面向社会所需求实践能力培养的三维机械设计课程的改革

（安徽工业大学机械工程学院 安徽·马鞍山 243032）

1 课程改革的背景及意义

当前国内外正处在新一轮科技革命的浪潮中，为了适应当前科技形势，高校课程改革成为了非常紧急和必须，国家大力提倡“新工科”和“卓越工程师培养”等计划的目标就是为了顺应当前科技潮流，笔者在任教三维机械设计课程过程中也体会到当前教学与社会需求的实践能力要求相差甚远，以至于很多学生在学习完一门课或者即使在学习过程中深深感受到课程的无用和理论与实践的完全脱离。下面将以所任教的三维机械设计课程为对象，分析所存在的具体问题。

首先，传统的三维机械设计课程往往注重理论基础知识的灌输，比如三维模型的特点，模型构建的特征的相关原理，以及在航空航天，汽车制造方面的应用。这些内容往往要么过多注重理论的灌输，要么系统过于复杂抽象脱离了学生的实际认知和常识，笔者认为理论基础知识是很重要的，但是不能将这样一门偏工程应用的课程过于理论化，否则不但会打击学生的学习兴趣，也不利于真正通过课程考核的学生有能胜任社会招聘对三维机械设计工程师所要求的能力。

其次，由于本门课程的实践性要求较高，这门课涉及到偏应用的知识点有，系统的设计，对三维建模方法的上机实践。系统的设计涉及到模型特征的使用，比如不同零部件选型，系统整体的布置和选择的实践能力，这些都是偏应用的知识点，需要结合工程实践才能真正掌握好，而对三维机械设计的上机实践则对学生的动手实践能力要求比较高，而这也是传统应试教育背景下的学生所最为缺乏的能力。

因此，针对当前课程与社会需求脱节，学生的动手实践能力得不到锻炼的问题，在当前“新工科”背景下，以面向社会需求为导向，通过具体的项目实践为手段，改革三维机械设计课程内容则显得非常的必要。本课题以培养高校人才的实践能力为选题，通过面向社会/企业需求为导向，为加强高校人才培养与社会需求的实践能力相结合，提供实证和借鉴。

目前，针对理论与实践分离严重的问题，已经有了一系列的研究。其中最主要的是对高校产学研用相结合的研究。尤祖明等提出了产学研用背景下的人才培养模式研究，在传统产学研合作背景前提下，倡导对社会需求，用人单位等因素的关注，从而真正实现以人才培养为导向的高校根本职责，改变高校以往只注重知识传授，而忽略将高等教育与科研实践和社会需求相结合的问题。马德秀等提出以企业为主体，市场为导向的产学研用相结合的机制改革，完善产学研用相关的法律法规，充分利用各种资源，借助资金支持，建立产学研用的长效运作机制。王卫星等提出在创新人才培养过程中，产学研用作为一种重要途径可以解决传统高校教育重教学科研轻动手实践的问题，通过设计创新人才培养机制，改革现有高校考核体系等一些列的措施，从而真正的为国家培养出适应社会和企业需要创新人才。

2 面向社会所需求实践能力培养的三维机械设计课程教学方案及措施

2.1 高校人才培养与社会需求的实践能力相融合存在的问题

通过高校人才实践能力培养为目标，梳理当前高校人才培养过程中实践能力培养的严重缺乏以及与社会需求脱节的问题，厘清人才培养的全过程概念，为本课题奠定基础。高校人才培养过程中，主要包含通识课程和专业课程两大部分，通识课程主要培养学生的人文素质和基础科学知识，专业课程培养专业基础素质和能力，为今后的继续深造和走向专业岗位打下基础。而在实践能力培养上，除了传统的金工实习，工厂见习参观外，并没有很具体详细的实践能力培养手段，更缺乏以社会需求为导向的实践能力培养。

