基于卓越计划的“计算机辅助设计”课程教学改革与实践

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摘要：教学改革不仅要有知识的更新，也要有科学的教学内容和方法，优化考核方式，实现对学生的真实评价和教学质量的不断提高。结合车辆工程“卓越计划”专业汽车计算机辅助设计课程的教学改革与实践的研究，从确立课程目标、优化教学内容与方法、设计考核方式、分析教学效果等方面进行了改革与实践，分析并评价了教学改革的结果和成效，实现“教+学+习―认证”三位一体的教学模式，为进一步深化教育改革和提高教学质量做了深入的探索。

关键词：卓越工程师；计算机辅助设计；教学改革与实践；教学质量；人才培养

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0033-03

教育部“卓越工程师教育培养计划”的重大高等教育创新项目是通过突出对学生的工程能力和创新能力的培养，强调校企联合，引导行业、企业深度参与培养高级技术人才的培养过程，更加明确高等教育应主动服务国家战略需求，主动服务行业企业需要为导向的特点，培养面向社会需求，面向工业界，面向世界，面向未来，满足国家和社会需要的工程技术人才，为经济和社会可持续发展服务。[1]依据本校卓越计划培养标准，遵循工程的集成与创新特征，以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，重构课程体系、教学内容和教学方法，加强跨专业、跨学科的复合型人才培养。[2]项目针对车辆工程“卓越工程师”专业计算机辅助设计课程进行改革与创新，该门课程与工程实践和企业需求联系紧密、课程内容随着科学技术的发展和企业不断升级变化快频率，需要不断地进行创新和完善，以适应卓越工程师人才培养的目标和要求。

一、“计算机辅助设计”课程培养目标和地位及作用

本课程的教学内容是专业基础课程，隶属于学科专业知识体系，定位于专业基础知识领域的重点应用知识单元，前导课程和后续课程与本课程结合紧密，在车辆工程专业，本课程的体系结构起到了基础和专业课程的衔接作用，如图1所示。同时，本课程在工程领域具有重要的地位，在汽车、机械、航空航天、电子、建筑及医学等领域应用及其广泛。[3-7]

二、优化课程教学内容与方法

通过本课程的学习要掌握的知识包括：计算机辅助设计基本知识；数值计算与数据处理技术；计算机图形学技术；建模技术；CAD软件使用。通过对本课程的学习，培养学生会运用计算机辅助设计的相关理论知识，培养学生工程软件应用能力和工程实践创新能力。通过对本项目的研究，培养车辆工程专业学生运用该课程的基本理论系统地、科学地、规范地进行汽车零部件设计的工程素质。

1.教学内容改革的目的

该门课程教学内容实在落实车辆工程专业“卓越工程师”人才培养目标的前提下，对教学内容、教学方法和考核方式进行优化。由于“计算机辅助设计”课程内容的应用型强，理论比较晦涩，采用传统教学方法难以提高学生的学习兴趣和主动性，无法做到课堂理论知识与实践相结合，从而无法真正提高其设计能力、创新能力，悖离卓越工程师人才培养目标，[8]通过本项目研究，实现教学改革、提高教学质量和创新型人才培养的目的。

2.教学内容优化

（1）优化知识结构，提高学习能力。优化本门课程的基础知识、专业知识、工具知识和方式知识的比例结构，以基础教学为主，增加课程的专业性和适用性。通过本门课程教学，提升学生自主学习能力和创新思维能力，为后续课程的学习和工作的需要奠定一定的基础。

（2）重软件学习，强化动手能力。增加软件应用教学的比例，摒弃讲授为主的教学形式。在课程中增加软件类型、内容的教学。以提高学生的动手能力为目标，在教学内容上要与实践结合紧密，摒弃依靠教材教学的形式。在专业相关内容的基础上进行实践教学，提高学生的动手能力和创新能力。

3.教学方法设计

（1）精简理论，注重软件教学。传统教学中，理论教学占了课程教学总数的2/3以上，上课地点多为教室或多媒体教室，讲授内容多为理论性较强的部分。在学生基础知识不是很扎实的情况下，相关内容较难理解，教学效果不好。同时，过多的理论教学与应用型本科院校卓越工程人才培养的目标偏离，学生创新能力和动手能力不能充分锻炼。在本项目中，改变传统教学内容，理论讲解为辅，增加软件教学的课时数，上课地点在机房进行，培养学生软件的应用能力和动手能力。

（2）随讲随练，增加学生动手机会。在本门课程教学过程中进行了两项教学方式改革：其一，讲授和实验均在机房进行，改变传统的多媒体教室讲课，机房实验的形式；其二，将原来两课时连上改成四课时连上；其三，改变原来先讲后练的形式，采取边讲边练的教学方法。通过以上形式的改革，能使学生在教学的过程中消化吸收课程内容，避免出现课后或教授较长时间后无法对相关内容进行练习的情况，促使学生能在当次课程中对所学内容较好掌握。

（3）与实际相结合，避免过于参照教材。在本门课程教学过程中并没有制订学生专门教材，避免出现学生只依靠教材才能进行学习的情况。特别在软件学生过程中，应教会学生更好地使用软件本身的帮助文档，使学生不会出现照搬照抄书本才会，离开教材一无所知的情况。同时，在教授和实验的过程中，更多地与工程实际内容相结合，针对问题解决问题，而不是“照猫画虎”的“临摹”形式。

