工程教育背景下飛制專業(yè)制圖類課程教學改革初探

竇忠宇，張殿喜

（安順學院電子與信息工程學院，貴州 安順 561000）

我國于2016年正式成為《華盛頓協(xié)議》的會員，2015年，中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會正式成立，全面開展各工程教育本科專業(yè)的認證工作[1-2]。

工程教育專業(yè)認證的核心理念是以學生為中心，以產出為導向，評價工科專業(yè)的畢業(yè)生能力是否達到行業(yè)的要求，堅持持續(xù)改進進行提高，這與新工科的應用型人才培養(yǎng)要求是一致的，普通高校依據企業(yè)崗位要求的知識與能力，有目的地完善培養(yǎng)方案中不足之處，逐漸提高人才培養(yǎng)質量。工程圖學是研究工程圖樣表達與技術交流的一門學科，與工程圖學學科對應的是制圖類課程，這也是普通高校工科專業(yè)重要的工程基礎課程[3]。隨著信息技術和能力要求的變化，制圖類課程的標準和規(guī)范、參與交流的對象、圖紙表達的含義等方面都發(fā)生了巨大變化。在制造工程應用中面向全生命周期的三維數字化產品設計、3D打印制造技術、基于圖像的三維建模已成為工程應用的重要方向[4]，因此制圖類課程教學體系內容需要適配新工科發(fā)展要求以及工程教育認證的建設需要。本文基于安順學院飛制專業(yè)制圖類課程的教學現(xiàn)狀，將制圖類課程的教學體系內容進行模塊化構建，提升理論基礎和工程實踐，為培養(yǎng)高素質的應用型飛制專業(yè)人才提供一些思考。

1 教學現(xiàn)狀和問題

制圖課程是工科類專業(yè)開設的一門必修基礎課程，國內大多數院校制圖類課程開設主要分為工程制圖和計算機繪圖兩部分，工程制圖主要的內容著重于平面圖形的識讀和繪制，計算機繪圖以AUTOCAD軟件學習為主，課程教學主要以教師為中心，灌輸知識為主，即知識點+練習的傳統(tǒng)教學方法[5]，這樣的教學模式和教學內容已經不能滿足工程教育認證的要求，主要體現(xiàn)在以下三個方面。

1.1 課程內容與專業(yè)

飛行器制造工程專業(yè)對制圖課程的要求與機械類專業(yè)基本一致，制圖課程內容主要包括投影的基礎知識、立體的投影、組合體、機件常用的表達方法、標準件及常用件、零件圖、裝配圖、AUTOCAD繪圖等內容，教學內容繁多，同時教學中以機械圖樣為主，這就導致學生雖然具備了基本的讀圖、繪圖能力，卻對本專業(yè)工程圖樣依然比較陌生，影響學生工程能力和素質的培養(yǎng)。

1.2 教學方法與手段

制圖類課程由于學時的壓縮、課程開設時間、學生的基礎等問題導致授課主要采用“講授法+練習”的教學，課后作業(yè)沒有大量時間進行逐一講解。由于制圖作業(yè)并不是簡單的“對”或“錯”，學生的錯誤都不完全一樣，這會影響學生的學習效果和積極性。傳統(tǒng)的教學方法與手段已然不能適應學生的學習需求，也不能達到工程教育認證“以產出為導向”的要求。

1.3 教學評價

制圖類課程的評價方式主要以期末考核為主，平時作業(yè)和過程性評價占比較小，重視程度不高，這導致學生學習積極性不高，平時課堂參與度較弱，教師無法全面評價學生的學習情況和能力的達成度，嚴重影響“以產出為導向”的新時代發(fā)展要求。

2 基于工程教育認證的制圖類課程教學改革

構建新體系的制圖課程體系，先要強化“以學生為中心”思維理念，用好課上教學和第二課堂教學互補的方式，課上教學以學生的基礎理論知識和技能為主，第二課堂以工程實踐教學為主，教學方式融合線上線下，強化工程教育理念，充分調動學生的學習興趣和活力，具體模塊化內容體系構建措施如下。

