面向工程教育认证的“纺织CAD”课程改革及设计

程璐，张俐敏，方丹丹

（新疆大学 纺织与服装学院，新疆 乌鲁木齐 830046）

0 引言

工程教育是我国高等教育的重要组成部分，且在国家工业化进程中，对形成门类齐全、独立完整的工业体系发挥了极其重要的作用。针对高校工科专业实行的专门性认证，即工程教育专业认证[1-3]，是实现工程教育以及工程师资格在国际相关专业中互认的重要基础。而现今高等教育的质量问题是社会各界关注的重点，为对标国际标准，进一步提高工科专业教育教学的质量，我国教育部已加入国际工程教育组织[4]。因此，在此时期关于教学质量监控的重要作用更为凸显，也成为目前高校研究的热点问题，备受关注。基于当前工程教育认证的客观形势，纺织专业教师需要明确目标及方向，必须以工程认证的具体内容为导向展开纺织工程专业的教育教学，做到未雨绸缪，全面提升工科学生专业素养及综合水平[5-8]。

“纺织CAD”[9]是纺织工程专业里培养学生拥有纺织品设计以及创新能力的重要实践教学课程。其主要分为理论及实践环节，在理论环节主要侧重纺织CAD 系统的开发思路，实验环节侧重机织物的设计能力训练，侧重培养学生对纺织CAD 系统构建基础和开发模式的理论能力，以及具备针对不同要求纺织品的设计能力[10]。旨在培养学生掌握和了解现代纺织的前沿技术，提高学生开发和应用纺织CAD 软件的能力和兴趣。以期提升学生工科思维。而如何针对“纺织CAD”课程设计环节施行改革，以适应现今工程教育认证工作的新要求，是当前的迫切需求。

1 对“纺织CAD”课程设计现状的分析

“纺织CAD”是纺织工程专业学生的专业限选课程，目前教学主要是使学生掌握纺织CAD 系统、工艺和产品的设计思路，熟练操作常用机织物系统进行设计，同时了解国家纺织CAD 发展所面临机遇和挑战。但纺织CAD 涵盖领域较广，涉及印花、机织物、针织物、服装、配色及纱线等[11-16]。然而当前的课程设计内容不足以满足现今工程教育专业认证的相关标准。

其主要存在下列几个核心问题：①“纺织CAD”课程设计的选题较为单一。只是对纺织CAD 系统构成及功能模块进行概述。实验课程设计一直以来都是以简单机织物为设计的范围。题目相对传统单一，学生缺乏创新思维，以至于抄袭现象严重。相较工程教育专业认证的各项标准以及适应现今经济发展需要的培养目标尚有较大差距。②“纺织CAD”课程设计的相关性不足，学生在学完基础操作课程后，虽在简单机织物设计中都得到了训练，但缺乏对整体设计软件系统的认识，甚至狭窄地认为纺织CAD 即机织物设计软件。未能使学生成为一个整体系统的认知以及掌握纺织CAD 对纺织品设计的完整过程。

2 探索课程改革及课程设计

目前，对照工程教育专业认证的培养目标，根据培养方案和相关毕业要求指标，对课程的大纲进行思考，为完善教学模式，结合当地特色，将课程设计立足于新疆纺织服装产业中。

课程分为理论教学及实践教学协同的方式，在理论教学环节中，一方面，主要结合优质教学资源（慕课、智慧树、学堂在线等平台精品课程）及新型教学平台（雨课堂、钉钉等），采用线上提前预习或知识点补充，线下教学以“理论知识+案例”的方式讲解课程内容，坚持理论与实践紧密衔接，分享相关产品典型实例，深入浅出地阐明其基本设计思想，意在拓宽学生的设计思路，并积极引导纺织专业学生在掌握纺织品设计基础的前提下，将主要精力放在掌握纺织CAD 开发设计的系统思维训练中，注意将培养和提高学生的分析问题及解决问题的能力，全面提升纺织工程专业学生的工程实践能力。另一方面，在传授知识的同时，着重培养学生力求上进、严谨好学的学习态度，提高学生的探索精神、创新思想以及工程素养，使学生的职业道德、社会责任感以及社会主义核心价值观得到提升。在课程的实践环节中，结合理论教学对于纺织CAD 的系统设计思路，主要针对纺织CAD 的设计与实操进行训练，并能够独立完成单品和系列面料的设计和评价。指导学生查阅相关资料、行业论坛或通过企业调研等方式了解机织物的图样设计、结构特征、发展和应用，培养学生信息获取能力和自主学习能力；引导学生掌握实践操作过程，了解机织物设计艺术，具备运用计算机进行设计的能力，把现有的结构绘制和工匠精神进行结合，把读图过程与观点进行结合，把识图能力和量变哲学进行结合，逐渐培养学生化繁为简、逐个突破的思维及能力，促使学生逐渐养成追求完美、注重细节的工匠精神，激发学生的探索精神和创新意识。要求学生用织物仿真CAD 系统表达规定的织物设计；掌握CAD 系统的应用，并能独立完成规定织物的设计；完成单品和系列织物的设计；独立上机织造所设计织物，并达到质量要求。为后续解决实际工程问题奠定基础。

