面向工程教育認(rèn)證的“紡織CAD”課程改革及設(shè)計

程璐，張俐敏，方丹丹

（新疆大學(xué) 紡織與服裝學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046）

0 引言

工程教育是我國高等教育的重要組成部分，且在國家工業(yè)化進(jìn)程中，對形成門類齊全、獨立完整的工業(yè)體系發(fā)揮了極其重要的作用。針對高校工科專業(yè)實行的專門性認(rèn)證，即工程教育專業(yè)認(rèn)證[1-3]，是實現(xiàn)工程教育以及工程師資格在國際相關(guān)專業(yè)中互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。而現(xiàn)今高等教育的質(zhì)量問題是社會各界關(guān)注的重點，為對標(biāo)國際標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提高工科專業(yè)教育教學(xué)的質(zhì)量，我國教育部已加入國際工程教育組織[4]。因此，在此時期關(guān)于教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的重要作用更為凸顯，也成為目前高校研究的熱點問題，備受關(guān)注?；诋?dāng)前工程教育認(rèn)證的客觀形勢，紡織專業(yè)教師需要明確目標(biāo)及方向，必須以工程認(rèn)證的具體內(nèi)容為導(dǎo)向展開紡織工程專業(yè)的教育教學(xué)，做到未雨綢繆，全面提升工科學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)及綜合水平[5-8]。

“紡織CAD”[9]是紡織工程專業(yè)里培養(yǎng)學(xué)生擁有紡織品設(shè)計以及創(chuàng)新能力的重要實踐教學(xué)課程。其主要分為理論及實踐環(huán)節(jié)，在理論環(huán)節(jié)主要側(cè)重紡織CAD 系統(tǒng)的開發(fā)思路，實驗環(huán)節(jié)側(cè)重機(jī)織物的設(shè)計能力訓(xùn)練，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生對紡織CAD 系統(tǒng)構(gòu)建基礎(chǔ)和開發(fā)模式的理論能力，以及具備針對不同要求紡織品的設(shè)計能力[10]。旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握和了解現(xiàn)代紡織的前沿技術(shù)，提高學(xué)生開發(fā)和應(yīng)用紡織CAD 軟件的能力和興趣。以期提升學(xué)生工科思維。而如何針對“紡織CAD”課程設(shè)計環(huán)節(jié)施行改革，以適應(yīng)現(xiàn)今工程教育認(rèn)證工作的新要求，是當(dāng)前的迫切需求。

1 對“紡織CAD”課程設(shè)計現(xiàn)狀的分析

“紡織CAD”是紡織工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)限選課程，目前教學(xué)主要是使學(xué)生掌握紡織CAD 系統(tǒng)、工藝和產(chǎn)品的設(shè)計思路，熟練操作常用機(jī)織物系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，同時了解國家紡織CAD 發(fā)展所面臨機(jī)遇和挑戰(zhàn)。但紡織CAD 涵蓋領(lǐng)域較廣，涉及印花、機(jī)織物、針織物、服裝、配色及紗線等[11-16]。然而當(dāng)前的課程設(shè)計內(nèi)容不足以滿足現(xiàn)今工程教育專業(yè)認(rèn)證的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

其主要存在下列幾個核心問題：①“紡織CAD”課程設(shè)計的選題較為單一。只是對紡織CAD 系統(tǒng)構(gòu)成及功能模塊進(jìn)行概述。實驗課程設(shè)計一直以來都是以簡單機(jī)織物為設(shè)計的范圍。題目相對傳統(tǒng)單一，學(xué)生缺乏創(chuàng)新思維，以至于抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。相較工程教育專業(yè)認(rèn)證的各項標(biāo)準(zhǔn)以及適應(yīng)現(xiàn)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的培養(yǎng)目標(biāo)尚有較大差距。②“紡織CAD”課程設(shè)計的相關(guān)性不足，學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)操作課程后，雖在簡單機(jī)織物設(shè)計中都得到了訓(xùn)練，但缺乏對整體設(shè)計軟件系統(tǒng)的認(rèn)識，甚至狹窄地認(rèn)為紡織CAD 即機(jī)織物設(shè)計軟件。未能使學(xué)生成為一個整體系統(tǒng)的認(rèn)知以及掌握紡織CAD 對紡織品設(shè)計的完整過程。

