工程教育认证背景下“焊接三维实体设计”教学探索

迟露鑫，王新鑫，丁雪萍

（重庆理工大学材料科学与工程学院，重庆 400054）

新时代需要多样化、个性化和创新精神的人才，不仅要培养学生掌握相应的专业基础知识，更重要的是培养学生良好的学习能力和适应能力，更要培养学生灵活运用所学的基础知识去解决工作中遇到的实际问题的能力。根据近几年焊接专业毕业生的调查反馈意见，特以焊接夹具课程设计所需为突破口，开设“焊接三维实体设计”专业选修课程。然而，在课程实际讲授过程中，学生普遍存在想象不到位、创造性差的问题，特别是在理论课时不多的情况下，学生的三维设计能力难以提高，因此，急需有效的教学方法提高效率，在一定程度上满足企业对学生三维设计能力的需求。

1 课程教学中存在的问题

目前，针对CATIA 三维设计课程还存在普遍共性的问题：①逐条讲解法。教师讲解、操作演示常用命令，学生进行相应的练习。学生有效接受的知识量不够，如果学生对知识点未预习，学习积极性不高，课上操作练习容易遗忘，很难让学生将前期学习的专业知识融会贯通，更难以激发学生的积极性和创新意识；②人机分离。CATIA 三维设计命令多，修饰特征多样化，教师课上对着软件操作讲解，学生边听边观看，老师讲得费力，学生也难以理解消化。即便是学生认真听课，也很难记起讲解的内容，不停地提问，教学效果较差；③授课内容主要来源于教材，不利于创新能力的培养。基于目前大学阶段学生的传统学习是被动的填鸭式的授课方式，在有限学时内，仅能让学生简单了解软件命令操作步骤，课堂上锻炼工程经验不够。工作后，处理相对复杂的工程图纸时，不具备结构设计及拆分能力，拓展能力得不到锻炼，更不利于创新能力的培养。

2 4E原则的教学方法改革实践

在教育工程认证背景下，针对本科生培养过程中存在课时不能满足学生需求的问题，提出课程项目式学习，具有一定的指导意义。基于此，本文提出了4E 原则教学方法，以教学结果为导向，对专业选修课程进行前期探索。

（1）原则一：Empower，舍得放权，不做麦霸。针对CATIA三维设计课程需要不断操作练习，熟悉命令才能进行设计锻炼的特点，在课程讲授过程中，将部分内容放权操作，即把每模块的命令操作演练放权到预习内容部分，教师按照大纲要求，录制相应内容的视频，放下话筒，不做麦霸，留给学生自学。因此，在授课过程中，可直接从草图绘制、零部件设计、装配等模块进行综合练习，但是，必须保证学生在课前完成视频并熟练操作，课上才能达到设计思想的锻炼。

（2）原则二：Experience，注重体验，强调过程。通过对CATIA 三维设计命令操作视频预习的方式解决理论与上机操作学时不足的问题，因此，在授课过程中，以工程实践教学目标为核心，结合工程实践，根据学生学习能力的不同，设计合理可行的教学案例，注重每个学生的体验过程。根据学生预习效果，课上选择适合自己可接受的产品进行逆向设计，重点强调学习过程。

（3）原则三：Encourage，互相鼓励，彼此成就。基于工程认证教育背景，通过多年与重庆某汽车零部件制造集团公司、四川汽车零部件焊接夹具设计公司等校企合作的积累，结合具体产品，从传统的面对面教学模式到在线学习、合作学习与混合式教学等形式为特征的信息化模式转变，学生以分组、团队合作的形式，各自带着任务设计产品过程，把理论和实践有机统一，同时可让研究生同样带着任务与本科生一起学习，通过“资讯、决策、计划、实施、检查、评价”，鼓励CATIA 设计技能锻炼，通过互助合作、互提问题，磨练心理素质，增强团队意识，彼此成就，实现产教结合。

（4）原则四：Experiment，不断尝试，锐意创新。寻找学生熟悉的现象或体验，或是以专业领域典型案例为切入点展开知识点讲授，留足空间给学生自主探索、想象、领悟，内化课程内容，以引起学生兴趣和思考为教学目标，鼓励学生不断尝试，尽可能熟悉产品的制造工艺流程，达到锐意创新，为以后解决现场实际问题，做到工学结合、边学边练，积累丰富的实践经验。

3 建立作业有效的监控和评价机制

面向工程教育认证，在专业课学时逐渐减少的情况下，提高学生工程能力培养尤为重要，不仅要借助教学方法改革，更需要建立有效的监控和评价机制。因此，除了传统的考勤、作业和考试三部分成绩外，使用多元化评价手段，将学生预习视频，课上产品设计的发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力引入总分，来考察学生知识掌握、能力培养以及态度养成的情况。

（1）课程预习的监控和评价。课前通过网络发布预习任务，学生在交流平台中提出自己的问题，也可记录下来，在课堂中进行讨论。教师也可在线答疑，通过引导方式，让学生自主查找相关资料解决问题。课前的操作练习作业评价学生的预习情况，这作为学生平时成绩考核比较重要的依据，就能调动学生的主动性。

（2）作业题的监控和评价。以典型产品设计为主线，学生具有自主选择权，明确学习任务和学习目标，作业答案开放，不再刻板，更注重解题后的归纳、总结，使知识掌握更灵活，利于创新思维能力的培养。除此之外，设计趣味性作业，摆脱机械重复、枯燥乏味、繁琐的死记硬背的练习。设计层次性作业，尊重学生的独特性，既关注后进生、中等生，又关注优秀学生的兴趣培养，因材施教。探究性作业设计，在教师引导下，通过学生自主、独立发现问题，解决问题，并整理探索式多元作业。因此，课前预习、课上学习、课后复习，内容成为考核的重要目标，并在该过程中运用网络、面对面等多种考核手段对学生进行综合评价。

4 结论

4E 原则改变学生对授课方式的认识，加入新鲜教改元素，互补课内教学内容和课外学习内容；建立教学监控和评价机制，改变以往客观的作业题，增大占分比重，让学生对不完成作业产生危机感；同时，使积极学习的学生有成就感和荣耀感，对于困难的学生进行帮扶、鼓励，彼此成就，最终提高综合应用能力，培养创新意识。