基于工程软件的数字化制造能力培养研究

　　摘 要： 为培养应用型本科院校机械专业学生的数字化制造能力，作者依托典型企业的生产实践，规划专业人才培养方案和课程体系，以企业的项目产品和制造流程为主线，规划工程软件在教学实施过程中的应用，培养学生的工程实践能力，收到了令人满意的教学效果。
　　关键词： 应用型本科机械专业 工程软件 数字化制造工程能力培养 教学方法改革
　　一、引言
　　以信息技术为主导的现代科技的迅速发展推动了制造业和数字化产品开发技术的快速发展，现代制造业则借助数字化产品开发技术实现了从设计、制造全过程的并行模式，采用数字化三维数据模型取代原来的物理原型，从而缩短了新产品开发周期。现代制造业正逐步普及以三维CAD/CAM技术为核心的产品数字化制造，企业的数字化制造水平可以说在一定程度上反映了企业的核心竞争力。
　　目前许多高校传统机械工程学科的教学模式是以常规机械设计制造流程为主线的，课程体系的设置重理论轻实践，各单元技术间存在很大的脱节与重复现象，没有形成完整的体系，与企业的工程实践结合不紧密，没有体现行业的发展技术现状。
　　我院是新建本科院校，提出“工程教育，职业取向”的人才培养模式，将原有课程体系调整为：“以综合素质培养为核心、创新教育为主线、以数字化产品开发技术为手段、拓宽基础、加强工程实践能力培养”。
　　企业在制造活动中广泛使用工程软件，工程软件的应用能力和水平直接反映了企业的先进制造水平。为面向企业就业客户群，培养适销对路的应用型机械专业人才，必须紧跟企业的生产技术，以典型企业的工程应用软件为教学工具，规划教学内容，探索行之有效的工程软件教学方法，通过工程软件实现产品的数字化的制造流程，将理论知识应用于软件的使用中去指导应用，通过软件使用促进学生理解和掌握理论知识，培养学生的数字化制造综合工程应用能力。
　　二、教学规划
　　依据典型企业调研结果确定机械专业培养方案和课程大纲标准，形成数字化制造课程群。数字化制造课程群分理论课程、实践课程、课外培养三大体系。以企业使用的主流典型工程软件为应用工具培养工程能力，在教学过程中应用的工程软件如表1所示。
　　课程采用基于企业情境的项目教学法、理实一体化教学法等多种形式，以企业典型零件加工为项目内容，每个项目包含若干子项目。项目分为基础项目、提高项目和拓展项目三大类，项目设计遵循由浅入深、循序递进的原则。
　　理论环节与实践环节密切结合，多媒体教室、CAD/CAM机房和数控实训室交替上课。讲授软件时，讲述基本的原理，学生课上和课后做练习，习题取自实际工程实例。
　　注重学生自学和课外培养相结合，机房根据学生申请开放管理，教师现场答疑，培养学生的工程软件使用能力。
　　课程考核有多种形式，理论课程考核有平时考核和期末考核，平时考核包括课程表现、课后作业质量、阶段大作业质量、实验完成质量；期末考核包括试卷成绩、现场考核等几部分。课程表现主要考核学生对教师课程参与的能力，占总成绩分数的15%，具体包括出勤情况、课上听课和上机的态度、课上回答问题的情况、完成软件练习的情况；课后作业的完成质量，完成与课上内容相关的软件使用解决具体问题。
　　对于纯工程软件应用类课程的考试，比如现代CAD/CAM应用，试卷采用理论和实际相结合考试形式，统一于一张试卷内，在CAD/CAM机房考试，理论笔试和上机考试相结合进行，理论考试考查对工程软件基本知识和基本技能的理解，占总成绩分数的25%；上机考查利用工程软件解决零件的数控程序编制问题的能力。
　　对于基于项目的实践课程的考核，教师汇总学生的所有考核分数评定成绩，成绩由四部分组成，包括出勤率分数、教师过程考核分数、项目分数、设计资料质量分数，总成绩按百分制给出。其中出勤率占10%，教师过程考核占10%，项目分数占70%，设计资料质量占10%。项目分数由个人自评分数、组内互评分数、组长评分分数、组间互评分数加权综合而成。
　　三、结语
　　我们在应用型本科机械专业的人才培养中利用工程软件培养学生的数字化制造工程能力，改革教学方法，学生乐于将知识应用于实践，使理论有用武之地，激发出浓厚的学习兴趣，培养了动手能力，加强了团队的合作精神。对就业企业单位和就业学生的跟踪调查，表明学生从学校向企业的职场转换的时间明显缩短，工作后对岗位的适应能力明显增强，企业反映效果较好。
　　参考文献：
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　　基金项目：沈阳工程学院教学研究项目资助（编号：Y1208、ZX1213