data）

B3：工程素養(yǎng)與職業(yè)操守

在傳統(tǒng)機械制圖的教學基礎(chǔ)上，課程以達到美國ABET認證為導(dǎo)向，結(jié)合ABET認證的評價指標體系，將教學目標與評價指標一一對應(yīng)，在項目引導(dǎo)的教學過程中培養(yǎng)學生的綜合應(yīng)用能力和工程素質(zhì)，并為后續(xù)課程的學習和今后工作打下必要的基礎(chǔ)。

1.2 參考國外教學經(jīng)驗，豐富教學內(nèi)容與手段

課程改革思路來自于美國普渡大學的同名課程，主要借鑒其ABET認證為導(dǎo)向的實踐教學理念，結(jié)合我?！凹夹g(shù)立校、應(yīng)用為本”的辦學方略，因地制宜制定了一套適合我校學生學習的課程方案。課程教學以課堂教學、課外作業(yè)、手工繪圖、上機操作、隨堂測驗、視頻錄象等共同實施。要在有限的時間內(nèi)讓學生掌握全部教學內(nèi)容，需要注意教學方法的改革與創(chuàng)新，調(diào)動學生的積極性，樹立“老師教學引導(dǎo)，學生自主學習”的教學互動新模式。

通過本課程的理論教學和課程實踐，培養(yǎng)學生具有一定的空間想象能力、識圖能力、繪圖能力，達到ABET認證標準，在實踐教學理念引導(dǎo)的教學過程中培養(yǎng)學生的綜合應(yīng)用能力和工程素質(zhì)，并為后續(xù)課程的學習和今后工作打下必要的基礎(chǔ)。

2 課程改革手段

2.1 整合教學內(nèi)容

繼承傳統(tǒng)的機械制圖教學手段，課程主要由基本理論、三維建模軟件練習和手繪草圖等三大部分組成，通過本課程的教學，培養(yǎng)學生具有一定的空間想象能力、識圖能力、繪圖能力，達到ABET認證標準，具體如下：

（1）使學生掌握繪制和閱讀機械工程圖樣的原理和方法，掌握各種三維實體和曲面建模的操作技巧，能夠借助繪圖能力以實現(xiàn)解決問題的自我訓(xùn)練（手工繪圖方法與計算機三維建模方法）；

（2）培養(yǎng)學生具有一定的空間構(gòu)思能力、識圖能力、三維建模及形體構(gòu)型能力（空間思維的轉(zhuǎn)變：3維2維），使學生具有系統(tǒng)化地識別、評估、解決工程問題的能力以及創(chuàng)造性思維能力；（下轉(zhuǎn)第28頁）

（上接第10頁）

（3）在項目引導(dǎo)的教學過程中培養(yǎng)學生的綜合應(yīng)用能力，使其具有從事工程技術(shù)工作必需的基本素質(zhì)和能力，達到ABET認證標準。

2.2 優(yōu)化教學手段

傳統(tǒng)的教學方式以教師黑板板書為主，近年來由于計算機的飛速發(fā)展，計算機繪圖也逐漸作為輔助教學方式加入到機械制圖的教學中，但仍是少課時教學。本課程以課堂教學與計算機繪圖并重的方式作為課程改革的重要手段，并以手繪草圖作為學生手動制圖的主要方式，多方位培養(yǎng)學生的動手能力。

在計算機繪圖中，將三維建模引入課程教學中，在投影法、點線面的投影、組合體的投影等教學過程中，結(jié)合三維模型與二維模型的相互轉(zhuǎn)換，將枯燥的理論知識變得形象生動，培養(yǎng)學生在圖形表達中的正向思維和逆向思維能力。

3 課程的學習成效評價

機械制圖是要求學生動手繪圖的一門工程類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，學生是否能夠達到繪制及閱讀工程圖樣是衡量學習成果的主要依據(jù)。傳統(tǒng)的機械制圖課程評價方式，主要是通過具體、客觀的頁面測驗檢驗學生實際達到課程目標的情況。本課程改變了以往“一卷定成績”的考核方式，采用多元化評價方法，將整個學習過程分為三個模塊，在每個學習模塊結(jié)束時進行階段考核，每個模塊分別占總分數(shù)的25%，三個模塊共占總分數(shù)75%，平時作業(yè)占總分數(shù)25%。

閱卷結(jié)束后教師對學生成績進行分析，一是了解學生對于各個模塊內(nèi)容的掌握程度，以檢驗學生學習和教師授課情況；二是通過分析成績是否符合正態(tài)分布，用以檢驗試題難度是否合適；三是及時發(fā)現(xiàn)教學中的不足，作為下次教學的持續(xù)改進方向。

4 結(jié)語

本課程是《機械制圖》課程的一種教學改革嘗試，培養(yǎng)目標是借助于多種教學手段，使學生能夠提高空間想象能力，達到美國ABET認證標準。為實現(xiàn)這一目標，必須對課程進行“持續(xù)改進”，這點是美國工程技術(shù)認證標準中的強調(diào)重點之一。措施主要包括教學反思以及相關(guān)各方的反饋。學生方面直接與間接反饋包括案例建模，手繪作業(yè)以及考試，課程設(shè)計；有待驗證的反饋，如學生參加科創(chuàng)項目、制圖比賽以及今后工作中解決工程問題的能力。

【參考文獻】

[1]ABET.About ABET-history[EB/OL].[2017.10.19]http：//www.abet.org/about-abet/history/.

[2]李志義.解析工程教育專業(yè)認證的成果導(dǎo)向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[3]劉俊，楊若凡，劉軍，等.應(yīng)用型本科美國工程技術(shù)類專業(yè)認證探索-基于上海電機學院的實踐[J].中國高等教育評估，2016（4）：47-50.endprint