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容和方法，優化考核方式，實現對學生的真實評價和教學質量的不斷提高。結合車輛工程“卓越計劃”專業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、優化教學內容與方法、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果和成效，實現“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；教學質量；人才培養

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計劃”的重大高等教育創新項目是通過突出對學生的工程能力和創新能力的培養，強調校企聯合，引導行業、企業深度參與培養高級技術人才的培養過程，更加明確高等教育應主動服務國家戰略需求，主動服務行業企業需要為導向的特點，培養面向社會需求，面向工業界，面向世界，面向未來，滿足國家和社會需要的工程技術人才，為經濟和社會可持續發展服務。[1]依據本校卓越計劃培養標準，遵循工程的集成與創新特征，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心，重構課程體系、教學內容和教學方法，加強跨專業、跨學科的復合型人才培養。[2]項目針對車輛工程“卓越工程師”專業計算機輔助設計課程進行改革與創新，該門課程與工程實踐和企業需求聯系緊密、課程內容隨著科學技術的發展和企業不斷升級變化快頻率，需要不斷地進行創新和完善，以適應卓越工程師人才培養的目標和要求。

一、“計算機輔助設計”課程培養目標和地位及作用

本課程的教學內容是專業基礎課程，隸屬于學科專業知識體系，定位于專業基礎知識領域的重點應用知識單元，前導課程和后續課程與本課程結合緊密，在車輛工程專業，本課程的體系結構起到了基礎和專業課程的銜接作用，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、建筑及醫學等領域應用及其廣泛。[3-7]

二、優化課程教學內容與方法

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；數值計算與數據處理技術；計算機圖形學技術；建模技術；CAD軟件使用。通過對本課程的學習，培養學生會運用計算機輔助設計的相關理論知識，培養學生工程軟件應用能力和工程實踐創新能力。通過對本項目的研究，培養車輛工程專業學生運用該課程的基本理論系統地、科學地、規范地進行汽車零部件設計的工程素質。

1.教學內容改革的目的

該門課程教學內容實在落實車輛工程專業“卓越工程師”人才培養目標的前提下，對教學內容、教學方法和考核方式進行優化。由于“計算機輔助設計”課程內容的應用型強，理論比較晦澀，采用傳統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合，從而無法真正提高其設計能力、創新能力，悖離卓越工程師人才培養目標，[8]通過本項目研究，實現教學改革、提高教學質量和創新型人才培養的目的。

2.教學內容優化

（1）優化知識結構，提高學習能力。優化本門課程的基礎知識、專業知識、工具知識和方式知識的比例結構，以基礎教學為主，增加課程的專業性和適用性。通過本門課程教學，提升學生自主學習能力和創新思維能力，為后續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、內容的教學。以提高學生的動手能力為目標，在教學內容上要與實踐結合緊密，摒棄依靠教材教學的形式。在專業相關內容的基礎上進行實踐教學，提高學生的動手能力和創新能力。

3.教學方法設計

（1）精簡理論，注重軟件教學。傳統教學中，理論教學占了課程教學總數的2/3以上，上課地點多為教室或多媒體教室，講授內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的目標偏離，學生創新能力和動手能力不能充分鍛煉。在本項目中，改變傳統教學內容，理論講解為輔，增加軟件教學的課時數，上課地點在機房進行，培養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容，避免出現課后或教授較長時間后無法對相關內容進行練習的情況，促使學生能在當次課程中對所學內容較好掌握。

（3）與實際相結合，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容相結合，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人才培養方案中，修完該門課程后，開設了相關的實習實訓及增加畢業設計應用的比例，使學生能在后續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，前導課程和后續課程脫節，離企業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。為此，根據車輛工程專業汽車計算機輔助設計課程性質和特點，嘗試進行考核方式改革，以探索實施“卓越計劃”教育改革，提升教學質量的有效方法，把傳統對成績的一次考試評定，分散到學習過程節點的質量控制，將考核貫穿到日常教學中，體現公平、公正原則，以達到對教學的全程監控、不斷總結提高的目的。

（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，相關的理論知識在前序課程中（如先進制造技術、機械制圖、工程力學等）部分內容為重疊內容，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）筆試與機試結合，優化傳統考核方式。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、教學內容、教學方法、考核方式進行轉變和改革，以“卓越工程師”人才培養目標為引導，加大學生動手能力和自主學習能力的培養。改變傳統教學方式，采用重理論、強實踐，以考代練、實際結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.改善了專業培養的思路

在本門課程教學過程中，結合“卓越工程師”人才培養目標，突出車輛工程專業卓越人才培養的方案，突破傳統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新能力的培養。

2.提高了學生動手能力和創新能力

汽車計算機輔助設計課程更加強調學生動手能力的培養，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新思維，進行相關產品結構設計，充分發揮學生的創新能力和創新意識，改變以往“照貓畫虎”的思維方式和學習能力。

3.獲取職業資格認證，提高了學生就業競爭力

目前學生在就業存在很大壓力，企業更需要一批動手能力強，實踐經驗豐富，具有創新思維的優秀人才。在該門課程教學中，力求遵循工程的集成與創新特征，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力人才培養為核心，使學生在校期間能夠充分利用現有資源，更接近企業工作模式，提高自身素質，滿足企業需求。同時，在學習的過程中，獲取職業資格認證，提高學生的素質和從業能力。

4.培養雙師型教師，提高教師工程素質

為了卓越人才培養的順利進行，“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歷，缺少實踐經驗，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，教師通過國家職業資格認證、專業技能等級或專業技術職務考核，主動根據行業要求適應卓越人才培養模式，利用扎實的理論基礎、熟練的專業技能和創新的思維及充分的實踐經驗培養更加優秀的人才。

5.優化建立“教+學+習—認證”卓越計劃人才培養模式

卓越計劃人才培養模式更強調學校與企業結合、理論教育與實踐教育結合和高校教師與企業工程師結合。本門課程的教學完好符合卓越人才的新模式，加強了實踐環節的教學，培養了學生精湛的工程基礎和專業知識，使之對工程實踐有充分的理解，懂得發揮創新性和自主性，并合理地優化了車輛工程專業卓越工程師培養目標和培養模式）。

四、總結

本文中探討的是對車輛工程卓越試點專業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，敢于創新，取得了明顯的教學成果，符合車輛工程專業卓越工程人才培養模式目標。通過本課程教學改革的實際應用能推動CAX應用技術系列課程改革與實踐。

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（責任編輯：王意琴）