劉文義，徐峰，唐玲，王華，孟凡瑩，張偉

（陜西理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，陜西漢中 723000）

1 課程改革概述

1.1 改革背景

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計算機繪圖應(yīng)用范圍越來越廣，也成為工科學(xué)生必須掌握的一項實用技能[1-3]。加強實踐教育，培養(yǎng)實踐能力強、創(chuàng)新能力強且具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才以適應(yīng)新時代發(fā)展需求，在新工科建設(shè)和工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下顯得尤為重要[4-6]。本著服務(wù)教學(xué)、服務(wù)學(xué)生的目的，依據(jù)材料成型及控制工程（以下簡稱材控）專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和實際培養(yǎng)情況，亟須對計算機繪圖和Pro/E應(yīng)用基礎(chǔ)兩門課程進行改革。本文結(jié)合計算機繪圖和Pro/E應(yīng)用基礎(chǔ)兩門課程的特點，將分別在兩個學(xué)期進行的兩門課程合并為一門計算機繪圖課程，并從師資團隊、教學(xué)模式、實踐教學(xué)和第二課堂四個方面進行改革，并改進教學(xué)方法，以實現(xiàn)高水平應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

1.2 課程簡介

本次進行教學(xué)改革的課程來源于材控專業(yè)的兩門專業(yè)基礎(chǔ)課，即計算機繪圖和Pro/E應(yīng)用基礎(chǔ)，這兩門課程分別開設(shè)在大三的兩個學(xué)期。前者主要講授二維繪圖軟件AutoCAD操作及工程制圖繪制，而后者則主要講授三維軟件Pro/Engineer的基本操作及三維模型建立，兩門課程均按照先理論再集中實踐的模式進行，前期先進行軟件操作的理論講解，讓學(xué)生熟悉軟件的基本操作知識，后期進行為期一周的上機實踐，著重訓(xùn)練學(xué)生的軟件操作能力和應(yīng)用能力。

1.3 課程定位

計算機繪圖是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其先修課程是工程制圖、大學(xué)計算機基礎(chǔ)等課程，到大三第五學(xué)期，學(xué)生學(xué)習(xí)本課程時已經(jīng)掌握了一定的計算機基礎(chǔ)知識和工程制圖的基本知識，具備學(xué)習(xí)本門課程的理論基礎(chǔ)。本課程是后續(xù)的圖形設(shè)計、工程能力訓(xùn)練等實踐課程的基礎(chǔ)，包括沖壓模具、注塑模具等模具和焊接結(jié)構(gòu)、焊接工藝等二維圖形或者三維建模的繪制，起著承上啟下的作用，是將手工繪圖的基礎(chǔ)理論知識用于解決工程實際問題的重要橋梁。

2 課程改革思路

計算機繪圖課程教學(xué)改革的總體思路是將原來在兩個學(xué)期分別進行的兩門課程合并為一門課程，采用邊講授理論邊進行上機實踐的教學(xué)模式，并積極進行實踐。原來的計算機繪圖課程使用教材《AutoCAD2008中文版應(yīng)用教程》，Pro/E應(yīng)用基礎(chǔ)課程使用教材《Pro/E野火版5.0機械設(shè)計教程》，均采用先講解理論知識、后集中進行上機實踐的教學(xué)模式，并且分別在兩個學(xué)期進行，教學(xué)過程中存在以下問題：（1）理論教學(xué)和上機實踐有一定的時間間隔，上機實踐時，學(xué)生忘記了前面講過的一些操作命令，導(dǎo)致實踐操作效率降低；（2）二維工程制圖的學(xué)習(xí)和三維建模的學(xué)習(xí)間隔時間較長，不利于學(xué)生快速入門；（3）二維工程制圖和三維建模是一個有機整體，二維工程制圖是三維建模的基礎(chǔ)，三維建模又是二維的空間反映，分開教學(xué)不利于學(xué)生對知識的融會貫通。

課程組經(jīng)調(diào)研、分析、研討后認(rèn)為，要解決上述問題，應(yīng)當(dāng)整合資源，優(yōu)化內(nèi)容，將這兩門課程合并為一門課程——計算機繪圖。該課程總共設(shè)置38學(xué)時，包括20學(xué)時的理論教學(xué)和18學(xué)時的上機實踐，并改變實踐教學(xué)模式，將原來的集中上機實踐修改為理論教學(xué)和上機實踐穿插進行，同時給學(xué)生提供一定的課后視頻內(nèi)容進行自學(xué)。具體來說，先講授平面繪圖的基本知識，在此基礎(chǔ)上講授Pro/E三維造型，即先學(xué)習(xí)二維工程繪圖再學(xué)習(xí)三維立體造型，由平面轉(zhuǎn)到空間。這種設(shè)計尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，尊重由簡到繁、由易到難的學(xué)習(xí)規(guī)律；同時也有利于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和創(chuàng)新能力，有利于教學(xué)效果的提高和教學(xué)目標(biāo)的達成[7]。

3 課程改革措施

3.1 課程教學(xué)團隊改革

課程教學(xué)任務(wù)的執(zhí)行、課程的創(chuàng)新和發(fā)展都必須以教學(xué)團隊為前提和基礎(chǔ)[8-9]。本課程教學(xué)團隊改革后年齡結(jié)構(gòu)和職稱結(jié)構(gòu)合理；任務(wù)明確，在教學(xué)改革實施過程中，不斷加強計算機繪圖課程建設(shè)，不斷研討，整合教學(xué)資源，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，有助于實現(xiàn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高教師理論和實踐教學(xué)的水平與教學(xué)效果，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[10-11]。