2.2 国内外高校人才培养与社会需求的实践能力相融合经验借鉴启示

（1）法国高校的人才培养模式。注重人才的全面发展的同时，考虑满足社会和企业的人才需要，形成多面性多层次的人才教育培养模式，将基础知识与实践能力在教学中综合起来。（2）日本高校的人才培养模式。联合办学是日本高校人才培养的特点，通过校企合作，设置了很多与企业之间相关的综合课程，日本高校与企业之间开展了多种合作，通过联合开办学位课程，交叉学科课程设置，以及交叉学科科研合作，暑假企业实习项目等提高人才培养的质量。（3）国内通过鼓励企业开办民办大学，以及联合开办高水平的研究院来推动高校与企业的合作，达到社会所需求的实践能力的目的。

2.3 基于我校三维机械设计课程的社会需求为导向的实践能力培养

课堂教学中采用多媒体教学手段结合版书进行讲授，针对典型机械零件进行案例式教学，部分课程在上机实验时完成，要求学生到课堂认真听课，对每次上机要完成的任务进行考核，以确保在有限的学时内，让学生获得大量的零件三维构形技术和操作命令，掌握常用的三维设计操作技能。所建议实验（上机）项目及学时分配如表1所示。

表1：上机实践内容

根据上述理论分析和经验分析为基础，以安徽工业大学PROE三维机械设计课程的学生为对象，进行社会需求为导向的实践能力培养探讨。本三维机械设计课程是专业选修课程，首先从典型机械零件实体造型出发，利用Pro/Engineer工程软件，采用多媒体教学手段，经过大量的上机实践训练，让机械类学生熟悉Pro/E工程软件的工作环境，了解机械零件三维造型的基本原理和一般工作流程，学会使用Pro/E工程软件进行常用机械零件的三维实体造型，提高学生机械设计水平和工程应用能力,为机械零件三维装配、计算机仿真设计等后续课程打下坚实的基础。围绕PROE三维机械设计课程内容进行一系列课程改革实践如下：（1）系统设计。强化学生对不同零部件选型，系统整体的布置和选择的实践能力。（2）加强上机实践和三维设计能力的权重，在课程设置中加强上机实践，使学生不仅是掌握相应的理论，更懂得如何运用这些理论于实践中。（3）在课程中添加当前比较前沿的现代设计学习模块，将详细讲解应用于机械设计领域比较成功的现代设计方法，并且着重对这些设计方法应用环境的配置和实践。通过课程各个教学环节的学习，使学生了解PROE/CREO三维设计软件的主要特点，熟悉其工作环境，能进行常用工作环境的设置，掌握三维机械工程设计的一般流程；掌握创建和命名零件，熟练使用草绘器绘制草图，包括图元的创建、编辑、标注、约束。掌握CREO常用命令：创建基准、拉伸、旋转、孔、切减、倒圆角、倒角、抽壳、拔模、筋、复制、阵列、扫描等。熟练掌握齿轮箱体、带轮及齿轮零件三维实体造型。熟练掌握创建工程图的方法，掌握尺寸、尺寸公差和形位公差的标注方法。

3 结语

本课题以培养高校人才的实践能力为选题，通过面向社会/企业需求为导向，为加强高校人才培养与社会需求的实践能力相结合，提供实证和借鉴。通过分析当前课程所存在的问题，借鉴国内外高校实践能力培养的经验，从而对三维机械设计课程具体改革，具体为：（1）系统设计。强化学生对不同零部件选型，系统整体的布置和选择的实践能力。（2）加强上机实践和三维设计能力的权重，在课程设置中加强上机实践，使学生不仅是掌握相应的理论，更懂得如何运用这些理论于实践中。（3）在课程中添加当前比较前沿的现代设计学习模块，将详细讲解应用于机械设计领域比较成功的现代设计方法，并且着重对这些设计方法应用环境的配置和实践。通过以上手段来充分发挥社会需求在人才培养中的作用。