工程教育专业认证背景下工程制图课程教学改革的探究

作者:未知

  摘要:在工程教育专业认证背景下,以湖北大学电子信息类专业为例,分析了当前电子信息类人才培养中工程制图课程存在的问题。针对工程教育认证标准,提出了具体的教学改革措施与方法,以持续改进《工程制图与CAD》课程的教学质量与人才培养质量。
  关键词:工程制图;工程教育论证;教学改革
  中图分类号:G642.0     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2020)12-0163-02
   随着各类电子设备的普及和网络技术的迅猛发展,作为现代文明的三大支柱之一,电子信息为我国经济的发展提供了必要的保障并显示出广阔的前景。同时电子信息专业的发展具有技术密集度高、知识更新周期短、工业产品样式多的特点。在工程教育认证背景下,电子信息类专业学生学习生产和科研中出现的各种新型的结构、产品架构及相关的知识是必需的。在此背景下《工程制图与CAD》开设为电子信息类工科专业的基础必修课。
  一、工程教育专业认证背景下工程制图与CAD课程存在的问题
  工程制图以正投影的基本理论与制图的基本知识为主要内容,使学生依据制图国家标准进行工程图样绘图、识图的能力,提高其空间想象能力、处理实际工程图纸的能力。《工程制图与CAD》是我院电子信息类专业的一门必修课,其中工程制图32学时,2学分;AutoCAD部分16学时,1学分。经过多年的教学实践发现,尽管工程制图课程在专业培养方案中属于主干课程,对人才培养发挥了积极的作用,但也存在一些问题,主要表现在以下方面。
  (一)课程内容与专业的工程性相关度不高
  课程每周安排两次课,从点、线、面,到平面立体、曲面立体、组合体,由浅入深进行讲解。由于这门课程学时相对较少,教学内容较多,老师以讲解课本上的例题为主,典型的电子信息行业的工程案例较少,与专业的生产工艺、产品设计等内容的相关度不高。同时给学生造成一种课程实用性不强的印象,影响学生对本课程学习的主动性。
  (二)缺乏工程实践,教学形式单一
  工程制图是一门实践性和实用性非常强的课程,以形体表达为依托逐步提高学生的空间想象能力、形象思维能力,并且结合工程实践,达到实际应用的目的。在实际教学过程中,通常以教师讲解为主,学生的主观能动性不能充分发挥。同时随着知识点难度的增加,部分基础薄弱、自控能力不强的学生无法跟上教学进度,影响教学效果。
  (三)考核形式不灵活
  本门课程中采用期末考试、AutoCAD上机考试加平时成绩的形式。期末以笔试为主,重点为空间几何问题解析、读(画)组合体的能力;CAD主要考查在规定时间内进行计算机绘图的基本方法和平面图形的绘制;平时成绩包含课堂考勤与课后习题完成情况,而这一环节的完成质量往往得不到保障,单一的考核方式难以激发学生兴趣。
  二、工程教育认证背景下工程制图课程的教学改进探究
  (一)调整教学内容,提高课程与专业工程性的相关度
  我院的《工程制图与CAD》在大一上学期开设,对刚进大学的新生来说,无法了解本门课程与专业知识体系学习之间的关联性,往往是带着疑惑学习本门课程。另外,大一新生处于适应大学生活和学习环境的第一学期,还来不及思考所学知识与未来就业所从事行业的工程实践性的重要关系。因此,授课老师在给新生讲解工程制图的基本理论,帮助学生建立空间想象能力、立体思维能力的同时,在教学环节中还可以帮助学生慢慢建立电子信息专业的知识体系,可用典型场效应晶体管的版图设计、芯片工艺流程图的绘制为案例,让学生了解所学的读图、绘图等基本能力,在未来从事的芯片版图设计、芯片封装、射频集成电路设计等与本专业直接相关的领域中发挥积极作用。
  (二)改变教学形式,增加工程实践环节
  在传统的工程制图的授课过程中,教师往往会花费较多的时间和精力力求制作图片精美、画面炫酷的PPT课件展示授课内容。采用PPT授课时,教师和学生之间缺乏直接交流,课堂气氛较为沉闷。教师认为学生在看懂课件的同时认真听教师讲解就能达到掌握知识的目的,忽视了这种模式中学生仍然处于被动听课的观众状态,学生在课后做习题练习时仍然存在知识点运用不熟练、不能融会贯通的现象。随着现代科技的发展,在工程制图的教学环节中,除了可以使用CAD软件构建基本平面立体和曲面立体外,可采用其他绘图软件,如Sketch Up、3D max、Solid Works等进行实体的构建和模型建模,向学生展示色彩丰富、三维渲染效果好、更精致的形体,增强学生视觉上的感受,提高学生的空间想象能力与构图能力,同时也能激发学生对本课程其相关知识的学习兴趣。
  在完成组合体及AutoCAD三维形体建模的学习后,可采用组建小组的形式利用4-6学时进行《工程制图与CAD》的课程设计。课程设计可围绕电子信息专业领域展开,如设计并绘制半导体性能测试实验室、AI智能家具网络、印刷电路板版图等与电子信息类专业就业、研究领域密切相关的实践内容,对优秀作品进行评选并展出。将课程设计与工程制图有机结合,有利于学生熟悉本专业的生产工艺流程、设备布局、产品构造,有利于培养学生使用专业绘图软件的能力,也有利于培养学生的工程观念,增强《工程制图与CAD》课程的实用性。
  (三)建立多元化、过程化的课程考核方式
  为了在传统的笔试形式中获得优秀的成绩,学生在学习的过程中以熟练掌握知识点为导向,难以激发学生学习兴趣。同时在有限的CAD考试时间中难以完成完整工业产品的绘制,使得对工程实际有浓厚兴趣的同学的能力得不到进一步的挖掘和提高。为了保证学生的学习效果,激发学生的学习兴趣,教师可以采用课前小测验形式抽查预习效果或已学内容的掌握情况。每一章节学习结束后,通过QQ群、微信群发布小课题,学生可以个人或小组形式完成相应任务。AutoCAD实例训练中,可通过设定随堂抢答环节观察学生实时的学习状态、检验学生的听课效果。上述考核方式,教师可根据个人或小组完成情况按一定比例记入总成绩。
  三、结语
  工程教育专业认证不仅能推动我国工程教育的改革与创新,完善高等教育与企业、行业人才需求的联合机制,还能促进高校工程教育对产业发展的适应性,提升工程专业人才的国际竞争力。在工程教育专业认证背景下,对《工程制图与CAD》课程教学提出了新的要求。因此,改革工程制图课程教学势在必行。本文通过调整传统工程制图教学内容、教学形式和课程考核方式,密切联系电子信息类专业的行业实际,增强教学内容与工程相关性,增加工程实践教学环节,实现有效培养学生的绘图、识图能力,增强工程制图课程的实用性。
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