周 琦

(江陰職業(yè)技術(shù)學院機電工程系，江蘇江陰，214400)

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，機械制造行業(yè)信息化程度的提高，人們越來越多地使用三維軟件進行產(chǎn)品設計。對于高職機械專業(yè)學生而言，掌握三維機械CAD軟件的應用已成為一項必備的專業(yè)技能。為實現(xiàn)學院培養(yǎng)高級技術(shù)技能應用型人才的目標，適應企業(yè)對畢業(yè)生CAD軟件運用能力的需求，我院機械制造與自動化專業(yè)開設了SolidWorks軟件應用課程。本文對SolidWorks軟件應用課程教學改革與實踐中的一些問題進行探討。

一、課程教學現(xiàn)狀與問題

(一)課程教學現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的SolidWorks軟件應用教學往往是教師根據(jù)該軟件的基礎模塊內(nèi)容重點講解每個操作命令的含義，進行操作示范，學生模仿操作。這樣教學的優(yōu)點是使學生充分了解每個命令的具體運用，缺點是學生僅僅停留在對軟件操作方法的熟悉上，缺乏對機械產(chǎn)品設計的整體把握和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，容易導致學生“掌握了軟件卻沒辦法設計”的問題。[1]

此外，學生學習的大量時間花費在人機界面的熟悉與掌握、各種操作命令的死記硬背上，很難有效地調(diào)動學生的學習積極性，影響學生學習的效果。大部分學生由于缺乏興趣，對于該課程的學習應付了事。少部分學生雖然對SolidWorks軟件學習感興趣，但認為在課堂中學不到有用的知識，而選擇從網(wǎng)上下載視頻類教學資源，或參加社會組織的短期培訓等，以此提升軟件應用水平。

(二)存在的問題

SolidWorks是基于Windows系統(tǒng)開發(fā)的易學易用的三維CAD軟件。該軟件采用基于特征的實體建模功能，用智能化裝配技術(shù)、智能零件技術(shù)和鏡像部件等技術(shù)來加快裝配體的總體裝配，可快速生成完整的工程圖紙。[2]隨著SolidWorks軟件不斷更新，其功能日趨復雜。教師由于缺乏在企業(yè)工作的實踐經(jīng)驗，不能將軟件設計和行業(yè)需要有效地結(jié)合起來，教學時只能照本宣科。部分教師認為作為一門軟件應用的課程，對零件建模、機構(gòu)裝配和工程圖等知識點進行講解示范，輔以一定的操作練習，學生完全能夠掌握該課程，不必考慮這門課程與其他專業(yè)課程之間的聯(lián)系。這造成該課程與前置和后續(xù)課程脫節(jié)現(xiàn)象，機械制圖、機制工藝等專業(yè)知識點不能有效融入教學過程。如在綜合運用繪圖命令及編輯命令繪制復雜零件的工程圖的教學環(huán)節(jié)中，學生由于缺乏機械制圖、加工工藝、裝配工藝等方面的實踐經(jīng)驗，經(jīng)常會出現(xiàn)找不到尺寸、忘記標注公差或裝配錯誤等問題。

二、課程教學的改革

(一)以職業(yè)能力為本位的教學內(nèi)容

本課程的設計理念和思路是以典型零部件為載體設計教學環(huán)節(jié)，要求學生掌握典型零件的三維造型、工程圖繪制，以及典型機構(gòu)的裝配；具有運用SolidWorks軟件進行產(chǎn)品設計、機構(gòu)裝配的能力；培養(yǎng)學生認真、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、職業(yè)道德，以及對企業(yè)文化的認知和適應能力。本課程的教學內(nèi)容圍繞對SolidWorks軟件的操作與應用全面展開，講授造型命令和編輯命令的使用技巧；同時緊密聯(lián)系實際，融入制圖基本知識和專業(yè)基本技能，將國標規(guī)定和專業(yè)制圖規(guī)則融入教學過程中，使學生一開始就在頭腦中形成專業(yè)的概念。訓練學生進行實際操作，掌握軟件使用技巧，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，鍛煉學生的實際操作能力。[3]

在進行課程教學內(nèi)容的具體安排時，按照“項目導入，任務驅(qū)動”的教學模式，以企業(yè)崗位工作中的各項任務為驅(qū)動，現(xiàn)代產(chǎn)品CAD過程為標準，將各模塊劃分為若干個具體應用項目。以某個典型機構(gòu)作為項目任務的載體，將教學內(nèi)容分為軟件應用基礎、零件的三維造型與工程圖、機構(gòu)虛擬裝配三個模塊，如表1所示。其中，每個模塊的教學項目設計，都是由簡單到復雜，能使學生接受全過程訓練，將企業(yè)新產(chǎn)品設計要求的內(nèi)容與技能融入教學過程中，使學生在完成課程學習后可直接進入企業(yè)進行產(chǎn)品設計造型。

表1 SolidWorks軟件應用課程模塊任務分配

(二)以典型范例為重點的教材建設

教材建設是課程改革的重要組成部分。當前可供選擇的SolidWorks軟件教材分為兩種類型：1.幫助文檔型。內(nèi)容幾乎是軟件的使用幫助文檔，詳細介紹和強調(diào)命令及軟件環(huán)境，編寫者是軟件開發(fā)人員而非機械專業(yè)人員，缺乏專業(yè)理論與實踐知識，不能有效結(jié)合機械專業(yè)背景知識。2.行業(yè)專家型。所編寫的教材適合于企業(yè)工程師使用，教材大多以實際項目作為案例，缺乏基礎知識的介紹，學生照書進行操作會出現(xiàn)“掉步”現(xiàn)象。這兩種教材均不適合高職院校在教學中使用。我院教師結(jié)合機械制造與自動化專業(yè)的特點編寫了適合本專業(yè)使用的教材，該教材依據(jù)“項目導入、任務驅(qū)動”的理念編寫，按照現(xiàn)代企業(yè)產(chǎn)品設計的流程組織教材內(nèi)容，符合高職機械類專業(yè)學生的使用要求。

