工程教育专业认证背景下《AutoCAD》课程教学改革探索——以河南城建学院环境工程专业为例

顾效纲，吴俊峰，刘彪，宋忠贤，殷世强

（河南城建学院市政与环境工程学院，河南平顶山 467036)

工程教育专业认证工作是凝练教育教学成果的重要契机，是巩固教学评估成果和全面提高教学质量的重要举措。目前，工程教育专业认证已是我国高等教育组成中重要的一部分，也是国际通行的工程教育质量保障制度，同时实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础[1]。工程教育专业认证的核心就是要确认工科专业毕业生达到行业认可的质量标准要求，是一种以培养目标和毕业要求为导向的合格性评价。培养的学生不仅要有扎实的专业理论知识，还要具有较强的工程意识和能力[2]。

《AutoCAD》是环境工程专业的一门必修的学科基础课程，课程主要任务是讲解《AutoCAD》软件的绘图功能，使学生全面了解并掌握软件功能，并能运用所学的理论知识与绘图技能，结合环境工程专业后续各专业课程的课程设计与毕业设计的特点，将设计出的处理工艺流程、单体构筑物等用《AutoCAD》软件绘制出来，并且能在毕业后把所学到的知识与技能熟练地应用于工作中。

目前，环境工程专业各领域的工程图纸都要求用计算机出图，如水、大气与固废等设计的平面布置图、工艺流程图、构筑物图均需用《AutoCAD》软件绘制出来[3]。所以对于环境工程专业学生来说，掌握《Auto-CAD》绘图技能是毕业后从事工程类工作一项不可或缺的基本素质。根据环境工程专业教学的特点，《AutoCAD》课程教学需要在实践中不断进行摸索和改进[4]。课程教学的改革使课程更适应高级应用型人才的培养。

1 本课程教学存在的问题

《AutoCAD》课程学时、学分分别为16学时、1学分，一年级下学期开课。课程内容主要包括软件的常规操作方法，如图形绘制的操作命令、选择对象方式、编辑命令、图层、线型、线型比例、打印设置、工程图纸绘制等基本操作。教学活动在多媒体教室进行，通过软件演示和PPT课件讲解的方式开展，课程考核根据学生完成作业任务、考勤以及期末考试三部分情况确定课程总成绩，通过近几年的教学实践发现以下几点问题。

(1)在理论教学环节，因课时较少，老师授课方式多以讲解为主，老师讲得多，学生在教学过程中参与度低，只能被动式地学习，缺乏独立思考的环节。老师也无法及时掌握学生对课程内容的掌握情况，没有针对重点内容进行讲解训练，与上机实践缺乏关联性。

(2)在教学内容上，老师主要讲解CAD的基本命令和操作，学生机械使用命令，忽略了实践过程的灵活应用。没有体现出这门课程在该专业中的作用。学生在完成课程学习后能进行图纸的临摹，但是对环境工程领域相关的图纸要求掌握不够，绘制环境工程专业图纸技能欠缺。

(3)课程开设在一年级下学期，《水污染控制工程（上）》《水污染控制工程（下）》《大气污染控制工程》《固体废物处理与处置》等专业课程未涉及，所以在讲授时和专业课程的关联较少，学生对于本专业有关的课程设计中的图纸相关要求还不能很好地掌握。

(4)课程考核方式一般是上机绘图考试，虽能够考查出学生所学知识和操作技能，但是本课程时长较短，课上练习较少，课下学习主动性低，所以一些平时不经常练习的学生到最后考试会加强练习，但是这样达不到课程学习的目的。

2 基于工程教育专业认证的课程教学改革内容

2.1 课程目标

文章遵循工程教育专业认证理念-“反向设计，正向实施”进行课程目标的制定，依据毕业要求，课程目标对毕业要求指标点的达成起到支撑。与传统课程教学大纲对比，工程教育专业认证课程教学大纲要求课程目标的制定需根据：(1)课程在人才培养方案中所支撑的12条毕业要求二级指标点；(2)该课程的内容。河南城建学院环境工程专业2021版人才培养方案中，《AutoCAD》课程支撑的毕业要求二级指标点2.2和3.2。根据《AutoCAD》课程在人才培养方案中对毕业要求二级指标点的支撑要求，设定以下两个课程目标。课程目标1：了解《AutoCAD》课程内容中软件应用环境、操作界面、操作工具及坐标系统。掌握图形绘制的基本命令及点的定位方法，选择对象的各种方法及基本编辑命令，掌握图层、线型、线型比例及色彩的设置与修改方法及块的定义及特点，并且与工程图例联系起来，用于对工艺流程进行准确绘制，课程目标2：能够熟练运用《AutoCAD》软件进行工程施工图绘制，为后续课程设计、毕业设计以及实际工作打好基础，能够在工程设计中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等非技术因素，培养学生具有绘图的工匠精神。《AutoCAD》课程目标及对应支撑的毕业要求和毕业要求二级指标点见表1。

2.2 教学内容

在环境工程领域的企业和行业广泛使用的绘图软件主要以《AutoCAD》软件为主，所以在教学活动中使用《AutoCAD》软件。根据课程目标的设定要求，重点讲解二维图形创建和编辑、绘图环境设置、对象特性和图层、文字与表格、尺寸与标注、图纸布局与打印、工程图纸案例临摹，课程内容与课程目标相对应关系如表2所示。