2 探索課程改革及課程設(shè)計

目前，對照工程教育專業(yè)認(rèn)證的培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)培養(yǎng)方案和相關(guān)畢業(yè)要求指標(biāo)，對課程的大綱進(jìn)行思考，為完善教學(xué)模式，結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣?，將課程設(shè)計立足于新疆紡織服裝產(chǎn)業(yè)中。

課程分為理論教學(xué)及實踐教學(xué)協(xié)同的方式，在理論教學(xué)環(huán)節(jié)中，一方面，主要結(jié)合優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源（慕課、智慧樹、學(xué)堂在線等平臺精品課程）及新型教學(xué)平臺（雨課堂、釘釘?shù)龋?，采用線上提前預(yù)習(xí)或知識點補(bǔ)充，線下教學(xué)以“理論知識+案例”的方式講解課程內(nèi)容，堅持理論與實踐緊密銜接，分享相關(guān)產(chǎn)品典型實例，深入淺出地闡明其基本設(shè)計思想，意在拓寬學(xué)生的設(shè)計思路，并積極引導(dǎo)紡織專業(yè)學(xué)生在掌握紡織品設(shè)計基礎(chǔ)的前提下，將主要精力放在掌握紡織CAD 開發(fā)設(shè)計的系統(tǒng)思維訓(xùn)練中，注意將培養(yǎng)和提高學(xué)生的分析問題及解決問題的能力，全面提升紡織工程專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力。另一方面，在傳授知識的同時，著重培養(yǎng)學(xué)生力求上進(jìn)、嚴(yán)謹(jǐn)好學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新思想以及工程素養(yǎng)，使學(xué)生的職業(yè)道德、社會責(zé)任感以及社會主義核心價值觀得到提升。在課程的實踐環(huán)節(jié)中，結(jié)合理論教學(xué)對于紡織CAD 的系統(tǒng)設(shè)計思路，主要針對紡織CAD 的設(shè)計與實操進(jìn)行訓(xùn)練，并能夠獨立完成單品和系列面料的設(shè)計和評價。指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料、行業(yè)論壇或通過企業(yè)調(diào)研等方式了解機(jī)織物的圖樣設(shè)計、結(jié)構(gòu)特征、發(fā)展和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生信息獲取能力和自主學(xué)習(xí)能力；引導(dǎo)學(xué)生掌握實踐操作過程，了解機(jī)織物設(shè)計藝術(shù)，具備運用計算機(jī)進(jìn)行設(shè)計的能力，把現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)繪制和工匠精神進(jìn)行結(jié)合，把讀圖過程與觀點進(jìn)行結(jié)合，把識圖能力和量變哲學(xué)進(jìn)行結(jié)合，逐漸培養(yǎng)學(xué)生化繁為簡、逐個突破的思維及能力，促使學(xué)生逐漸養(yǎng)成追求完美、注重細(xì)節(jié)的工匠精神，激發(fā)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識。要求學(xué)生用織物仿真CAD 系統(tǒng)表達(dá)規(guī)定的織物設(shè)計；掌握CAD 系統(tǒng)的應(yīng)用，并能獨立完成規(guī)定織物的設(shè)計；完成單品和系列織物的設(shè)計；獨立上機(jī)織造所設(shè)計織物，并達(dá)到質(zhì)量要求。為后續(xù)解決實際工程問題奠定基礎(chǔ)。

