面向工程教育认证的工程图学教学实践

吴晓明 邬述晖 李冬林

（湖北工业大学，武汉 430068）

面向工程教育认证的工程图学教学实践

吴晓明 邬述晖 李冬林

（湖北工业大学，武汉 430068）

本文探讨了以工程教育认证目标导向为引导的工程图学课程教学设计与实践，构建了工程教育认证标准规定的12条毕业要求与课程的关系矩阵，通过课程内容或教学活动来保证每一条毕业要求的实现，加强实践性教学，搭建学生自主学习的网络在线平台，注重学习过程，通过改革学习效果的考核评价机制，贯彻持续改进的认证理念。

工程教育认证；工程图学；持续改进

2016年6月我国成为《华盛顿协议》的正式会员[1]，从构建工程教育认证制度之初，就按照《华盛顿协议》的要求实质等效性原则确定了工程教育认证标准，并明确了各专业目标和学生毕业要求。对于机械类专业，工程图学课程是重要的专业基础课程。结合该课程目前存在的一些问题，以工程教育认证为目标导向如何重建能适应认证要求的工程图学课程体系，笔者作了诸多有益的探索。

工程图学课程是机械类专业的重要技术基础课，工程教育专业认证要求课程体系设置、办学条件配置、师资队伍配备等都围绕学生毕业能力达到认证质量标准要求这一核心任务展开，并强调建立以学生为中心和持续改进的课程教学质量和活力。

表1 工程图学课程及课程设计与工程教育认证标准规定的12项毕业要求支撑程度关系矩阵

长期以来，以学科和投入为导向是我国高等教育在教学实施、课程设置、考核评价等方方面面衡量的标准，按照现行的工程教育认证标准，审视原有的工程图学课程的教学设计，以“教”为中心传授知识的教学方法培养的学生，达不到工程教育认证标准的学生毕业要求。由于网络信息技术的高度发展，学生获取知识的渠道发生了巨大变化，教学改革必须开展培养学生具有自主学习和创新潜质的以“学”为中心的教学设计。在强调以学生为中心，注重成果目标导向、坚持持续改进的工程教育认证理念指导下[2]，对工程图学课程进行教学设计并开展教学实践，通过优化课程内容和考核评价机制，力求把工程教育认证的要求落实到工程图学课程教学中，在教学中策略性融合项目教学法，按毕业要求的指标点加强工程图学课程的实践教学环节，通过强化学生创新思维，开放网络教学资源，开展项目式教学实践，提升学生综合素质的协调发展。

工程教育认证对学生培养要求，重点体现在能力培养上，即综合应用知识的能力、工程实践能力和职业道德与社会责任感。以成果目标导向为准绳，制定可持续性发展的人才培养方案，将综合应用知识能力、工程实践能力和创新思维能力与工程图学课程的教学设计和改革相结合，在工程教育认证中毕业生能力达成的目标指导下，将课程的知识结构与毕业要求的指标点相对应，体现成果导向、持续改进的教育理念，从可持续发展、注重工程实践、创新思维等方面开展教学设计，使其在培养学生达成毕业要求的过程中发挥作用。

一、工程图学课程的教学设计以成果目标为导向

1.毕业要求与工程图学课程矩阵

基于成果目标导向的教学设计要从企业需求开始，企业需求决定了人才培养目标，人才培养目标决定了学生毕业要求，学生毕业要求又决定了课程教学体系[3]。针对工程教育认证标准规定的毕业要求，在培养目标中，工程图学课程的教学设计，既要符合初入大学的学生认知实际，也要吸纳合作企业和实习基地单位、毕业生、专业课教师的意见和建议，制定符合认证标准的工程图学课程教学大纲。参照工程教育认证涉及到的学校专业培养目标，构建机械专业学生在基础阶段所应具备的知识结构，拓展学生综合应用知识的能力，强调学科知识的融合交叉，贯通实践教学与理论教学的改革思路，把毕业要求分解到有关工程图学课程中，建立毕业要求与工程图学课程的关系矩阵，如表1所示。

2.以项目教学法开展工程图学教学实践

在毕业要求的12条中有8条提到解决复杂工程问题是学生毕业时应达到的能力目标。根据工程教育认证的理念，结合工程图学课程体系，改革教学方法，构建以学生为主体，提升能力为目标的项目教学法，项目教学法是一种以项目为驱动，实践为导向，教师合理引导，学生为主体开展学习的能力提升教学方式，把毕业要求分解到课程教学活动中，通过拓宽理论教学的实践性环节，培养学生毕业目标能力的达成。