对标工程教育专业认证标准，毕业要求指标点“设计、开发解决方案”对应课程目标1 和课程目标2，毕业要求指标点“使用现代工具”对应课程目标3、课程目标4，具体工程能力和工程毕业要求标准为：课程目标1：能够掌握纺织（包括纱线设计、织物工艺、织物组织、织物仿真、纹织物等）生产加工及产品开发过程、方法。课程目标2：能够针对面向用户需求，掌握纺织（包括纱线工艺、织物工艺、织物组织、织物仿真、纹织物等）生产设备选型、工艺流程及质量控制等方面设计系统构成及功能模块。课程目标3：了解纺织工程专业所需的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件等工具，熟练操作纺织CAD（包括棉纺工艺CAD、测配色CAD、织物工艺CAD、织物组织CAD、织物仿真CAD、小提花织物CAD、纺织CAD 等）软件的技能，开发新产品。课程目标4：熟练运用纺织CAD（纺工艺CAD、测配色CAD、包括织物工艺CAD、织物组织CAD、织物仿真CAD、小提花织物CAD、纺织CAD 等）软件对复杂纺织半成品及成品进行设计、模拟与仿真等。

依据以上课程目标与相应的支撑毕业要求指标点，将此课程考核的标准及重点分别包括在如下方面：

（1）学生工程实践能力。学生通过查阅行业资料及相关学术论坛等途径获取信息的能力、观察分析工程问题能力、设计能力以及自主创新等能力，学生对设计方面课题的理解程度，相关方面的创新能力及可行性分析等。特别集中在纱线设计、颜色匹配和织物设计能力，包括主要参数确定、组织结构设计和应用场景设计等；鼓励学生利用面向用户的程序设计软件进行系统设计的了解。需掌握纺织工艺CAD 系统、织物组织CAD 系统和织物仿真CAD 系统的思维以及能力，提升其空间想象这一能力，促使学生逐渐养成追求完美、注重细节的工匠精神，激发学生的求知欲及创新意识，以应对未来纺织工程领域的挑战。

（2）学生撰写文稿能力，汇报答辩时学生的语言表达以及对工程问题的论述能力；并系统分析所设计工程产品的优缺点，表述设计灵感及思路，剖析整个设计计算的过程。经过综合课程设计各环节训练掌握纺织品设计的方法及步骤，培养学生善于发现、分析以及解决实际工程问题的能力。此外，此课程的设计需包含德育目标，主要包括对学生以下品质及精神的培养。第一，培养学生的爱国精神。第二，培养学生遵守生产规范及国家标准的习惯。第三，培养学生成本意识及质量意识。第四，培养学生具备负责认真、严谨细致地学习工作态度。第五，培养学生诚信、敬业的职业观念及良好品质。第六，培养学生合作意识、团队精神及创新能力。

课程设计的考试方式为考查课，考试采取“开卷”（占42%）、“实践”（占40%）以及“平时成绩”（占18%）相结合的方式进行。其中，“开卷”主要考查纺织CAD 的基本概念、基本理论和基本知识，测评学生的理解、判断、分析、综合等能力。“实践”主要考察对小提花CAD 系统、纺织CAD 系统的掌握，以及设计系列面料的综合分析、运用和评价等能力。考试题型包括填空题，简答题，论述题，实践题等，最终考核成绩=期末综合成绩（42%）+实践成绩40%+平时成绩（作业、考勤、课程思政共计18%）。

3 课程案例

以纺织工程2022 届某班级进行改革案例分析，对学生在整个课程学习过程中的表现及收获进行跟踪与评估，结果如图1所示，根据“纺织CAD 课程教学目标达成度考核方法”结合直接评价及间接评价，综合对学生通过课程学习所具备的素质、掌握的技能、知识和能力进行评价，由达成度分析可以看出大部分同学都较好地掌握了纺织CAD 软件开发的基本方法，较好地使用相关软件进行产品设计及模拟。但由于对实际生产了解不够深入，接触工程实际较少，对根据用户需求，完成从原料选择、工艺流程、设备选型及质量控制等方面有所欠缺；另外，学生虽熟悉了纺织CAD 相关软件及其使用方法，但只注重掌握了课堂练习中的部分产品设计，缺乏融会贯通以及创新设计的能力。

图1 课程目标达成度分析

根据本次案例，将在以下方面做持续改进。授课需更加注重理论联系实际，尤其是要注重培养学生科学表达和解决纺织产品设计中复杂工程问题的能力；加强“纺织CAD”课程与课内实验的进一步有效衔接，真正做好课题理论教学与实践教学的相互促进；加强对学生课内实验报告以及相应参考资料学习的检查，拓展学生学习的知识面，培养其创新设计能力；加强任课教师之间的沟通与交流，尤其是进一步研究研讨课程的教学内容与教学方法，促进学生对纺织CAD 软件在纺织工程领域中的应用方面最新进展的学习。

4 结语

传统的“纺织CAD”课程设计已然无法满足新时期的工程要求，对纺织工程专业学生的课程设计进行改革迫在眉睫。工程教育专业认证如今已成为促进工程专业教育改革的主要方向，也是培养纺织工程教育专业人才促进新疆纺织服装产业发展的重要保障。毕业要求达成度评价是纺织工程专业认证的重要环节，直接影响着课程教学过程中结果导向和持续改进理念的实施质量。未来要实现工程教育标准，提高学生工程实践能力，在课程实践中将知识转化为工程能力以反馈社会，在未来仍需不断地探索。