對標(biāo)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，畢業(yè)要求指標(biāo)點“設(shè)計、開發(fā)解決方案”對應(yīng)課程目標(biāo)1 和課程目標(biāo)2，畢業(yè)要求指標(biāo)點“使用現(xiàn)代工具”對應(yīng)課程目標(biāo)3、課程目標(biāo)4，具體工程能力和工程畢業(yè)要求標(biāo)準(zhǔn)為：課程目標(biāo)1：能夠掌握紡織（包括紗線設(shè)計、織物工藝、織物組織、織物仿真、紋織物等）生產(chǎn)加工及產(chǎn)品開發(fā)過程、方法。課程目標(biāo)2：能夠針對面向用戶需求，掌握紡織（包括紗線工藝、織物工藝、織物組織、織物仿真、紋織物等）生產(chǎn)設(shè)備選型、工藝流程及質(zhì)量控制等方面設(shè)計系統(tǒng)構(gòu)成及功能模塊。課程目標(biāo)3：了解紡織工程專業(yè)所需的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件等工具，熟練操作紡織CAD（包括棉紡工藝CAD、測配色CAD、織物工藝CAD、織物組織CAD、織物仿真CAD、小提花織物CAD、紡織CAD 等）軟件的技能，開發(fā)新產(chǎn)品。課程目標(biāo)4：熟練運用紡織CAD（紡工藝CAD、測配色CAD、包括織物工藝CAD、織物組織CAD、織物仿真CAD、小提花織物CAD、紡織CAD 等）軟件對復(fù)雜紡織半成品及成品進(jìn)行設(shè)計、模擬與仿真等。

依據(jù)以上課程目標(biāo)與相應(yīng)的支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點，將此課程考核的標(biāo)準(zhǔn)及重點分別包括在如下方面：

（1）學(xué)生工程實踐能力。學(xué)生通過查閱行業(yè)資料及相關(guān)學(xué)術(shù)論壇等途徑獲取信息的能力、觀察分析工程問題能力、設(shè)計能力以及自主創(chuàng)新等能力，學(xué)生對設(shè)計方面課題的理解程度，相關(guān)方面的創(chuàng)新能力及可行性分析等。特別集中在紗線設(shè)計、顏色匹配和織物設(shè)計能力，包括主要參數(shù)確定、組織結(jié)構(gòu)設(shè)計和應(yīng)用場景設(shè)計等；鼓勵學(xué)生利用面向用戶的程序設(shè)計軟件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計的了解。需掌握紡織工藝CAD 系統(tǒng)、織物組織CAD 系統(tǒng)和織物仿真CAD 系統(tǒng)的思維以及能力，提升其空間想象這一能力，促使學(xué)生逐漸養(yǎng)成追求完美、注重細(xì)節(jié)的工匠精神，激發(fā)學(xué)生的求知欲及創(chuàng)新意識，以應(yīng)對未來紡織工程領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。

（2）學(xué)生撰寫文稿能力，匯報答辯時學(xué)生的語言表達(dá)以及對工程問題的論述能力；并系統(tǒng)分析所設(shè)計工程產(chǎn)品的優(yōu)缺點，表述設(shè)計靈感及思路，剖析整個設(shè)計計算的過程。經(jīng)過綜合課程設(shè)計各環(huán)節(jié)訓(xùn)練掌握紡織品設(shè)計的方法及步驟，培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)、分析以及解決實際工程問題的能力。此外，此課程的設(shè)計需包含德育目標(biāo)，主要包括對學(xué)生以下品質(zhì)及精神的培養(yǎng)。第一，培養(yǎng)學(xué)生的愛國精神。第二，培養(yǎng)學(xué)生遵守生產(chǎn)規(guī)范及國家標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣。第三，培養(yǎng)學(xué)生成本意識及質(zhì)量意識。第四，培養(yǎng)學(xué)生具備負(fù)責(zé)認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致地學(xué)習(xí)工作態(tài)度。第五，培養(yǎng)學(xué)生誠信、敬業(yè)的職業(yè)觀念及良好品質(zhì)。第六，培養(yǎng)學(xué)生合作意識、團(tuán)隊精神及創(chuàng)新能力。

