计算机辅助设计与制造类课程教学做一体化教学改革探索

史召峰

摘要：该文以UGNX课程为例，分析了高职院校在计算机辅助设计与制造类课程教学中存在的一些不足，从教学体系、教学方式和教学评价等方面论述了该课程的教学方法创新，进行教学方法的优化改革，构建了“教、学、做”一体化的UGNX教学模式，从而提高UGNX的教学质量，激发学生的学习兴趣和培养产品造型设计能力。

关键词：UGNX；工程教育；教学改革；教学模式

目前工业产品造型设计越来越依赖于计算机三维CAD/CAM软件的应用，三维造型技术已成为设计方法的重要组成部分，三维软件有着自身的特点，可以减少设计中大量的、繁重的建模工作，提高了设计的质量和效率。UGNX软件是SiemensPLM Software公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段，这是一个交互式CAD/CAM（计算机辅助设计与计算机辅助制造）系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。所以，作为高职院校，我们主要就是培养学生的实际动手能力，开设UGNX课程的对学生提高自我素质能力有着十分重要的意义。目前，我院有机械制造與自动化和数控技术两个专业开设了UGNX课程，该课程对于初学者有着一定的难度，作为教师，我们就应该在教学方法上加以改革。作为我们学校该课程的专业教师，本人在教学中采用项目化教学，从我院的实际出发，对该门课程使用“教、学、做”一体化的课堂模式，经过几年的课堂实践，得到了学生的认可，教学效果良好。

1 UGNX教学中存在的不足

现在很多普通高职院校都开设了UGNX软件课程，但大多数的教学方式老师在讲解软件的使用方法时往往按部就班，一个命令一个命令的讲解，然后学生再跟着老师做，结果导致部分学生由于对知识的不理解，从而跟不上教师的步骤。教师在课堂上会根据讲解的知识来布置作业，学生但是学生往往都是按照老师的操作步骤一步步地学。这就会使得学生没有思考，不能做到举一反三，遇到别的题目就抓瞎了，没有自己思考的空间，对待问题没有更好的解决方法。结合我院实际的教学情况，在采用教学做一体化教学之前，学生在学习该门课程的时候往往会出现一些问题，简单归纳如下。

1.1学习兴趣不高

高职院校的学生相对于本科院校而言，大多数学生都认为考试及格就可以了，往往热衷与游戏世界，消极对待学习，学生对学习的兴趣不高，有些学生对于自己不感兴趣的课程往往就是消极对待，认为只要不挂科就可以，及格万岁的心理占据了学习的心态，这样，学生就不会积极主动的去学习、去思考更不用说创新了。因为，学生在学习的时候往往都是跟着老师走，老师让做什么就是什么，对待问题没能深入的思考。因此，在课堂的教学中老师面临的一个首要问题就是如何提高学生的学习兴趣和学习的积极性。

1.2教学以老师为主体

传统的UGNX教学方式有很大的弊端，老师在课堂上讲解知识点，学生在下面不知所谓，提不起精神。老师的教学主要以一个一个命令演示操作为主，学生在听的过程中没有实际的动手训练。老师会布置一些作业，等到学生上机训练的时候，学生只能按照老师在上课的时候说的简单方法步骤，缺乏主动思考，当遇到一个不一样的实体建模时，就抓耳挠腮，不知所措，有的同学又不愿意和老师沟通，遇到不会的也就放弃了。这样，在学生实际的建模过程中，往往对待简单的零件可以做出来，但是遇到较复杂的零件时，就不知道该如何下手，其实那些基本功能学生也都掌握，但是就是缺乏将这些功能综合运用，缺少分析问题的能力，更加的不会加以创新。

1.3传统教材编排不合理

针对高职院校的教材有很对，形式也是五花八门，但往往都是换汤不换药，实际的内容都差不多，教材在编排时，往往都是把命令拆开，一个命令接着一个命令，如曲线、草图、拉伸、扫略、特征操作等，然后再讲解装配、图纸，最后再讲几个综合的实例。教师按照教材上的安排，按部就班地进行讲解，导致很多的命令被分解开来，无法把命令有机地结合起来。因此，学生的学习便会觉得枯燥乏味，学生的学习变得毫无目的而言。

对于以上提到的在教学中得几点问题，本人把先进的教学方法运用到UGNX软件的课堂教学中，经过近几年地尝试已达到一定的教学效果。下面是近几年在教学中的一点改进。

2教学做一体化教学改革

结合我院UGNX课程的教学形式，采用项目化案例教学，在教学上实现“教、学、做”一体化的教学模式，从教学体系改革、教学方式改革、教学评价改革等方面论述了该课程的教学方法创新，其目的就是提高学生学习的积极性，采用企业的实际案例，来培养学生的实际动手能力和团队协作能力，力求可以将企业的实际工作理念带人课堂。