因此，要使工程图学课程的教学效果达到毕业目标要求，开展项目教学法很有必要，针对工程图学教学内容多和学时少的特点，调整理论教学与实践教学的学时分配，在教学实践中策略性融入项目教学法，通过学生课外查询资料，对重点内容布置相应的绘图和读图练习，以进一步培养学生表达复杂工程对象的能力。让实践教学呼应理论教学，培养学生的工程意识和认知能力，启迪学生形象思维能力和自主创新能力，在课程的学习中，将学习活动与项目式问题相结合，以探究解决问题来引导学生学习。如工程图学课程的机件表达方法教学实践中，通过学生自由分组讨论，学生可以对同一机件提出不同的表达方案，然后老师针对不同的表达方案来完善点评并讲解，对于一个机件的表达方案，不拘泥于一种标准答案，学生既有自己的思维表达方式，同时又能接受未能考虑全面的其他方式。学生用手工绘图表达后，再用CAD绘制二维平面图、CAD三维立体图，使学生真正做到从理解到应用，从理论到实践，体现教学指导实践，以此加强学生基本思维能力和机件表达能力，通过工程知识的不断融入，逐步培养学生的工程意识和解决复杂工程问题的能力。

除了在课程中融入项目教学环节外，还单独设置了一周时间的工程图学课程设计，学生通过对减速器、齿轮油泵这样实际部件的拆卸和零件的测绘，提升实践认知能力和绘制标准机械工程图样的能力。工程图学课程设计是机械类专业的基础实践课程，是学生进行零部件测绘、装配图仪器绘制、计算机绘图的一次综合性训练，在第三学期开课，进一步培养学生运用工程图学的基本原理对具体的较为复杂的机械模型进行图样表达的能力，培养学生能使用CAD现代工程工具对复杂零部件进行绘制表达的能力，通过给定不同的教学模型，然后配合三维动画展示其工作原理，要求学生能绘制出符合生产实际的部件装配图和零件图，教学目的是通过测绘实践对学生进行知识目标培养，以达成培养学生相应的毕业目标要求。这种以任务为引领的项目教学法，通过工程知识的不断融入，有助于学生在学习专业知识的同时，逐渐形成工程师必备的工程素质和思维方式。

3.搭建工程图学网络在线课程

为辅助实体课堂教学，建设工程图学网络在线课程可使学生在线完成作业、讨论和交流。为适应我院培养应用型人才的培养目标，提高学生的动手能力，在工程图学课程原有实践教学的基础上构建一种适用于我院学生层次的开放式网络实践教学体系，工程图学网络在线模块，如图1所示，并在教学过程中应用，引导学生进行有目的、有步骤的自主学习，这种自主的学习方式，自由的学习时间空间，满足了不同能力、不同层次的学生需求，真正贯彻“以学生为中心”的认证理念，改变过去以教师为中心的传统教学方式。

设置网络在线课程有利于教师及时跟踪了解学生学习动态，是对传统教学模式的一种补充和完善，解决了课堂上个性化与大众化教学的矛盾。建设在线课程要收集教学资源，扩展学习材料，通过网络教学平台建立课程资源库，为学生提供专业高效的学习空间。网络在线课程的建设和模块设计要与工程图学课程学习特点相结合，体现工程实践和现代教育规律，通过梳理教学内容的重难点，整合信息素材，艺术的呈现教学内容，按课程知识结构制作教学视频，实现真正意义上的因材施教[4]。学生通过在线课程平台进行探索性地自主学习过程可培养其独立解决问题和分析问题的能力，将学习知识与培养能力相结合。

图1 工程图学在线课程模块

二、通过工程图学课程设计培养学生使用现代工具与团队合作能力

使用现代工具和团队合作精神是学生毕业时所必须达到的要求，这是传统教学模式所忽略的学生素养。在第三学期开设了工程图学课程设计，通过课程设计实践活动能够让学生学会交流沟通与合作。本课程设计的任务是根据减速器或齿轮油泵装配体模型，运用常用的测绘工具，学生分组测绘出装配体全部零件的尺寸并绘制零件草图、装配图，分析理解各个零件之间的装配关系、工作原理等。要求每组成员完成测绘装配体（除标准件外）的所有零件草图，每人完成装配图、1张不同零件的工作图、1张二维CAD零件图和1份课程设计说明书。这种综合实践，学生自主选择测量方式，教师辅助引导，学生之间相互交流，发现问题，展开解决问题的思路，完善零件的表达方案，让学生在实践教学的环节中，增强团队协作能力。

由于理论课时的压缩，删减了计算机绘图课程，在这一周安排了6学时给学生讲AUTOCAD软件的界面、基本绘图命令和编辑命令，其他内容完全靠学生自学自练，相互交流，借助图书馆资源和网络资源，大部分学生能够独立完成一张CAD零件的工作图。