課程設(shè)計的考試方式為考查課，考試采取“開卷”（占42%）、“實踐”（占40%）以及“平時成績”（占18%）相結(jié)合的方式進(jìn)行。其中，“開卷”主要考查紡織CAD 的基本概念、基本理論和基本知識，測評學(xué)生的理解、判斷、分析、綜合等能力?！皩嵺`”主要考察對小提花CAD 系統(tǒng)、紡織CAD 系統(tǒng)的掌握，以及設(shè)計系列面料的綜合分析、運用和評價等能力。考試題型包括填空題，簡答題，論述題，實踐題等，最終考核成績=期末綜合成績（42%）+實踐成績40%+平時成績（作業(yè)、考勤、課程思政共計18%）。

3 課程案例

以紡織工程2022 屆某班級進(jìn)行改革案例分析，對學(xué)生在整個課程學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)及收獲進(jìn)行跟蹤與評估，結(jié)果如圖1所示，根據(jù)“紡織CAD 課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度考核方法”結(jié)合直接評價及間接評價，綜合對學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)所具備的素質(zhì)、掌握的技能、知識和能力進(jìn)行評價，由達(dá)成度分析可以看出大部分同學(xué)都較好地掌握了紡織CAD 軟件開發(fā)的基本方法，較好地使用相關(guān)軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計及模擬。但由于對實際生產(chǎn)了解不夠深入，接觸工程實際較少，對根據(jù)用戶需求，完成從原料選擇、工藝流程、設(shè)備選型及質(zhì)量控制等方面有所欠缺；另外，學(xué)生雖熟悉了紡織CAD 相關(guān)軟件及其使用方法，但只注重掌握了課堂練習(xí)中的部分產(chǎn)品設(shè)計，缺乏融會貫通以及創(chuàng)新設(shè)計的能力。

圖1 課程目標(biāo)達(dá)成度分析

根據(jù)本次案例，將在以下方面做持續(xù)改進(jìn)。授課需更加注重理論聯(lián)系實際，尤其是要注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)表達(dá)和解決紡織產(chǎn)品設(shè)計中復(fù)雜工程問題的能力；加強(qiáng)“紡織CAD”課程與課內(nèi)實驗的進(jìn)一步有效銜接，真正做好課題理論教學(xué)與實踐教學(xué)的相互促進(jìn)；加強(qiáng)對學(xué)生課內(nèi)實驗報告以及相應(yīng)參考資料學(xué)習(xí)的檢查，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的知識面，培養(yǎng)其創(chuàng)新設(shè)計能力；加強(qiáng)任課教師之間的溝通與交流，尤其是進(jìn)一步研究研討課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生對紡織CAD 軟件在紡織工程領(lǐng)域中的應(yīng)用方面最新進(jìn)展的學(xué)習(xí)。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的“紡織CAD”課程設(shè)計已然無法滿足新時期的工程要求，對紡織工程專業(yè)學(xué)生的課程設(shè)計進(jìn)行改革迫在眉睫。工程教育專業(yè)認(rèn)證如今已成為促進(jìn)工程專業(yè)教育改革的主要方向，也是培養(yǎng)紡織工程教育專業(yè)人才促進(jìn)新疆紡織服裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。畢業(yè)要求達(dá)成度評價是紡織工程專業(yè)認(rèn)證的重要環(huán)節(jié)，直接影響著課程教學(xué)過程中結(jié)果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)理念的實施質(zhì)量。未來要實現(xiàn)工程教育標(biāo)準(zhǔn)，提高學(xué)生工程實踐能力，在課程實踐中將知識轉(zhuǎn)化為工程能力以反饋社會，在未來仍需不斷地探索。