2.1教学体系改革

在实际的教学中往往应用企业的工作理念，课程教学体系不断地创新，在教学时，通过对UGNX软件的整体把握，通过软件的整体性研究，本人在课堂讲解将时，往往是使用企业的产品，有时加以改进，让学生对待产品的设计可以有个循序渐进的过程。UGNX软件对于我们学生而言主要就是实体建模、产品装配、工程图、计算机辅助制造等几个主要部分。在对实例进行综合改进的过程中，对零件加以创新，从而形成了一般、综合、创新三个级别的零件模型，让学生在学生的过程中可以逐步的加以深化，掌握知识点，直到最后可以独立完成零件的建模、装配、图纸等。

表1中是本人课堂教学中的一些案例，在这些案例中分为三个层次，一般项目的实例比较简单，主要是让学生了解软件的基本建模方法，熟悉软件的界面，一般项目里一般会包含2-3个简单的命令，从而学生可以快速地完成，使得学生对该软件产生兴趣，认可这门课。综合项目主要是训练学生对软件的应用和提高，使学生深化知识运用，达到触类旁通的效果。创新项目以我们学生比较熟悉的机械产品、工业产品为项目，该项目将整个UGNX软件中的大多数常用命令结合起来，在实际的任务分工中，学生各尽其职，通过团队协作共同完成。然后老师进行点评，然后老师根据产品的特性、用途提出新的任务，学生根据新的要求，利用所学知识进行创新设计，从而完成一个产品的改进任务。

2.2教学方式改革

根据高职教学要求，需要对计算机辅助设计课程进行改革，在教学方法上将我们的理论教学与与企业实际生产产品项目相结合，从而实行教学做一体的教学模式。我院机汽学院一直致力于该项课程改革，现总结如下：

第一部分，主要是教师的教，也就是课堂上的理论教学，我们的做法是以一般项目为支撑，这些项目都是比较简单的单一化实体零件，在上课时，主要是任课老师来完成，按照项目化教学要求，首先会对零件的外形和结构特征进行分析、教师提出建模思路以及注意事项要点等基本知识，从而让学对基本特征建模的方法加以掌握。

第二部分，主要是学生的学，以综合项目为支撑，这些项目都是企业的实际产品，老师会和学生一起探讨建模思路，给学生指引方向，然后有学生利用所学知识来完成这些任务，通过练习，学生可以对所学知识加以巩固，通过练习也可以对理论知识的实际应用得到提高，这样学生们的时间建模速度和建模方法都得到了提高操作。老师在这一部分主要就是通过和学生的交流培养学生的独自建模思路，重点培养学生的自学能力，让学生建模中加以思考整个建模过程，培养学生的兴趣和能力，让学生对计算机辅助设计有更加深入的了解。

第三部分，主要就是我们的做，这一部分我们是以创新项目为支撑，利用高校学生都熟知的综合零件，目前我们采用的是齿轮泵，我们把齿轮泵的功能、特性给学生进行分析，然后学生通过建模、装配，最后生成工程图。我们老师在这部分的作用就是起到一个导向作用，对学生的疑问进行解答，要求学生能够按时保质保量地完成齿轮泵的工作。

2.3教学评价改革

为了体现教学改革的评价，我们最终对学生的评价应该是不只是停留在普通的试卷上，而是要体现学生的能力的培养，我们的教学更重要的是学生的能力培养和学生兴趣的培养。因此原来的考试方式也进行了改革，和教学做三个方面相匹配，将考核分為3个阶段。

1）在老师“教”这一部分，是学生学习基本操作的阶段，老师也主要是介绍基本特征的操作，我们主要是在平时上机训练中，针对学生的建模步骤进行考核，主要涉及模型的外观，注重学生完成的基本功的培养。

2）在学生“学”这一部分，主要是学生自行完成老师布置的企业的项目，教师依据学生对零件的建模完成情况以及对知识综合掌握的能力程度进行考核。

3）在“做”这一部分，我们更注重的学生自我综合建模能力的培养、学生自我创新的能力发展培养，通过小组的合作，整体提交所布置的综合任务，同时需要提交一个设计说明书，阐述自己操作步骤和感想体会，最后由教师根据实际完成情况综合打分进行评价。

同时，我们在教学考核中加以创新，学生在学习完该门课程后都会有考取相对应的国际认证或者是职业资格证书，注重学生的是技能的培养。在UGNX这门课中，我们的做法是学生考取技能资格证书后，相应的课程可以免考，实行以证代考。

3结束语

本文结合了UGNX软件的特点，在教学方法上不再是以往的填鸭式教学，更加重改学生的自学能的培养，“教、学、做”一体化的教学模式，让学生对待学习产生了浓厚的兴趣，提高了UGNX课程的课堂教学质量，学生的积极性也被调动起来了，大多数学生都可以对自己的建模思路加以总结，可以举一反三，从而创新能力自然而然地得到了加强。我院机械制造与自动化专业的学生采用此方法进行教学，学生参加省级工业产品造型及快速加工技能大赛中取得了3个二等奖的好成绩。