在編寫教材時，教師通過對機械制造與自動化專業(yè)崗位群的分析，依據(jù)企業(yè)中相關(guān)工作崗位所需從事的工作任務，有計劃地從企業(yè)引進各種產(chǎn)品的零、部件工程圖紙作為教學素材，作為課程的教學內(nèi)容。我們特別注意了零部件選擇的實用性和典型性，并進行適當?shù)慕虒W處理，然后作為素材編寫進教材。整個教材內(nèi)容的安排與課程教學內(nèi)容相呼應，從基本零件到復雜零件再到機構(gòu)或機器的裝配，由簡到繁，由易到難，逐步深入。

(三)以項目教學為主體的課堂教學

SolidWorks軟件應用課程涉及內(nèi)容廣泛，學生接受過程緩慢且很難達到靈活應用的程度，不能體現(xiàn)高職院校技能型人才培養(yǎng)目標。以項目式教學為主的課堂教學，通過教師在課堂中對大量精選項目實例的講解與操作示范，輔以有針對性的課后練習，可以充分調(diào)動學生學習的積極性和主動性，提高高職學生專業(yè)技能操作水平和應用能力。[4]

本課程以真實工作任務及工作過程為依據(jù)，以學生為主體、教師主導、師生互動、小組協(xié)作與討論等開展教學。在課堂教學中廣泛采用多媒體技術(shù)，教師利用多媒體課件等講授基礎理論知識，學生模擬企業(yè)實際工作流程，在CAD機房進行零件或機構(gòu)的造型設計。整個教學過程實現(xiàn)了教師“教”理論、學生“學”技能、課外“練”能力一體化。在教學過程中，教師采用項目教學法、案例教學法等多種教學方法，突出學生學習的主體地位，提高學生學習的積極性。

在進行課程教學時，模塊中的項目任務按照引入、分析、實施、總結(jié)、評價五個環(huán)節(jié)組織教學?，F(xiàn)以該課程模塊2中的項目3中的“任務1 建立叉架零件的三維造型”為例，來說明每個項目任務的具體教學過程。

1.項目引入。本次課以某企業(yè)設計生產(chǎn)的球閥裝配視頻作為項目引入，在學生觀看視頻的同時讓學生思考，如何實現(xiàn)該扳手的造型，已有的方法能否完成？若不能，該怎么辦？

2.項目分析。分析零件圖紙，細分球閥扳手的結(jié)構(gòu)組成及其造型方法，并由此提出新的特征建模方法——掃描。充分利用多媒體資源，說明掃描特征建模的原理及步驟，并進行操作示范，讓學生在掌握理論知識的同時初步了解掃描特征建模的方法。

3.項目實施。該環(huán)節(jié)在課前教師需錄制扳手造型的操作錄像，并將班級學生按機房桌椅的位置進行分組。在實施過程中采用分層次的教學模式，即領悟力強的學生通過知識點的講解，獨立思考直接完成造型；一般的學生可通過觀看教師分發(fā)的操作視頻后完成造型，其中少部分學生在造型過程中會出現(xiàn)一些問題，則由小組討論，幫助其完成造型，整個過程體現(xiàn)師生互動、生生互動。

4.項目總結(jié)。在絕大多數(shù)學生完成后，可將出錯的截屏圖片上傳、廣播，學生按組討論錯誤產(chǎn)生的原因及解決的方法，并由此總結(jié)掃描的特征要素操作。最后，教師總結(jié)在掃描操作中的注意事項。整個過程充分體現(xiàn)學生學習的主導化、教師教學的輔導化。

5.項目評價。在每個項目的具體任務完成后，以學生完成的設計作品為依據(jù)，參考學生在項目實施過程中的表現(xiàn)，進行本次任務實施效果的評價。課堂任務實施的評價注重學生學習習慣的培養(yǎng)，包括學生自評、小組互評和教師評價三個部分，各部分的比例為1∶4∶5。

三、結(jié)語

在我院機械制造與自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)體系中，SolidWorks軟件應用課程的設置符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標和企業(yè)對學生職業(yè)技能的要求。通過對本課程進行改革，確定以職業(yè)能力為本位，按照“項目導入，任務驅(qū)動”教學模式設置課程教學內(nèi)容，從企業(yè)選擇教學處理后的典型范例編寫對應的課程教材，采用以項目教學為主體的課堂教學方法，模擬現(xiàn)代企業(yè)產(chǎn)品設計流程開展教學。學生在完成課程的學習后，可直接從事企業(yè)一線的產(chǎn)品造型、圖紙繪制及機構(gòu)的裝配測試等工作，縮短了學生掌握的技能與企業(yè)實際需求的差距，促進了學生職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)能力的提高。

[1] 肖蘇華，李俊松，陳建環(huán).高職機械類專業(yè)Pro/Engineer軟件課程教學改革探索和實踐[J].廣州城市職業(yè)學院學報，2010(3)：81-84.

[2] 楊國新，王定標.基于SolidWorks的機械零部件虛擬裝配體設計技術(shù)[J].煤礦機械，2007(7)：75-77.

[3] 閆文平，肖亞慧.基于職業(yè)能力本位的高職CAD教學改革[J].職業(yè)技術(shù)教育，2008(32)：31-32.

[4] 鄭金輝.高職機械類CAD軟件應用的教學設計與實踐[J].成都航空職業(yè)技術(shù)學院學報，2006(3)：19-21.

[5] 劉亞納，田輝.SolidWorks課程的教學探討[J].科技信息，2011(5)：136.