基于卓越計劃的“計算機輔助設計”課程教學改革與實踐

摘要：教學改革不僅要有知識的更新，也要有科學的教學內(nèi)容和方法，優(yōu)化考核方式，實現(xiàn)對學生的真實評價和教學質(zhì)量的不斷提高。結(jié)合車輛工程“卓越計劃”專業(yè)汽車計算機輔助設計課程的教學改革與實踐的研究，從確立課程目標、優(yōu)化教學內(nèi)容與方法、設計考核方式、分析教學效果等方面進行了改革與實踐，分析并評價了教學改革的結(jié)果和成效，實現(xiàn)“教+學+習—認證”三位一體的教學模式，為進一步深化教育改革和提高教學質(zhì)量做了深入的探索。

關鍵詞：卓越工程師；計算機輔助設計；教學改革與實踐；教學質(zhì)量；人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：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)新項目是通過突出對學生的工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，強調(diào)校企聯(lián)合，引導行業(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主動服務國家戰(zhàn)略需求，主動服務行業(yè)企業(yè)需要為導向的特點，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)濟和社會可持續(xù)發(fā)展服務。[1]依據(jù)本校卓越計劃培養(yǎng)標準，遵循工程的集成與創(chuàng)新特征，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創(chuàng)新能力為核心，重構(gòu)課程體系、教學內(nèi)容和教學方法，加強跨專業(yè)、跨學科的復合型人才培養(yǎng)。[2]項目針對車輛工程“卓越工程師”專業(yè)計算機輔助設計課程進行改革與創(chuàng)新，該門課程與工程實踐和企業(yè)需求聯(lián)系緊密、課程內(nèi)容隨著科學技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)不斷升級變化快頻率，需要不斷地進行創(chuàng)新和完善，以適應卓越工程師人才培養(yǎng)的目標和要求。

一、“計算機輔助設計”課程培養(yǎng)目標和地位及作用

本課程的教學內(nèi)容是專業(yè)基礎課程，隸屬于學科專業(yè)知識體系，定位于專業(yè)基礎知識領域的重點應用知識單元，前導課程和后續(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，本課程在工程領域具有重要的地位，在汽車、機械、航空航天、電子、建筑及醫(yī)學等領域應用及其廣泛。[3-7]

二、優(yōu)化課程教學內(nèi)容與方法

通過本課程的學習要掌握的知識包括：計算機輔助設計基本知識；數(shù)值計算與數(shù)據(jù)處理技術(shù)；計算機圖形學技術(shù)；建模技術(shù)；CAD軟件使用。通過對本課程的學習，培養(yǎng)學生會運用計算機輔助設計的相關理論知識，培養(yǎng)學生工程軟件應用能力和工程實踐創(chuàng)新能力。通過對本項目的研究，培養(yǎng)車輛工程專業(yè)學生運用該課程的基本理論系統(tǒng)地、科學地、規(guī)范地進行汽車零部件設計的工程素質(zhì)。

1.教學內(nèi)容改革的目的

該門課程教學內(nèi)容實在落實車輛工程專業(yè)“卓越工程師”人才培養(yǎng)目標的前提下，對教學內(nèi)容、教學方法和考核方式進行優(yōu)化。由于“計算機輔助設計”課程內(nèi)容的應用型強，理論比較晦澀，采用傳統(tǒng)教學方法難以提高學生的學習興趣和主動性，無法做到課堂理論知識與實踐相結(jié)合，從而無法真正提高其設計能力、創(chuàng)新能力，悖離卓越工程師人才培養(yǎng)目標，[8]通過本項目研究，實現(xiàn)教學改革、提高教學質(zhì)量和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目的。

2.教學內(nèi)容優(yōu)化

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

（2）重軟件學習，強化動手能力。增加軟件應用教學的比例，摒棄講授為主的教學形式。在課程中增加軟件類型、內(nèi)容的教學。以提高學生的動手能力為目標，在教學內(nèi)容上要與實踐結(jié)合緊密，摒棄依靠教材教學的形式。在專業(yè)相關內(nèi)容的基礎上進行實踐教學，提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力。

3.教學方法設計

（1）精簡理論，注重軟件教學。傳統(tǒng)教學中，理論教學占了課程教學總數(shù)的2/3以上，上課地點多為教室或多媒體教室，講授內(nèi)容多為理論性較強的部分。在學生基礎知識不是很扎實的情況下，相關內(nèi)容較難理解，教學效果不好。同時，過多的理論教學與應用型本科院校卓越工程人才培養(yǎng)的目標偏離，學生創(chuàng)新能力和動手能力不能充分鍛煉。在本項目中，改變傳統(tǒng)教學內(nèi)容，理論講解為輔，增加軟件教學的課時數(shù)，上課地點在機房進行，培養(yǎng)學生軟件的應用能力和動手能力。

（2）隨講隨練，增加學生動手機會。在本門課程教學過程中進行了兩項教學方式改革：其一，講授和實驗均在機房進行，改變傳統(tǒng)的多媒體教室講課，機房實驗的形式；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方法。通過以上形式的改革，能使學生在教學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內(nèi)容進行練習的情況，促使學生能在當次課程中對所學內(nèi)容較好掌握。

