面向ABET工程技术认证的《机械制图》教学改革

　　0 引言

　　机械制图是机械类专业的一门核心专业基础课，贯穿于机械类专业的整个教学过程中。机械制图的研究对象工程图样被称为“工程界共同的技术语言”，课程主要研究绘制和阅读机械工程图样的原理和方法，是工科类专业一门重要的技术基础必修课。多年来，机械制图教学模式以课堂教授为主，课后完成局部知识点对应的简单作业为辅的教学模式。课程缺少综合性、深入性、与实际应用紧密联系的实践性教学环节，同时缺少更客观的评价方式，教师的投入与学生的学习产出无法做出客观衡量，如何将工程素养和创新能力的培养融入到机械制图教学当中，需要教学方法和教学手段的持续创新。

　　1 课程改革目标

　　1.1 以达到ABET认证为导向，强调“以生为本”

　　美国工程技术认证委员会（Accreditation Board for Engineering and Technology， ABET）是一种社会组织的名称，是美国最为权威的专业认证机构之一。ABET具有普遍性的认证体系，它开展的各类专业鉴定是专业技术人员获得执业资格的权威渠道，目前全球已有超过550所大学、2500个学院参加它的认证[1]。其认证过程、认证标准和认证特色对于我国高等工程教育认证机构和高等工程教育的发展都颇具启示意义。1997年，ABET推出工程认证标准2000（Engineering Criteria 2000， EC2000），其特?c为：从强调教学过程转变为强调学生学习成效（Outcomes）；强调实现专业培养目标的“持续改进（Continuous Improvement）”；鼓励专业创新；鼓励新的评价和改进方法；提出11条毕业要求（a-k Graduate Outcomes），即：评价学生学习成效的11项能力指标（a-k），也是ABET工程教育质量标准。其中，与本课程对应的指标分别是：

　　A.掌握数学、科学和工程知识（an ability to apply knowledge of mathematics， science， and engineering）

　　A2：掌握学科研究方法的基本知识

　　A3：掌握基础知识和基本实验技能

　　A5：设计制造基础

　　B.能够使用技术知识解决工程技术问题（an ability to design and conduct experiments， as well as to analyze and interpret data）

　　B3：工程素养与职业操守

　　在传统机械制图的教学基础上，课程以达到美国ABET认证为导向，结合ABET认证的评价指标体系，将教学目标与评价指标一一对应，在项目引导的教学过程中培养学生的综合应用能力和工程素质，并为后续课程的学习和今后工作打下必要的基础。

　　1.2 参考国外教学经验，丰富教学内容与手段

　　课程改革思路来自于美国普渡大学的同名课程，主要借鉴其ABET认证为导向的实践教学理念，结合我校“技术立校、应用为本”的办学方略，因地制宜制定了一套适合我校学生学习的课程方案。课程教学以课堂教学、课外作业、手工绘图、上机操作、随堂测验、视频录象等共同实施。要在有限的时间内让学生掌握全部教学内容，需要注意教学方法的改革与创新，调动学生的积极性，树立“老师教学引导，学生自主学习”的教学互动新模式。

　　通过本课程的理论教学和课程实践，培养学生具有一定的空间想象能力、识图能力、绘图能力，达到ABET认证标准，在实践教学理念引导的教学过程中培养学生的综合应用能力和工程素质，并为后续课程的学习和今后工作打下必要的基础。

　　2 课程改革手段

　　2.1 整合教学内容

　　继承传统的机械制图教学手段，课程主要由基本理论、三维建模软件练习和手绘草图等三大部分组成，通过本课程的教学，培养学生具有一定的空间想象能力、识图能力、绘图能力，达到ABET认证标准，具体如下：

　　（1）使学生掌握绘制和阅读机械工程图样的原理和方法，掌握各种三维实体和曲面建模的操作技巧，能够借助绘图能力以实现解决问题的自我训练（手工绘图方法与计算机三维建模方法）；

　　（2）培养学生具有一定的空间构思能力、识图能力、三维建模及形体构型能力（空间思维的转变：3维2维），使学生具有系统化地识别、评估、解决工程问题的能力以及创造性思维能力；（下转第28页）

　　（上接第10页）

　　（3）在项目引导的教学过程中培养学生的综合应用能力，使其具有从事工程技术工作必需的基本素质和能力，达到ABET认证标准。

　　2.2 优化教学手段

　　传统的教学方式以教师黑板板书为主，近年来由于计算机的飞速发展，计算机绘图也逐渐作为辅助教学方式加入到机械制图的教学中，但仍是少课时教学。本课程以课堂教学与计算机绘图并重的方式作为课程改革的重要手段，并以手绘草图作为学生手动制图的主要方式，多方位培养学生的动手能力。

　　在计算机绘图中，将三维建模引入课程教学中，在投影法、点线面的投影、组合体的投影等教学过程中，结合三维模型与二维模型的相互转换，将枯燥的理论知识变得形象生动，培养学生在图形表达中的正向思维和逆向思维能力。

　　3 课程的学习成效评价

　　机械制图是要求学生动手绘图的一门工程类专业技术基础课程，学生是否能够达到绘制及阅读工程图样是衡量学习成果的主要依据。传统的机械制图课程评价方式，主要是通过具体、客观的页面测验检验学生实际达到课程目标的情况。本课程改变了以往“一卷定成绩”的考核方式，采用多元化评价方法，将整个学习过程分为三个模块，在每个学习模块结束时进行阶段考核，每个模块分别占总分数的25%，三个模块共占总分数75%，平时作业占总分数25%。

　　阅卷结束后教师对学生成绩进行分析，一是了解学生对于各个模块内容的掌握程度，以检验学生学习和教师授课情况；二是通过分析成绩是否符合正态分布，用以检验试题难度是否合适；三是及时发现教学中的不足，作为下次教学的持续改进方向。

　　4 结语

　　本课程是《机械制图》课程的一种教学改革尝试，培养目标是借助于多种教学手段，使学生能够提高空间想象能力，达到美国ABET认证标准。为实现这一目标，必须对课程进行“持续改进”，这点是美国工程技术认证标准中的强调重点之一。措施主要包括教学反思以及相关各方的反馈。学生方面直接与间接反馈包括案例建模，手绘作业以及考试，课程设计；有待验证的反馈，如学生参加科创项目、制图比赛以及今后工作中解决工程问题的能力。

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