机械三维软件企业项目式教学研究

李 剑 向延鸿 张 正

（吉首大学物理与机电工程学院，湖南 吉首416000）

随着机械工业的迅猛发展，计算机辅助制图在机械制造行业中已举足轻重，大大提高机械行业的设计和生产效率，企业对CAD/CAM技术人才的需求也日益增加[1]。众多高校也开设了相关的三维制图软件，如Proe、SolidWorks、UG等[2-4]，但大多数软件教学偏重于理论，上机实验时间有限且缺乏系统规范性，难以培养学生的创新能力和实践设计能力。针对这些问题，本文对机械三维软件的教学提出企业项目式教学模式，即把企业专业人才培养模式和工程项目设计模式带入课堂，把“企业项目设计过程中的学习”和“课堂上的学习”融合成一个整体，将职业化、个人发展目标和教学设计有效结合，以培养适合现代企业需要的机械方面高技术人才。

1 高校三维软件的教学现状与弊端

1.1 高校三维软件的教学现状

三维软件作为一种形象直观的制图工具，受到众多机械企业的青睐，高校机械相关专业也顺势开设了相关的机械三维软件课程，三维建模设计和传统教学方式有很大不同，它的应用性和社会实践性非常强，但目前的课堂教学比较注重理论知识，实验上机不够，并且缺乏系统的实践流程，在应用性、职业性以及技能性很难达到应有的职业要求。

1.2 三维软件教学的弊端

1.2.1 教学方式单一，针对性练习不够。学生在课堂上很难对讲授的知识进行实时演练，造成学习的断层，遇到困难容易降低学习积极性。不及时的动手实践很容易造成知识的遗忘，很难熟练掌握基础操作知识。

1.2.2 理论渲染过多，实践设计能力欠缺。软件学习作为实战性很强的学科，强调实践动手能力和理论基础的结合，目前大部分软件教学课程都过重于理论课程的学习，没有真正把握软件操作的内涵，基本操作熟练程度不够，理论和实践没有真正结合。

1.2.3 实训项目的盲目性。目前大量教材以及课程安排的实训演习都集中在单纯的模型构建，有些侧重于复杂的曲面模型等，没有考虑到机械行业的专业性，缺乏对设计理念和设计思维的培养，没有目的性和系统性，和行业设计相背离。

2 三维软件教学的企业项目模式

2.1 企业项目式的概念和基本思路

软件教学的企业项目式教学即把企业工程项目设计引入课堂教学，在培训好基础知识层次上，利用特定的项目来强化软件运用的综合能力。教师一方面应该做好学生对软件基本操作的针对性培训，另一方面老师要建立一个系统规范的项目工作任务库，搭建一个完善系统化的项目实践教学流程，包括学生项目小组的的成立、任务的分配、任务的进度以及项目的评审工作等，老师起引导作用，对项目方案和关键技术点加以指导，实现工作与学习的一体化。整个教学过程侧重于职业能力的培养，以熟练软件操作为基本目的，培养学生的三维设计理念以及和实践相关联的设计意识，以工程项目为桥梁，把企业产品设计的职业活动很好地贯穿在课堂教学中。

2.2 企业项目式的流程和实行方式

2.2.1 企业项目式教学模式流程方案

结合学校的特点和企业人才培养及项目设计步骤，我们把企业项目式课堂教学可以流程化，具体的流程模式如图1所示：

图1 企业项目式教学流程

2.2.2 针对性培训

针对性培训包括软件操作讲解的针对性和练习巩固的针对性。从机械专业的特点分析，机械设备造型一般比较规则，一台设备的模型基本上是拉伸、旋转、孔等基本操作，软件教学工作应侧重基础。同一特征的实现有很多种方法，教科书一般每种方法都详尽介绍，缺乏针对性和目的性。课后的针对性训练非常关键，否则容易造成学习的断层导致知识容易遗忘，教师根据课堂讲授的内容制定针对性的练习供学生巩固，帮助学生把一些模糊的操作具体化，加深对学习内容的理解和熟练。