三、改革考核方式促进教学质量提高

工程教育认证的重点是以学生为中心、持续改进的教育理念，以学生的学习成果评价教学质量、学生能力是否提升，“基于产出”的评价方法是推动课堂教学改革极为有效的手段[5]。工程图学课程教学效果评价的传统做法是将平时作业和期末考试结果两项分别按照一定的比例作为考核学生的学习成果，但在工程教育认证背景下，该方法并不能诠释学生的综合能力。为促进学生综合能力的培养，达成工程教育认证标准规定的12项毕业要求，加强对工程图学课程及课程设计教学环节过程的评价，改革考核方式，教学评价放在综合考核学生学习过程与学习成果上，如表2、表3所示。

表2 工程图学教学环节所占比例

表3 工程图学课程设计考核依据

在工程教育认证的背景下，工程图学课程教学以课堂讲授为主，结合自学、课堂讨论、课外作业、综合作业（绘图练习）等共同实施，教学效果的评价综合考核4个教学环节，即期末考试、课堂讨论、平时作业和工程图练习（大作业），并分别赋予不同的比例，如表2。第一学期工程图学主要讲解正投影基本原理，并结合工程实际问题融入基本原理的讲解，使同学们更好地理解制图基本知识、三视图投影规律、机件常用的表示法等基本理论，注重对学习过程的考核即学生的平时作业、课堂讨论和工程图练习完成情况；第二学期则主要讲授零件图和装配图的绘制及其阅读理论，教学过程中有较多的读图和绘图练习，培养学生绘制和阅读各种工程图样的能力，因此考核的重点放在工程图练习和平时作业的完成情况上。

通过注重学习过程的考核，在总评成绩中降低期末考试成绩比例使其不超过50%。在课程教学结束后，学生还要评价本门课程学习效果。评议课程内容对毕业要求指标点的支撑度，按课程内容对毕业要求的贡献来制定评议表（见表4），使毕业要求指标点与课程内容相对应。根据学习效果的评价教学团队制定下一学年教学计划和改进措施，不断提高工程图学教学质量。

四、结束语

我校在2015年顺利通过了机械设计制造及其制动化专业的工程教育认证，通过对工程图学课程的教学改革与建设，改变了以往学生过分依赖课堂教学以老师为中心的教学模式，也改变了传统的以期末考试成绩为主来评定学生学习效果的评价方式，但是在教学评价中，由于引入了课堂讨论和平时作业，使得部分基础知识掌握很薄弱的学生也很容易通过这门课程的考核，如何制定行之有效的教学评价方式提升教学质量一直是我们探讨的问题。

在以学生为中心，强调成果目标导向、持续改进的工程认证教育理念指导下，对工程图学课程进行教学设计并开展教学实践，通过具体的教学活动或课程内容来保证每一条毕业要求的指标点落实，力求把工程教育认证的要求落实到工程图学课程教学中，在教学中融合项目教学法，完成基于成果目标导向的工程图学课程教学设计，并通过改革课程考核方式评价学习效果，贯彻持续改进的认证理念。

专业认证以学生为中心、以产出为导向和持续改进为三大基本理念，将学生的毕业要求贯穿在课程的教学活动中，与传统的内容驱动、重视投入的教育形成了鲜明对比，是一种教育范式的革新。

表4 课程内容对毕业要求支撑度

[1]万玉凤，柴葳.中国工程教育正式加入《华盛顿协议》[EB/OL].（2016-6-4）http：//www.ceeaa.org.cn/main!news View.w?menuID=01010401&ID=1000011620.

[2]王孙禺，赵自强，雷环.中国工程教育认证制度的构建与完善[J].高等工程教育研究，2014（5）：30.

[3]穆浩志，薛立军，牛兴华.工程教育专业认证背景下工程制图课程大纲的改革与实践[J].图学学报，2016（5）：711-715.

[4]穆浩志，李克旺，牛兴华，等.基于工程教育认证的机械基础系列课程教学设计与实践[J].中国轻工教育，2015（5）：67-69.

[5]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究，2015（2）：10-17.

（责任编辑：张华凡）

Teaching Practice of Engineering Graphics Oriented Towards Engineering Education Accreditation

WU Xiaoming,WU Shuhui,LI Donglin
（Hubei University of Technology,Wuhan 430068，China）

This paper discusses on improving the engineering graphics teaching design and practice in order to satisfy the requirements of the engineering education accreditation.It constructed a relation matrix of 12 graduation requirements for engineering education accreditation and curriculum content.Every graduation requirement can be implemented through certain curriculum contentand teaching activities.An online platform forstudents'autonomouslearning isbuilt.Learning processisstrengthened.The conceptof continuous improvement is implemented by reform of the effect evaluation.

engineering education accreditation；engineering graphics；continuous improvement

G642.0

吴晓明（1968—），女，副教授，研究方向：机械设计与制造、工程图学。

2015年湖北工业大学教学研究项目（校2015009）。