（4）增加课程训练中课程的应用。在车辆工程卓越试点专业人才培养方案中，修完该门课程后，开设了相关的实习实训及增加毕业设计应用的比例，使学生能在后续课程教学中进行不断线学习，一直使学生能保证在以后的工作中能最快投入。同时，与对本门课程感兴趣的同学申请大学生基金项目，利用所有知识充分运用到实践当中，起到了良好效果。

4.改革考核方式

车辆工程专业对汽车计算机辅助设计课程教学方式依然按照理论讲解，上机实验，笔试或考查考核组织教学。其中考试方式仍然采取传统的“一考定成绩”等评价方法，这种方式的最大问题是学生学到的知识和实践技能实用性不强，前导课程和后续课程脱节，离企业真实项目的实际要求差距较大，真正走上工作岗位后造成理论欠缺和动手能力严重脱节。为此，根据车辆工程专业汽车计算机辅助设计课程性质和特点，尝试进行考核方式改革，以探索实施“卓越计划”教育改革，提升教学质量的有效方法，把传统对成绩的一次考试评定，分散到学习过程节点的质量控制，将考核贯穿到日常教学中，体现公平、公正原则，以达到对教学的全程监控、不断总结提高的目的。

（1）减轻理论，加强动手能力。汽车计算机辅助设计这门课程更注重学生的动手能力的培养，相关的理论知识在前序课程中（如先进制造技术、机械制图、工程力学等）部分内容为重叠内容，故理论知识只需加强计算机辅助设计原理部分的讲解。同时，作为卓越工程师人才培养目标中，更注重的是学生动手能力和软件应用能力，所以在考核的部分中应加强动手能力而适当减少理论考核部分。

（2）以考代练，多次成绩综合。在整个课程教学过程中，应将每次的实验课程都作为一次小型测试，在每个教学进程中进行该相关内容的考核，促进学生对每个进程的重视，刺激学生学习的主动性。

（3）笔试与机试结合，优化传统考核方式。采用笔试理论机试实践的考核形式进行多方面考核，而非单一的卷面成绩定结果。通过笔试，学生对基础理论知识能够熟悉掌握；通过机试，学生对软件能有更深层次的学习。最终成绩的给定按照“平时+笔试+机试”给出最终成绩，使之更加公平、合理。

三、课程教学改革效果

通过该门课程的教学改革与实践，从教学目的、教学思路、教学内容、教学方法、考核方式进行转变和改革，以“卓越工程师”人才培养目标为引导，加大学生动手能力和自主学习能力的培养。改变传统教学方式，采用重理论、强实践，以考代练、实际结合的方式进行改革和实践。建立完善的计算机辅助设计课程在卓越计划中教学作用及模式，在教学过程中效果取得较好改进。

1.改善了专业培养的思路

在本门课程教学过程中，结合“卓越工程师”人才培养目标，突出车辆工程专业卓越人才培养的方案，突破传统教学中以教为主的教学思维，强化学生在学的过程中能够得到更好的实践锻炼，提高学生动手能力和实际解决问题的能力，进行学生在解决问题中的工程能力和创新能力的培养。

2.提高了学生动手能力和创新能力

汽车计算机辅助设计课程更加强调学生动手能力的培养，在理论知识的基础上，更注重实践能力，软件应用能力的教学，通过教学改革，使学生动手能力得到提高。同时，作为一门实践性很强的课程，在学习的过程中，需要学生具有一定的创新思维，进行相关产品结构设计，充分发挥学生的创新能力和创新意识，改变以往“照猫画虎”的思维方式和学习能力。

3.获取职业资格认证，提高了学生就业竞争力

目前学生在就业存在很大压力，企业更需要一批动手能力强，实践经验丰富，具有创新思维的优秀人才。在该门课程教学中，力求遵循工程的集成与创新特征，以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力人才培养为核心，使学生在校期间能够充分利用现有资源，更接近企业工作模式，提高自身素质，满足企业需求。同时，在学习的过程中，获取职业资格认证，提高学生的素质和从业能力。

4.培养双师型教师，提高教师工程素质

为了卓越人才培养的顺利进行，“双师型”教师队伍建设才是教师努力的方向。目前，双师型教师存在的很大问题是缺少工作经历，缺少实践经验，缺少将理论知识应用到实践中的能力。教师的教育技能存在很大不足。通过该类课程的教学，教师通过国家职业资格认证、专业技能等级或专业技术职务考核，主动根据行业要求适应卓越人才培养模式，利用扎实的理论基础、熟练的专业技能和创新的思维及充分的实践经验培养更加优秀的人才。

5.优化建立“教+学+习―认证”卓越计划人才培养模式

卓越计划人才培养模式更强调学校与企业结合、理论教育与实践教育结合和高校教师与企业工程师结合。本门课程的教学完好符合卓越人才的新模式，加强了实践环节的教学，培养了学生精湛的工程基础和专业知识，使之对工程实践有充分的理解，懂得发挥创新性和自主性，并合理地优化了车辆工程专业卓越工程师培养目标和培养模式）。

四、总结

本文中探讨的是对车辆工程卓越试点专业计算机辅助设计课程的教学改革与实践，在教育思想、课程体系、教学内容、教学方法和教学手段、教学评价、实践教学改革等方面不断探索，敢于创新，取得了明显的教学成果，符合车辆工程专业卓越工程人才培养模式目标。通过本课程教学改革的实际应用能推动CAX应用技术系列课程改革与实践。

参考文献：

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