2.2.3 建立项目库

建立一个以企业工程实践为基础的项目设计库，根据学生的实际能力和工程项目的特征，遴选20-30个与软件建模相关的工程项目，项目应以软件建模学习等为基础，融合工程图、零件图以及装配图等知识点，项目的选择要让学生形成一种职业设计思维。同时项目任务的建立要分难易等级，满足不同层次学生的学习，既要树立学生学习的信心，又要有一定的拓展性，培养学生的创新和能动性。

2.2.4 教学实践流程化

建立一个系统化的项目实践教学流程，包括学生项目小组的成立、项目任务的分配、项目任务的评审以及项目的改进等。老师在设计过程中起到引导作用，对项目进行督促和指导，对项目方案和关键技术点进行指导，让学生在工作任务中学习，实现工作和学的一体化。

（1）项目组成立

教学过程中以团队的形式组建项目组，学生可以自由组队，与企业项目工作方式相匹配。通过团队合作，不仅可以锻炼学生相互合作相互协调的能力，也能发挥在自身独立设计的能力。

（2）项目分配制度

项目组可自主从项目库里面选择项目任务，譬如设计库选择该项目，厂房里需搭建一个钢结构桥，给定厂房布置二维图以及具体要求，设计模型如图2所示。项目组选择任务后，根据项目本身的情况以及成员的层次来分配任务，共同完成建模、装配以及工程图。成员可以分别负责栏杆、支撑、桥身、楼梯等任务分工，共同完成最后的装配图建立，写出设计说明书。这种项目难易程度适中，知识综合性较强，包括整体方案布局、装配、工程图等，通过明确的分工合作大家可以负责独立的设计，同时最终结果又需要大家共同协调完成，这样既可以提高学生对软件基础知识的熟练程度和实践设计能力，还可以锻炼团队的共同协作能力。

图2 钢结构桥项目模型

（3）项目评审和改进

阶段性的设计成果要进行及时的评审，对方案和设计思路进行讨论，这是项目制教学的一个重要环节。教师指导要注重两个方面，一是建模的规范性，从提高设计效率以及便于后期的修改出发，让学生树立比较正确的设计思路；二是要注重设计过程中的专业素养，对结构设计中的力学计算、结构布置、材料选择等要有适当涉及，贯穿一定的职业素养。学生根据评审意见课后进行修改，在反复的修改过程中发现并改进存在的问题，融合评审中的设计思路过程，熟练掌握软件操作技能和必要的设计能力。

2.2.5 成绩考核制度

很多学校在三维软件考核方面采取比较传统的理论考试或者通过上机考核完成某个模型的建立，这对学生的技能及思维理念没有太多强化。企业项目式教学模式考核分成两部分，一是平时项目设计过程考核，重点考察学生设计思维以及建模能力；二是对最终产品的考核，综合模型的准确度和规范度，以及设计的合理性。这样的考核制度不仅给学生学习提供动力，而且有一个参与实际产品设计的环境，加深学生对机械三维软件设计的理解和熟练程度。

3 结束语

本文针对高校软件教学存在的一些弊端，立足于机械专业的三维建模课堂教学，提出一种综合课堂教学和企业项目设计相结合的教学模式，把职业化过程穿梭于课堂教学中，使得学生在课堂学习中能够切身体验企业的项目设计模式。从专业针对性的培训式教学，到项目化实践设计和项目过程评审制度，理论和实践有效结合，不仅有利于调动学生学习的积极性和能动性，而且使他们能够获得一定的职业素养和设计经验。

［1］李德宝,孟超.三维机械制图探索[J].现代机械,2005（06）.

［2］张宪立.基于Inventor三维设计在教学中的应用[J].机电产品开发与创新.2013,26(3)：174-175.

［3］米丽萍.三维Proe在机械课程设计中的应用[J].课程教育研究,2013(19)：191-192.

［4］景晖,李聪,周祖鹏.高等工科院校机械类专业《工程制图》实验教学改革探讨[J].科技信息,2012(32)：123.