基于工作过程的机械三维绘图课程设计

赵建平 王力 费叶琦 刘艳艳

[摘 要]基于工作过程的课程建设思路和培养应用型人才的要求，项目组提出了基于工作过程的机械三维绘图课程设计方案，明确了课程目标，对课程内容进行了整理，从学习目标、主要内容、教学方式、课时安排及考核评价等方面设计了学习情境，并按“资讯、决策、计划、实施、检查与评价”六步骤组织教学，对工程图形学和机械设计类课程学习有一定帮助，在实际应用中对机械三维绘图课程的教学有一定参考价值。

[关键词]工作过程;课程设计;学习情境;UG

[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2019）06-0065-04

现在社会科技发展较快， 相关机械行业大都采用三维软件进行辅助设计或制造，招聘时要求应聘者要有用三维软件设计图纸的能力。因此，如果学生在机械专业课程教学中缺乏对三维软件设计图纸的了解，应聘中就缺少竞争力，所以必须在机械专业课程教学中引入三维软件的学习[1]。

在工程图形学的教学中灵活地运用三维绘图软件进行三维建模，可使复杂的空间几何形体直观化、具体化、形象化，使学生更好地建立起空间概念，便于理解零件三维结构，进行虚拟各类零件的装配实验，对提高工程图形学的教学效果有很好的辅助作用[2]。

一、基于工作过程的课程建设思路

工作工程系统课程开发的宗旨就是以就业为导向，以职业为载体的人的全面发展[3]。应用型技术人才能力包括项目基础知识、项目实施能力、人际团队能力，要求以综合的培养方式使学生在这三个层面达到预定目标[4-5]。依据应用型本科人才培养目标和市场对机械工程人才的岗位要求，笔者对机械三维绘图课程进行了工作过程系统化课程设计。

基于工作过程的课程建设的步骤是：首先进行工作过程分析，然后进行教学过程分析。工作过程分析就是根据专业对应工作岗位及岗位群实施典型工作任务分析;教学过程分析是行动领域归纳和学习领域转换;行动领域归纳是根据能力复杂程度整合典型工作任务形成综合能力领域;学习领域转换是根据学生的认知及职业生成规律递进重构行动领域转换成课程;最后根据完整思维及岗位特征分解学习领域为主题学习单元进行学习情境设计，使学生岗位能力和职业素质得到更好的培养，能更好地适应企业实际工作岗位的要求[6]。

二、基于工作过程机械三维绘图课程体系的设计

UG 是著名的UGS公司开发的一款集CAD/CAM/CAE于一体的操作软件。该软件功能强大，设计过程中能进行各种分析及仿真模拟，建立的三维模型直接生成数控代码，用于产品加工 [7]。综合技能训练能使学生掌握机械UG软件的基本应用，通过使用相关的机械设计手册等技术资料，执行正确的国家标准和规范，从而使学生具有应用UG软件设计机械领域结构产品的能力。

（一）课程目标

基于工作过程系统化机械三维绘图课程培养应用型技术人才为目标应达到以下要求，如表1所示。

（二）课程内容设计

根据机械工程专业的工作过程和教学过程分析，进行行动领域归纳和学习领域转换，确定机械三维绘图课程分为平面草图绘制、实体建模、装配及爆炸图设计共3个学习情境。基于工作过程的机械三维绘图课程内容设计基本上以工作过程为导向，改变了以往的“填鸭式”教学模式，提高了学生自主学习的积极性，如图1所示。

（三）课程学习情境设计

学习情境的设计，是将学生应该掌握的知识点巧妙地融合到项目任务中，让学生在完成任务的过程中自主发现哪些知识可以用来解决问题，并且通过查阅资料及寻求教师的技术支持等方式学以致用。学习情境的设计主要包括学习目标、主要内容、教学方式、课时安排及考核评价，如表2所示。

（四）课程教学组织实施与评价

该课程的突出特点是理论教学与实际操作并重，在课程内容安排上以上机实践操作为主，以情境为主线进行分解，以若干子情境任务为支撑，再将新的知识融入其中，循序渐进、由浅入深，逐步扩展知识面，让学生在不知不觉中掌握更全面、更完整的知识体系，如表3所示。

本文以实体建模学习情境中较难组合体的三维绘制子情境为例，按资讯、决策、计划、实施、检查与评价六个步骤组织教学。

1.資讯

首先要分配下发工作任务书，如表4所示。各小组先进行讨论分析，再和老师交流意见。教师要引导学生明确工作任务单的要求，收集相关学习资源，引导学生利用相关资料及任务书开展工作。

2.决策计划

小组学生按照工作任务书进行讨论，查找相应的绘制方法并制定绘制方案。如本工作任务中的建模方案是可先采用圆柱、凸台、拉伸和孔等基本命令粗略完成管道主体模型，再运用镜像特征、对特征形成图样及边倒圆命令完成细节特征的创建与操作，学生根据操作规程编写具体的操作绘制步骤。

3.实施

各小组进行UG软件绘图设计准备工作，按照各小组讨论后确定的操作步骤进行，在操作过程中，如果发现问题有更好的设计方案，应及时记录并与小组成员讨论进行相应的调整，直到工作任务完成，保存文档。

4.检查与评价

对绘制完成的三通管通零件进行检查，如体积是否正确、草图中尺寸标注及约束是否合理等，完成后上传图纸文档，上交工作成果。各小组要根据工作要求及操作实施对工作过程进行总结，对工作成果进行自我检查、提出意见、自我评价、小组互评、教师评价[8]。

三、结论

以应用型技术人才为培养目标，基于工作过程的机械三维绘图课程设计以平面图绘制、实体建模、装配及爆炸图为学习情境，每个学习情境配有相应的学习子情境;将知识点逐渐融入任务中，并按资讯、决策、计划、实施、检查与评价的六步骤组织教学，打破原有学科知识模块，知识点并没有减少只是进行重新组织。该课程结构的设计，在一定程度上不仅巩固了学生的工程图形学知识，而且对机械专业后续的课程有先驱作用;同时对学生的沟通能力、自我反思能力以及协作学习能力的培养有很大帮助。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 白鹭.三维软件在机械制图教学中的运用分析[J].科技经济市场，2016（5）：93.

[2] 王莉莉.三维绘图软件在《机械制图》教学中的应用与实践[J].潍坊学院学报，2010（2）：155-157.

[3] 姜大源.工作过程系统化课程的结构逻辑[J].教育与职业，2017（13）：5-12.

[4] 吴静，任伟.工作过程系统化移动通信技术课程理论创新[J].科教文汇（上旬刊），2017（3）：62-63.

[5] 林健.工程师的分类与工程人才培养[J].清华大学教育研究，2010（1）：51-60.

[6] 张文兵，高慧.基于工作过程的“模具Pro/E软件应用”课程建设[J].北京工业职业技术学院学报，2010（3）：89-95.

[7] 刘民杰.UG NX 8.0机械设计基础及应用[M].北京：人民邮电出版社，2013.

[8] 陈志强，谷霞英.基于工作过程高职UG课程设计[J].轻工科技，2016（8）：146-147.

[责任编辑：刘凤华]