韩翠红　曲周德　李敏　王井玲

摘要：基于工程教育专业认证的理念，结合专业人才培养目标采用“回溯式设计”原则对《模具CAD/CAM》课程进行了教学大纲的改革。借鉴学习产出的教育模式开展以项目驱动式的一体化教学体系，实现理论知识和工程实际的融合。同时制定贯穿教学全过程的多元化考核方式，提高学生的学习主动性以及团队合作能力，培养学生的创新精神和独立思考的能力。

关键词：回溯式设计；一体化教学体系；工程教育认证

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）33-0077-02

工程教育专业认证是目前国际通行的工程教育质量保障制度，也是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]工程教育专业认证强调以学生为中心的教育理念，以培养目标为导向，而专业课程体系是实现专业培养目标和培养标准的主要载体。[2]课程体系只有通过其中每门课程的有效实施才能最终达到毕业要求，而每门课程的有效实施需采用与课程教学内容相适应的教学组织形式和教学方法；同时应有与教学内容和教学方式相对应的评价方式。本文基于工程教育专业认证的理念以及材料成型及控制专业的培养目标，对专业核心课程《模具CAD/CAM》进行了教学大纲的修订。借鉴学习产出的教育模式（Outcomes-Based Education，缩写为OBE）开展一体化的教学体系设计；同时制定了涵盖教学全过程的多元化学习产出（课程成绩）的考核方式。

一、课程大纲的修订

1.课程性质及地位。《模具CAD/CAM》是材料成型及控制工程专业的主干课程，通过该课程的理论学习、一体化教学项目和实践训练，要求学生能够依据模具设计和制造的基本原则，运用三维造型软件对产品进行模具设计和加工，分析模具结构形式，制定合理的设计方案，完成其主要模具尺寸参数的确定和结构设计；并通过加工模拟刀轨，确定模具的加工流程；针对模具结构中的典型零件的加工方案输出工艺文件和加工程序。本课程的理论性和实践性较强，在专业课程体系中起着承前启后的作用。通过该课程的学习，学生应对图形处理技术和图形建模有较为深入的理解，并能熟练应用三维造型软件。

2.课程教学目标与毕业要求的对应关系。依据材料成型及控制工程专业的培养目标，基于工程教育认证理念，本专业的学生在毕业时需具有工程知识、问题分析、设计/开发解决方案等十二个方面的知识和能力。针对《模具CAD/CAM》的课程特点，设定本课程的教学目标为以下五点：①能够运用计算机基础（语言）、大学物理、机械制图等知识对图形处理、窗口裁剪、消隐和光照等进行表述和解释；②能够依据模具设计和制造的基本原则，对产品进行模具设计和加工，分析其结构形式，制定合理的设计方案，并通过加工模拟刀轨，确定模具的加工流程；③能够依据注塑模具和冲压模具的特点，完成其主要模具尺寸参数的确定和结构设计；④能够针对典型的注塑模具产品和级进模具产品进行工艺分析，运用相应的专业基础知识，制定合适的工艺方案，并使用合适的现代工具（计算机）进行模具结构的设计以及加工编程，能够对设计结果进行修正；⑤能够针对模具结构中的典型零件的加工方案输出工艺文件和加工程序。

二、OBE式的一体化教学体系

为达到《模具CAD/CAM》课程设定的教学目标，对教学计划和课程内容采用“回溯式设计”原则。[3]“回溯式设计”原则基于学习产出的教育模式（OBE），以学生为中心，根据预期的教学目标和能力要求对教育模式进行设计。[4]

1.课程项目的设计。项目设计的主线是典型的注塑/冲压产品，对其进行注塑/冲压模具的设计，内容涵盖产品工艺分析、模具设计、模具制造等多个环节，通过项目的实施使学生加深对模具结构和设计基础知识的理解，并具备运用所学知识进行中等难度的注塑/冲压模具结构设计和典型零件的制造工艺分析，能够独立查阅相关标准及设计手册。

2.课程项目的实施。本课程项目内容为针对给定的零件，完成其结构设计。零件类型分为注塑和冲压两类，根据班级分组再确定每类零件的数量。项目中所需的零件均有课程组的老师依据实施时间、难易程度进行讨论确定。学生需分组分别完成如下内容：（1）工艺方案确定；（2）模具主要尺寸的设计计算；（3）设备的选取和校核；（4）零件图三维绘制；（5）模具结构设计（模具CAD）；（6）模具典型零部件的加工工艺流程（模具CAPP）；（7）模具典型零部件加工程序的输出（模具CAM）；（8）现场演示、项目报告及PPT讲解答辩。

在项目实施的过程中，需要借助上机实验使学生进一步掌握计算机三维造型软件的操作。以注塑模具设计为例，具体的实施包括产品工艺分析，注塑设备的选择；分型面的设计、排位、浇注系统、顶出系统、合理的模架、限位块以及导向块的设计。通过真实再现工程实际设计的情况，引导学生积极思考、主动学习，锻炼和提高学生的交流、沟通和表达能力以及团队合作能力，培养学生的责任感和职业道德；使学生熟练运用所学专业知识进行系统的工程设计，培养学生解决复杂工程问题的能力。

三、课程考核方式及评定标准

依据工程教育认证标准，学习产出评估工作是达成课程教学目标必不可少的环节，因此制定贯穿教学全过程的多元化学习产出考核方式至关重要。《模具CAD/CAM》课程的成绩考核由平时成绩、项目成绩、实践操作成绩（上机成绩）和理论考试成绩4个部分组成。

1.项目成绩考核方式。每位同学的课程项目成绩由小组成绩和组内成绩两部分构成。课程项目小组需要完成的工作主要有按照课程项目题目分组查阅资料，完成材料成型模具的一个主要部件的结构设计计算，进行实物制作并完成相关的测试，撰写项目研究报告并制作PPT进行汇报和答辩等。小组得分为组内所有同学的平均分，每位同学的得分依据其在组内的贡献，在小组平均分的基础上浮动，但最高分与最低分差值不得小于15%。项目成绩的考核方式能够提高学生的学习主动性以及团队合作的能力，培养学生的创新精神和独立思考的能力。

2.理论试卷的设计。《模具CAD/CAM》課程组的老师们根据课程大纲结合教学目标的指标点，分章节准备相关题目，构成课程的试题库。试题的考核侧重于解决分析实际工作中出现的复杂问题，提倡考查学生知识点的灵活运用能力。

四、小结

基于工程教育认证的开展提出了新的人才培养理念，为教育教学的改革提出了新的要求和动力。基于OBE教育模式，结合专业培养目标，以学生为中心对《模具CAD/CAM》课程的教学大纲进行教学改革，旨在培养学生具有工程知识、问题分析、设计/开发解决方案等的能力。该课程采用项目驱动式的一体化教学方式，注重理论知识与实践能力相融合；考核方式以全过程、多元化的学习产出方式，提高学生解决复杂工程问题的能力，激发学习主动性和自觉性，培养学生的创新能力。

参考文献：

[1]全国工程教育专业认证委员会秘书处.全国工程教育专业认证标准[G].工程教育专业认证工作手册，2015.

[2]蒋宗礼.工程教育专业认证指标解读[J].计算机教育，2008，（13）：10-13.

[3]顾佩华.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式[J].高等工程教育研究，2004，（1）：27.

[4]Dejager，Nieuwenhuis.Linkages Between Total Quality Management And the Outcomes based Approach in an Education Environment[J].Quality in Higher Education，2005，Vol.11，No.3.