3.2 教學(xué)模式改革

課程原來的教學(xué)模式是教師先在課堂上講授完所有的理論知識后，再讓學(xué)生進行為期一周的上機實踐操作，并且集中上機實踐又多在臨近期末時進行，以至于上機操作與前面理論教學(xué)間隔時間較長，導(dǎo)致學(xué)生上機操作不夠熟練，使得上機實踐的學(xué)習(xí)效果大打折扣。理論教學(xué)和上機實踐操作密切配合才能使實踐性較強的計算機繪圖課程達到較好的學(xué)習(xí)效果。改革后的計算機繪圖課程采用理論教學(xué)與上機實踐穿插進行的模式，即一次理論教學(xué)對應(yīng)一次上機實踐，讓學(xué)生在理論教學(xué)課堂上將所學(xué)知識能及時運用在上機操作上，鞏固所學(xué)知識。同時，在理論教學(xué)時采用任務(wù)驅(qū)動、啟發(fā)引導(dǎo)、翻轉(zhuǎn)課堂、討論分析等不同方式進行教學(xué)，充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的理念，豐富課堂內(nèi)容，活躍課堂氣氛，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂參與度，讓學(xué)生主動學(xué)、認(rèn)真學(xué)，貫徹“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，進一步提高計算機繪圖課程理論教學(xué)的效果。

3.3 實踐教學(xué)改革

改革前的實踐教學(xué)模式是集中實踐，為期一周。重點考查學(xué)生綜合運用理論教學(xué)階段所學(xué)習(xí)的各類命令繪制二維平面圖形或者建立三維模型的能力，但是因為上機實踐與理論教學(xué)間隔時間較長，上機效果不佳?；谟嬎銠C繪圖課程較強的實踐操作性[12-13]，合并后的計算機繪圖課程實踐操作貫穿整個教學(xué)過程，每一次理論教學(xué)結(jié)束后都有相應(yīng)的實踐作業(yè)，讓學(xué)生對課堂所學(xué)知識進行鞏固練習(xí)。同時，在二維繪圖和三維建模結(jié)束之后分別布置實踐大作業(yè)，涵蓋計算機繪圖課程所有知識點。同時課題組編制了《計算機繪圖上機實踐指導(dǎo)書》，與理論教學(xué)內(nèi)容相呼應(yīng)，兼有部分創(chuàng)新內(nèi)容，輔以“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽部分試題，以賽促學(xué)，對學(xué)生的創(chuàng)新意識和空間想象能力等進行重點訓(xùn)練和著重培養(yǎng)。上機實踐依托陜西理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的省級虛擬仿真教學(xué)實驗室，滿足學(xué)生的上機操作需求。

3.4 第二課堂改革

第二課堂是提高學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的重要途徑之一[14-15]，學(xué)生可以利用理論教學(xué)之外的第二課堂的時間越來越充分，改革后的計算機繪圖課程充分利用學(xué)生的第二課堂時間，針對當(dāng)天的教學(xué)內(nèi)容給學(xué)生布置相應(yīng)的任務(wù)，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中掌握相應(yīng)的上機操作技能，并在下一次課上對任務(wù)進行講解和分析，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。

4 課程改革實施效果

4.1 以賽促學(xué)，提高學(xué)生比賽成績

從2017年開始，計算機繪圖課程采用二維平面繪圖和三維建模同時進行的教學(xué)模式，近幾年的教學(xué)實踐表明，該教學(xué)模式應(yīng)用效果較好，實現(xiàn)了本課程的教學(xué)目標(biāo)和人才培養(yǎng)目標(biāo)。學(xué)生在歷屆“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽中獲得一等獎1項、二等獎4項；在第一屆陜西省大學(xué)生工程制圖及3D建模大賽中獲得二等獎1項、三等獎3項。

4.2 深挖基礎(chǔ)，強化學(xué)生基礎(chǔ)知識

課程改革鞏固了學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識，實現(xiàn)了專業(yè)基礎(chǔ)知識和軟件操作的結(jié)合。通過利用二維平面繪圖軟件繪制二維平面圖，利用三維建模軟件建立三維模型，學(xué)生鞏固了在工程制圖課程中所學(xué)的圖形知識，并能夠運用二維平面繪圖軟件在工程圖紙中表達設(shè)計意圖，具有了應(yīng)用計算機繪圖軟件進行三維建模的能力，提高了理論基礎(chǔ)知識與工程實踐的結(jié)合程度。

4.3 強化實踐，提高學(xué)生創(chuàng)新能力

課程改革鍛煉了學(xué)生對專業(yè)繪圖軟件的實踐操作能力，提高了學(xué)生在三維建模過程中的創(chuàng)新能力。通過利用計算機繪圖軟件來實現(xiàn)工程圖的繪制和三維模型的建立，在上機實踐操作過程中，每位學(xué)生都能夠積極地思考：一是如何快速繪制并完成工程圖，進而建立三維模型；二是如何能夠在當(dāng)前圖紙的基礎(chǔ)上實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計。實踐過程不僅能培養(yǎng)學(xué)生獨立自主思考的能力，使學(xué)生在快速繪圖過程中熟練地運用所掌握的技能，而且還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在創(chuàng)新設(shè)計過程中提高創(chuàng)新能力。

5 結(jié)語

本文將材料成型及控制工程專業(yè)開設(shè)的計算機繪圖和Pro/E應(yīng)用基礎(chǔ)兩門專業(yè)基礎(chǔ)課，通過整合教學(xué)資源，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，合并為一門課程——計算機繪圖，在師資團隊、教學(xué)模式、實踐教學(xué)和第二課堂等方面采取教學(xué)改革措施，改進課程，改革措施實施后，在學(xué)生參加相關(guān)重要比賽獲得成績和創(chuàng)新能力提高以及基礎(chǔ)知識強化等方面取得了一定成效，也提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高了教學(xué)質(zhì)量。