（3）與實際相結(jié)合，避免過于參照教材。在本門課程教學過程中并沒有制訂學生專門教材，避免出現(xiàn)學生只依靠教材才能進行學習的情況。特別在軟件學生過程中，應教會學生更好地使用軟件本身的幫助文檔，使學生不會出現(xiàn)照搬照抄書本才會，離開教材一無所知的情況。同時，在教授和實驗的過程中，更多地與工程實際內(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）增加課程訓練中課程的應用。在車輛工程卓越試點專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，修完該門課程后，開設了相關的實習實訓及增加畢業(yè)設計應用的比例，使學生能在后續(xù)課程教學中進行不斷線學習，一直使學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申請大學生基金項目，利用所有知識充分運用到實踐當中，起到了良好效果。

4.改革考核方式

車輛工程專業(yè)對汽車計算機輔助設計課程教學方式依然按照理論講解，上機實驗，筆試或考查考核組織教學。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生學到的知識和實踐技能實用性不強，前導課程和后續(xù)課程脫節(jié)，離企業(yè)真實項目的實際要求差距較大，真正走上工作崗位后造成理論欠缺和動手能力嚴重脫節(jié)。為此，根據(jù)車輛工程專業(yè)汽車計算機輔助設計課程性質(zhì)和特點，嘗試進行考核方式改革，以探索實施“卓越計劃”教育改革，提升教學質(zhì)量的有效方法，把傳統(tǒng)對成績的一次考試評定，分散到學習過程節(jié)點的質(zhì)量控制，將考核貫穿到日常教學中，體現(xiàn)公平、公正原則，以達到對教學的全程監(jiān)控、不斷總結(jié)提高的目的。

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

（2）以考代練，多次成績綜合。在整個課程教學過程中，應將每次的實驗課程都作為一次小型測試，在每個教學進程中進行該相關內(nèi)容的考核，促進學生對每個進程的重視，刺激學生學習的主動性。

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

三、課程教學改革效果

通過該門課程的教學改革與實踐，從教學目的、教學思路、教學內(nèi)容、教學方法、考核方式進行轉(zhuǎn)變和改革，以“卓越工程師”人才培養(yǎng)目標為引導，加大學生動手能力和自主學習能力的培養(yǎng)。改變傳統(tǒng)教學方式，采用重理論、強實踐，以考代練、實際結(jié)合的方式進行改革和實踐。建立完善的計算機輔助設計課程在卓越計劃中教學作用及模式，在教學過程中效果取得較好改進。

1.改善了專業(yè)培養(yǎng)的思路

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

2.提高了學生動手能力和創(chuàng)新能力

汽車計算機輔助設計課程更加強調(diào)學生動手能力的培養(yǎng)，在理論知識的基礎上，更注重實踐能力，軟件應用能力的教學，通過教學改革，使學生動手能力得到提高。同時，作為一門實踐性很強的課程，在學習的過程中，需要學生具有一定的創(chuàng)新思維，進行相關產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識，改變以往“照貓畫虎”的思維方式和學習能力。

3.獲取職業(yè)資格認證，提高了學生就業(yè)競爭力

目前學生在就業(yè)存在很大壓力，企業(yè)更需要一批動手能力強，實踐經(jīng)驗豐富，具有創(chuàng)新思維的優(yōu)秀人才。在該門課程教學中，力求遵循工程的集成與創(chuàng)新特征，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)為核心，使學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，在學習的過程中，獲取職業(yè)資格認證，提高學生的素質(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)的順利進行，“雙師型”教師隊伍建設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，缺少實踐經(jīng)驗，缺少將理論知識應用到實踐中的能力。教師的教育技能存在很大不足。通過該類課程的教學，教師通過國家職業(yè)資格認證、專業(yè)技能等級或?qū)I(yè)技術(shù)職務考核，主動根據(jù)行業(yè)要求適應卓越人才培養(yǎng)模式，利用扎實的理論基礎、熟練的專業(yè)技能和創(chuàng)新的思維及充分的實踐經(jīng)驗培養(yǎng)更加優(yōu)秀的人才。

5.優(yōu)化建立“教+學+習—認證”卓越計劃人才培養(yǎng)模式

卓越計劃人才培養(yǎng)模式更強調(diào)學校與企業(yè)結(jié)合、理論教育與實踐教育結(jié)合和高校教師與企業(yè)工程師結(jié)合。本門課程的教學完好符合卓越人才的新模式，加強了實踐環(huán)節(jié)的教學，培養(yǎng)了學生精湛的工程基礎和專業(yè)知識，使之對工程實踐有充分的理解，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專業(yè)計算機輔助設計課程的教學改革與實踐，在教育思想、課程體系、教學內(nèi)容、教學方法和教學手段、教學評價、實踐教學改革等方面不斷探索，敢于創(chuàng)新，取得了明顯的教學成果，符合車輛工程專業(yè)卓越工程人才培養(yǎng)模式目標。通過本課程教學改革的實際應用能推動CAX應用技術(shù)系列課程改革與實踐。

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（責任編輯：王意琴）