工程教育專業認證背景下工程制圖課程教學改革的探究

熊娟 陳勇 潘貴軍 朱家昆

摘要：在工程教育專業認證背景下，以湖北大學電子信息類專業為例，分析了當前電子信息類人才培養中工程制圖課程存在的問題。針對工程教育認證標準，提出了具體的教學改革措施與方法，以持續改進《工程制圖與CAD》課程的教學質量與人才培養質量。

關鍵詞：工程制圖;工程教育論證;教學改革

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）12-0163-02

隨著各類電子設備的普及和網絡技術的迅猛發展，作為現代文明的三大支柱之一，電子信息為我國經濟的發展提供了必要的保障并顯示出廣闊的前景。同時電子信息專業的發展具有技術密集度高、知識更新周期短、工業產品樣式多的特點。在工程教育認證背景下，電子信息類專業學生學習生產和科研中出現的各種新型的結構、產品架構及相關的知識是必需的。在此背景下《工程制圖與CAD》開設為電子信息類工科專業的基礎必修課。

一、工程教育專業認證背景下工程制圖與CAD課程存在的問題

工程制圖以正投影的基本理論與制圖的基本知識為主要內容，使學生依據制圖國家標準進行工程圖樣繪圖、識圖的能力，提高其空間想象能力、處理實際工程圖紙的能力。《工程制圖與CAD》是我院電子信息類專業的一門必修課，其中工程制圖32學時，2學分;AutoCAD部分16學時，1學分。經過多年的教學實踐發現，盡管工程制圖課程在專業培養方案中屬于主干課程，對人才培養發揮了積極的作用，但也存在一些問題，主要表現在以下方面。

（一）課程內容與專業的工程性相關度不高

課程每周安排兩次課，從點、線、面，到平面立體、曲面立體、組合體，由淺入深進行講解。由于這門課程學時相對較少，教學內容較多，老師以講解課本上的例題為主，典型的電子信息行業的工程案例較少，與專業的生產工藝、產品設計等內容的相關度不高。同時給學生造成一種課程實用性不強的印象，影響學生對本課程學習的主動性。

（二）缺乏工程實踐，教學形式單一

工程制圖是一門實踐性和實用性非常強的課程，以形體表達為依托逐步提高學生的空間想象能力、形象思維能力，并且結合工程實踐，達到實際應用的目的。在實際教學過程中，通常以教師講解為主，學生的主觀能動性不能充分發揮。同時隨著知識點難度的增加，部分基礎薄弱、自控能力不強的學生無法跟上教學進度，影響教學效果。

（三）考核形式不靈活

本門課程中采用期末考試、AutoCAD上機考試加平時成績的形式。期末以筆試為主，重點為空間幾何問題解析、讀（畫）組合體的能力;CAD主要考查在規定時間內進行計算機繪圖的基本方法和平面圖形的繪制;平時成績包含課堂考勤與課后習題完成情況，而這一環節的完成質量往往得不到保障，單一的考核方式難以激發學生興趣。

二、工程教育認證背景下工程制圖課程的教學改進探究

（一）調整教學內容，提高課程與專業工程性的相關度

我院的《工程制圖與CAD》在大一上學期開設，對剛進大學的新生來說，無法了解本門課程與專業知識體系學習之間的關聯性，往往是帶著疑惑學習本門課程。另外，大一新生處于適應大學生活和學習環境的第一學期，還來不及思考所學知識與未來就業所從事行業的工程實踐性的重要關系。因此，授課老師在給新生講解工程制圖的基本理論，幫助學生建立空間想象能力、立體思維能力的同時，在教學環節中還可以幫助學生慢慢建立電子信息專業的知識體系，可用典型場效應晶體管的版圖設計、芯片工藝流程圖的繪制為案例，讓學生了解所學的讀圖、繪圖等基本能力，在未來從事的芯片版圖設計、芯片封裝、射頻集成電路設計等與本專業直接相關的領域中發揮積極作用。

（二）改變教學形式，增加工程實踐環節

在傳統的工程制圖的授課過程中，教師往往會花費較多的時間和精力力求制作圖片精美、畫面炫酷的PPT課件展示授課內容。采用PPT授課時，教師和學生之間缺乏直接交流，課堂氣氛較為沉悶。教師認為學生在看懂課件的同時認真聽教師講解就能達到掌握知識的目的，忽視了這種模式中學生仍然處于被動聽課的觀眾狀態，學生在課后做習題練習時仍然存在知識點運用不熟練、不能融會貫通的現象。隨著現代科技的發展，在工程制圖的教學環節中，除了可以使用CAD軟件構建基本平面立體和曲面立體外，可采用其他繪圖軟件，如Sketch Up、3D max、Solid Works等進行實體的構建和模型建模，向學生展示色彩豐富、三維渲染效果好、更精致的形體，增強學生視覺上的感受，提高學生的空間想象能力與構圖能力，同時也能激發學生對本課程其相關知識的學習興趣。

在完成組合體及AutoCAD三維形體建模的學習后，可采用組建小組的形式利用4-6學時進行《工程制圖與CAD》的課程設計。課程設計可圍繞電子信息專業領域展開，如設計并繪制半導體性能測試實驗室、AI智能家具網絡、印刷電路板版圖等與電子信息類專業就業、研究領域密切相關的實踐內容，對優秀作品進行評選并展出。將課程設計與工程制圖有機結合，有利于學生熟悉本專業的生產工藝流程、設備布局、產品構造，有利于培養學生使用專業繪圖軟件的能力，也有利于培養學生的工程觀念，增強《工程制圖與CAD》課程的實用性。

（三）建立多元化、過程化的課程考核方式

為了在傳統的筆試形式中獲得優秀的成績，學生在學習的過程中以熟練掌握知識點為導向，難以激發學生學習興趣。同時在有限的CAD考試時間中難以完成完整工業產品的繪制，使得對工程實際有濃厚興趣的同學的能力得不到進一步的挖掘和提高。為了保證學生的學習效果，激發學生的學習興趣，教師可以采用課前小測驗形式抽查預習效果或已學內容的掌握情況。每一章節學習結束后，通過QQ群、微信群發布小課題，學生可以個人或小組形式完成相應任務。AutoCAD實例訓練中，可通過設定隨堂搶答環節觀察學生實時的學習狀態、檢驗學生的聽課效果。上述考核方式，教師可根據個人或小組完成情況按一定比例記入總成績。

三、結語

工程教育專業認證不僅能推動我國工程教育的改革與創新，完善高等教育與企業、行業人才需求的聯合機制，還能促進高校工程教育對產業發展的適應性，提升工程專業人才的國際競爭力。在工程教育專業認證背景下，對《工程制圖與CAD》課程教學提出了新的要求。因此，改革工程制圖課程教學勢在必行。本文通過調整傳統工程制圖教學內容、教學形式和課程考核方式，密切聯系電子信息類專業的行業實際，增強教學內容與工程相關性，增加工程實踐教學環節，實現有效培養學生的繪圖、識圖能力，增強工程制圖課程的實用性。

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