面向ABET工程技術(shù)認(rèn)證的《機(jī)械制圖》教學(xué)改革

孫群　杜偉明　劉俊

【摘 要】根據(jù)美國ABET工程技術(shù)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合上海市高校圖學(xué)教學(xué)發(fā)展方向和上海電機(jī)學(xué)院專業(yè)特色，對照美國普渡大學(xué)的同名課程與工程教育專業(yè)認(rèn)證的畢業(yè)要求，在傳統(tǒng)《機(jī)械制圖》的基礎(chǔ)上，開展同名課程教學(xué)改革。改革體現(xiàn)了以達(dá)到ABET認(rèn)證為導(dǎo)向，對推動(dòng)普通高校教育認(rèn)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(xué)目標(biāo)提供必要參考。

【關(guān)鍵詞】美國ABET工程技術(shù)認(rèn)證；機(jī)械制圖；教學(xué)改革

0 引言

機(jī)械制圖是機(jī)械類專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課，貫穿于機(jī)械類專業(yè)的整個(gè)教學(xué)過程中。機(jī)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(jī)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(jī)械制圖教學(xué)模式以課堂教授為主，課后完成局部知識(shí)點(diǎn)對應(yīng)的簡單作業(yè)為輔的教學(xué)模式。課程缺少綜合性、深入性、與實(shí)際應(yīng)用緊密聯(lián)系的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，同時(shí)缺少更客觀的評(píng)價(jià)方式，教師的投入與學(xué)生的學(xué)習(xí)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(jī)械制圖教學(xué)當(dāng)中，需要教學(xué)方法和教學(xué)手段的持續(xù)創(chuàng)新。

1 課程改革目標(biāo)

1.1 以達(dá)到ABET認(rèn)證為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)“以生為本”

美國工程技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)（Accreditation Board for Engineering and Technology， ABET）是一種社會(huì)組織的名稱，是美國最為權(quán)威的專業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)之一。ABET具有普遍性的認(rèn)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(xué)、2500個(gè)學(xué)院參加它的認(rèn)證[1]。其認(rèn)證過程、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證特色對于我國高等工程教育認(rèn)證機(jī)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(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)2000（Engineering Criteria 2000， EC2000），其特點(diǎn)為：從強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)成效（Outcomes）；強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的“持續(xù)改進(jìn)（Continuous Improvement）”；鼓勵(lì)專業(yè)創(chuàng)新；鼓勵(lì)新的評(píng)價(jià)和改進(jìn)方法；提出11條畢業(yè)要求（a-k Graduate Outcomes），即：評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的11項(xiàng)能力指標(biāo)（a-k），也是ABET工程教育質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。其中，與本課程對應(yīng)的指標(biāo)分別是：

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

A2：掌握學(xué)科研究方法的基本知識(shí)

A3：掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能

A5：設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)

B.能夠使用技術(shù)知識(shí)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(jī)械制圖的教學(xué)基礎(chǔ)上，課程以達(dá)到美國ABET認(rèn)證為導(dǎo)向，結(jié)合ABET認(rèn)證的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將教學(xué)目標(biāo)與評(píng)價(jià)指標(biāo)一一對應(yīng)，在項(xiàng)目引導(dǎo)的教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和工程素質(zhì)，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和今后工作打下必要的基礎(chǔ)。

1.2 參考國外教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，豐富教學(xué)內(nèi)容與手段

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

通過本課程的理論教學(xué)和課程實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生具有一定的空間想象能力、識(shí)圖能力、繪圖能力，達(dá)到ABET認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)踐教學(xué)理念引導(dǎo)的教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和工程素質(zhì)，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)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(xué)內(nèi)容

繼承傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)手段，課程主要由基本理論、三維建模軟件練習(xí)和手繪草圖等三大部分組成，通過本課程的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生具有一定的空間想象能力、識(shí)圖能力、繪圖能力，達(dá)到ABET認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，具體如下：

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

（2）培養(yǎng)學(xué)生具有一定的空間構(gòu)思能力、識(shí)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(xué)生具有系統(tǒng)化地識(shí)別、評(píng)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(xiàng)目引導(dǎo)的教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)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(dá)到ABET認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 優(yōu)化教學(xué)手段

傳統(tǒng)的教學(xué)方式以教師黑板板書為主，近年來由于計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)繪圖也逐漸作為輔助教學(xué)方式加入到機(jī)械制圖的教學(xué)中，但仍是少課時(shí)教學(xué)。本課程以課堂教學(xué)與計(jì)算機(jī)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(xué)生手動(dòng)制圖的主要方式，多方位培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

在計(jì)算機(jī)繪圖中，將三維建模引入課程教學(xué)中，在投影法、點(diǎn)線面的投影、組合體的投影等教學(xué)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(shí)變得形象生動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生在圖形表達(dá)中的正向思維和逆向思維能力。

3 課程的學(xué)習(xí)成效評(píng)價(jià)

機(jī)械制圖是要求學(xué)生動(dòng)手繪圖的一門工程類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，學(xué)生是否能夠達(dá)到繪制及閱讀工程圖樣是衡量學(xué)習(xí)成果的主要依據(jù)。傳統(tǒng)的機(jī)械制圖課程評(píng)價(jià)方式，主要是通過具體、客觀的頁面測驗(yàn)檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)際達(dá)到課程目標(biāo)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(píng)價(jià)方法，將整個(gè)學(xué)習(xí)過程分為三個(gè)模塊，在每個(gè)學(xué)習(xí)模塊結(jié)束時(shí)進(jìn)行階段考核，每個(gè)模塊分別占總分?jǐn)?shù)的25%，三個(gè)模塊共占總分?jǐn)?shù)75%，平時(shí)作業(yè)占總分?jǐn)?shù)25%。

閱卷結(jié)束后教師對學(xué)生成績進(jìn)行分析，一是了解學(xué)生對于各個(gè)模塊內(nèi)容的掌握程度，以檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)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(yàn)試題難度是否合適；三是及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的不足，作為下次教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)方向。

4 結(jié)語

本課程是《機(jī)械制圖》課程的一種教學(xué)改革嘗試，培養(yǎng)目標(biāo)是借助于多種教學(xué)手段，使學(xué)生能夠提高空間想象能力，達(dá)到美國ABET認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須對課程進(jìn)行“持續(xù)改進(jìn)”，這點(diǎn)是美國工程技術(shù)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)之一。措施主要包括教學(xué)反思以及相關(guān)各方的反饋。學(xué)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(jì)；有待驗(yàn)證的反饋，如學(xué)生參加科創(chuàng)項(xiàng)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(xiàn)】

[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(rèn)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(rèn)證探索-基于上海電機(jī)學(xué)院的實(shí)踐[J].中國高等教育評(píng)估，2016（4）：47-50.endprint