2.1 課程內容體系構建

飛行器制造專業(yè)制圖類課程有機械制圖和計算機繪圖兩大部分，黃利平[6]等人提出把制圖課程內容分為畫法幾何、制圖基礎、機械制圖、機械設計常識和計算機繪圖5部分。通過課程內容分為5個模塊：畫法幾何基礎、機械工程基礎、工程案例、CAD平面圖形和三維建模。通過建設清晰明朗的模塊化教學內容，聯(lián)系線上線下教學方式，針對教學中課時少、學生基礎差、主動性低的特點提升教學質量和能力。

學生通過畫法幾何基礎學習繪圖和識圖的基礎知識和技能，包括國家標準、繪圖方法、點線面、組合體和表達方法，本模塊的學習可以培養(yǎng)學生嚴謹的治學思維和追求極致的美學理念，同時為CAD平面圖形模塊學習打下良好的基礎。機械工程基礎模塊學習常用件、零件圖和裝配圖，通過了解零、部件的作用、結構和裝配方式，對零件圖和裝配圖有新的認識和理解。學生通過工程案例模塊認識工程制圖內容在實際工程項目中的應用，通過引入工程實踐中航空項目所用的一些圖紙資料，從工程角度講解圖紙上要表達的內容和繪制方法，從宏觀到微觀。工程案例教學模塊是第二課堂教學的重點內容，也是培養(yǎng)學生的工程理念和工程實踐能力。CAD平面圖形是學生學習計算機繪圖的重要基礎模塊，通過這部分學習從而掌握Auto-CAD軟件的操作，這部分內容通過課堂教學進行學習。三維建模部分鍛煉學生的空間思維和實體建模能力，通過第二課堂學習專業(yè)三維建模軟件UG、PROE等，以工程實例為主提升學生工程實踐能力。通過課上教學和第二課堂把制圖課程知識和技能進行模塊化分解，從而解決目前高校課時壓縮和工程能力培養(yǎng)的問題。

2.2 教學方法手段多樣化

制圖類課程教學中的重要目標在于如何提高學生的空間想象和空間分析能力，構建平面圖形和三維實體的對應關系，突破“講授法+練習”的教學方法，根據教學內容制定線上線下教學模式，線上建立教學資源庫，利用網絡教學平臺開展全天候的輔助教學，線下教學可采用實體模型、視頻演示、微課教學等多種形式提高學生的參與度和積極性，在畫法幾何理論知識講解中融入三維建模內容，加強學生對于二維-三維的空間轉換理解。華中農業(yè)大學工學院在長期實踐中提出了一套“二維―三維融合”的教學體系，提高了學生解決工程問題的能力[7]。在課堂、實踐等教學環(huán)節(jié)中，采用啟發(fā)式、討論式等教學方式鼓勵學生積極思考，在課后增加構思環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生聯(lián)想思維的習慣，提高創(chuàng)新能力。在計算機繪圖教學中增加設計性內容，讓學生進行發(fā)散思維，培養(yǎng)學生綜合運用知識，提升工程思維能力。

2.3 持續(xù)改進教學評價方式

教學內容的模塊式和教學方法的多樣化需要匹配持續(xù)變化的教學評價方式，制圖類課程是應用性和實踐性較強的課程，全面考查學生的能力只靠期末試卷很難反應，因此采用多元化綜合考核方式，針對出勤、課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、尺規(guī)作圖、線上學習參與度等方面，根據各項考核內容設定系數進行過程性綜合評價。任課教師通過對考核評價結果的分析，及時發(fā)現(xiàn)教學過程中的不足和學生能力培養(yǎng)的薄弱之處，從而對制圖類課程的教學方法、教學手段、評價方式以及課程教學大綱進行持續(xù)改進。

3 結語

在工程教育背景下，“以學生為中心”對制圖類課程體系、教學模式、考核評價等進行了一些思考和實踐。通過對飛制專業(yè)制圖類課程進行模塊化分解，結合線上線下教育模式，采用課堂教學+第二課堂互補的教學方式解決課時不足和工程實踐能力欠缺的問題。持續(xù)改進教學質量是培養(yǎng)人才的關鍵，結合新工科建設的要求，教研室將根據制圖課程實施情況的反饋，持續(xù)改進教學內容和方法，以期更好地支撐專業(yè)培養(yǎng)目標的達成。