表2 课程内容与课程目标的对应关系

原教学内容一般按照教材内容进行，讲解Auto-CAD基本使用方法，图形绘制也是多以机械图为主，未涉及专业知识。现教学内容增加了环境工程相关领域处理工艺流程图、平面布置图及独立的环境工程处理设施（提升泵站、生物池、沉淀池、管线等）的绘制步骤和方法以及相关技巧和一些工程领域常用的绘图标准及相关文件。课程内容紧紧围绕环境工程专业涉及工程领域工艺部分设计而展开。(1)掌握基本的绘图操作命令，引导学生掌握在工程设计中进行绘图标准的设置，按照工程教育专业认证的要求，学生应掌握工程图纸设置中设计标准，包含基本的绘图快捷键、文字样式、图层、表格样式、线型线宽、标注样式、图块、图签和图框。(2)教学内容开展可以加入教学案例以激发学生的学习兴趣，如国旗的绘制。在讲解绘制步骤过程中，同时对学生进行一节爱国主义教育课，融入课程思政内容。

2.3 教学方式

(1)以学生为中心

《AutoCAD》这门课程是实践性很强的应用型课程[5]，以前在教学安排上理论课与上机课课时各占一半，分步进行。现在采取的教学方式是教学做一体化，所有教学活动在机房进行，机房配有多媒体设备，这样每位同学都有一台电脑，同时还有大屏幕多媒体，在理论知识讲解时可以实现同步上机操作，这样可以老师一边教，学生一边学，有错能够及时问老师，老师进行指导[6]，由此大大提高了学生的学习效率。

(2)搭建线上线下混合式教学

在“互联网+”教育时代的背景下，线上线下混合式教学已成为高等院校教学改革的一项重要内容[7]，在河南城建学院已引入的“超星学习通”平台上创建《CAD》课程，学习本课程的同学加入该课程中进行有关内容的学习。相比传统授课方法，学习通App可进行签到、课堂讨论、选人、抢答、统计、发布作业等多种教学活动。每次课程结束后在学习通平台及时发布作业任务，同学们完成后直接上传到学习通，这样可以及时掌握学生学习情况。涉及课程重点内容录制成微视频上传到学习通，也可以利用网络资源或者工程领域优秀的教学视频上传至平台，同学们就可以随时随地点击学习。针对学生在CAD绘图时遇到的共性问题和课后作业反映出来的普遍问题，教师可以录制一些针对共性问题解决方法的短视频，然后上传到学习通平台资料栏目中，这样可以高效解决同学们在学习中遇到的问题。

2.4 过程化的考核体系

考核是一定程度上检验学生对知识点掌握的程度，一定程度上要求合理且全面，是一个综合多种因素在内的指标[8]。课程现在采用过程考核的形式进行，将期末成绩分为平时成绩和上机考试两部分，分别占总成绩的百分之四十和百分之六十。平时成绩的评定主要依据平时签到、视频学习、讨论、课堂回答问题、作业这五部分完成情况。上机考试成绩依据学生最后绘制完成给定的相关工程图纸的情况。通过过程化考核，激发学生在学习过程中的能动性，从而培养学生认识和解决工程问题的能力，强化问题分析和研究能力。

2.5 评估教学效果

深入了解教学方法改革的效果，深入剖析课程目标的达成情况，以河南城建学院环境工程专业2020级本科学生为例，对他们的期末考试成绩进行了分析。课程采用完全成绩分析法，对课程考试材料进行全部采样，对每个学生进行成绩统计分析，最终取平均值作为本课程达成度的计算依据。课程目标达成度计算方法及过程表详见表3。

表3 课程目标达成度计算方法及过程表

根据各考核环节考核成绩及其权重分配，计算得出课程目标达成结果，具体计算过程和结果如图1所示。

1)课程目标达成整体情况分析课程目标达成结果如图1所示。

图1 课程目标达成结果

从课程目标1、2的平均达成度来看，课程目标1的达成度高于课程平均达成度0.655，课程目标2的达成度低于平均值。针对这种情况，老师需要在今后的课程中进一步优化教学方式，加强运用AutoCAD进行工程施工图绘制能力的培养。

2)课程目标1达成情况分析

课程目标1达成结果如图2所示。

图2 课程目标1达成结果

从图中可以看出有25名同学课程目标1达成度低于平均值0.665，其中14名同学低于期望值0.65。部分学生普遍参与“学习通”章节学习次数少，讨论得分偏低；文字分项得分率不高说明设置文字样式内容掌握不牢靠；填充和线型均考查学生对绘图基本设置的掌握情况，部分学生得分较低；标注分项考查学生对绘图标注的掌握情况，有部分学生得分为0分。通过分析，在今后的教学过程中应加强绘图基础知识的强化，增加提问频次，督促学生做好预习和练习。

3)课程目标2达成情况分析

课程目标2达成结果如图3所示。

图3 课程目标2达成结果

从图中可以看出有21名同学课程目标2达成度低于平均值0.62，其中有26位同学低于期望值0.65。该部分学生作业情况较好，大部分可以得到12分，但布局得分偏低，其中1名学生布局得4分，说明学生熟练掌握绘制图形布局处理相关内容。部分学生布局得分在10分左右，说明布局掌握情况较差，未能理解相关内容，在今后教学过程中，需强化学生绘图能力和加强相关知识点的讲解。

3 总结

环境工程专业《AutoCAD》课程教学活动基本都在计算机机房进行，整个教学活动过程中，学生全程根据老师的讲解进行操作，学生学习被动性降低，主动性提高，学习氛围改观，互动频率增加。通过教学改革，学生进一步扎实地掌握基本绘图理论知识，掌握环保行业绘图标准，绘图素养得到有效提升，达到了课程预期效果。

环境工程专业《AutoCAD》课程实践性强，与生产结合密切，运用《AutoCAD》软件绘图是环境工程专业学生必须掌握的技能。在本课程课时有限的前提下，使学生掌握理论知识点的同时掌握操作技能，需要老师在教学过程中不断更新教学方式。教师通过优化教学方式、深化教学内容、提高课程质量，满足环境工程专业人才培养的要求，为学生在环保领域行业就业提供坚实的基础。