趙明霞 李興國 付紅琴

摘要：本文從學(xué)院的當(dāng)前課程設(shè)置、基于能力的人才培養(yǎng)目標(biāo)和社會(huì)就業(yè)需求等方面進(jìn)行了分析，闡述了三維CAD課程開發(fā)的必要性、重要性和可操作性，提出了課程設(shè)置必須要注重培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)意識(shí)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：職業(yè)能力 三維CAD 課程開發(fā)

一、三維CAD課程開發(fā)的背景和意義

我院各專業(yè)目前主要開設(shè)《工程制圖》理論課程和《計(jì)算機(jī)繪圖》實(shí)訓(xùn)課程，但計(jì)算機(jī)繪圖實(shí)訓(xùn)課程只限于平面圖形的繪制。隨著時(shí)代的發(fā)展，工程應(yīng)用發(fā)生了巨大的變化，制造不再依賴于傳統(tǒng)的圖學(xué)方法，三維設(shè)計(jì)數(shù)控加工已開始廣泛應(yīng)用。產(chǎn)品信息的流動(dòng)也向著立體化，數(shù)字化的方向拓展。

三維CAD課程開發(fā)對(duì)我院來說有幾個(gè)方面的意義：首先對(duì)《工程制圖》理論課程的學(xué)習(xí)上有很大的促進(jìn)作用，能夠有助于提高學(xué)生的識(shí)圖和繪圖能力，幫助學(xué)生發(fā)揮他們的思維能力，拓展思維方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)興趣。第二，為參加河北省的三維設(shè)計(jì)大賽做好更充分的基礎(chǔ)準(zhǔn)備，為學(xué)院贏得榮譽(yù)。第三，大大豐富學(xué)生的業(yè)余生活。最后也拓寬了學(xué)生將來就業(yè)的方向。所以，對(duì)于職業(yè)院校，結(jié)合現(xiàn)代工程背景及高素質(zhì)人才培養(yǎng)的需求，更大程度的培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力，開發(fā)三維CAD課程勢(shì)在必行。

二、課程目標(biāo)的設(shè)計(jì)與安排

1、通過本課程，能夠讓學(xué)生增強(qiáng)識(shí)圖能力，能夠進(jìn)行立體模型的設(shè)計(jì)、裝配以及工程圖的轉(zhuǎn)化等技能。

2、課程授課中要考慮后期專業(yè)課程的需求及將來崗位的需求，做好課程間的銜接和滲透。

3、課程內(nèi)容上力求從簡單形體建模開始，難度依次增加，同時(shí)逐漸進(jìn)行認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)工作態(tài)度的灌輸，使學(xué)生在掌握知識(shí)技能的同時(shí)，培養(yǎng)其職業(yè)素養(yǎng)。

4、課程實(shí)施中還要著力培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力，關(guān)注學(xué)生可持續(xù)發(fā)展和知識(shí)遷移能力的培養(yǎng)。

四、三維CAD課程教學(xué)體系與內(nèi)容

SolidWorks教學(xué)以“增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，鍛煉實(shí)踐能力，培養(yǎng)工程素質(zhì)，激發(fā)創(chuàng)新思維”為理念，建立了如下課程教學(xué)體系：

1、基礎(chǔ)知識(shí)：（2～4學(xué)時(shí)）

與之前開設(shè)的《工程制圖》和AutoCAD相結(jié)合，在開設(shè)三維CAD（Solidworks）課程之前，教師先展示前屆學(xué)生繪制的作品，欣賞的同時(shí)開闊思維，對(duì)以后的學(xué)習(xí)充滿興趣和自信；再介紹一下與此相關(guān)的工作崗位的相關(guān)情況，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)本課程的重要意義，對(duì)本課程有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)和初步了解。

2、草圖繪制：（4～8學(xué)時(shí)）

草圖繪制是建模的基礎(chǔ)，包括草圖實(shí)體繪制和草圖編輯。此部分需要學(xué)生掌握如何進(jìn)入和退出草圖環(huán)境，草圖工具欄的調(diào)用，各種草圖實(shí)體的繪制和草圖工具的使用方法，并能夠準(zhǔn)確的標(biāo)注尺寸和添加幾何關(guān)系。

3、特征建模與編輯：（12～24學(xué)時(shí)）

這部分是三維CAD課程的核心部分，主要包括基礎(chǔ)特征建模、附加特征建模和特征編輯三個(gè)方面?；A(chǔ)特征就是先草繪截面圖形，然后再按照一定的方式（拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣、筋特征等）生成三維模型的方法。附加特征是放置在基礎(chǔ)特征之上的一類特征，主要包括孔特征、倒角/圓角特征、抽殼特征和拔模特征，必須在已有的實(shí)體上進(jìn)行創(chuàng)建，是對(duì)實(shí)體的進(jìn)一步加工和修改。而特征編輯則是對(duì)于相同或相似的特征，可以使用鏡像與陣列特征進(jìn)行創(chuàng)建，從而提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率。通過學(xué)習(xí)本內(nèi)容，讓學(xué)生能夠綜合運(yùn)用以上方法進(jìn)行各種立體的建模。

4、裝配：（4～8學(xué)時(shí)）

裝配是Solidworks中集成的一個(gè)重要的應(yīng)用模塊，通過裝配，可以將各個(gè)零部件組裝在一起，以檢驗(yàn)各零部件之間的匹配情況。同時(shí)，也可以對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)執(zhí)行爆炸操作，從而清晰的查看產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和裝配順序。通過此部分的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能夠進(jìn)行大型機(jī)器和設(shè)備的建模，更大程度的提高了建模能力。

5、工程圖：（4～8學(xué)時(shí)）

工程圖是工程技術(shù)人員交流的重要載體，是表達(dá)設(shè)計(jì)思想和加工、制造、裝配零部件的依據(jù)。由于三維模型不能將加工的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等參數(shù)完全表達(dá)清楚，所以通常在完成模型設(shè)計(jì)后需要繪制并打印工程圖，本部分主要講解如何建立工程圖、編輯工程圖和標(biāo)注工程圖等知識(shí)。

6、創(chuàng)新實(shí)踐：（4學(xué)時(shí)）

在課程考核中除了平時(shí)的過程考核之外，最后會(huì)給學(xué)生4學(xué)時(shí)的時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)新作品的建模，題材不限，隨意發(fā)揮。通過學(xué)生的作品，從形體難度系數(shù)、特征使用的綜合情況、建模質(zhì)量等方面給學(xué)生綜合打分。

五、課程開發(fā)過程

1、開展學(xué)院三維設(shè)計(jì)大賽

我院各專業(yè)還沒有開設(shè)過三維CAD課程，但是《工程制圖》和AutoCAD二維繪制是普遍開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，為了豐富學(xué)生的業(yè)余生活，學(xué)院組織開展了三維設(shè)計(jì)大賽，學(xué)過制圖基礎(chǔ)的同學(xué)自愿報(bào)名，根據(jù)報(bào)名情況制定培訓(xùn)方案和授課計(jì)劃，給學(xué)生講解SolidWorks的基本使用方法，后期靠學(xué)生的興趣來主動(dòng)自學(xué)，老師巡回指導(dǎo)，最后以題材自定，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)上交作品。根據(jù)學(xué)生上交作品的創(chuàng)意點(diǎn)、命令綜合運(yùn)用的難度和完成質(zhì)量及完整度綜合評(píng)定出一等獎(jiǎng)一名，二等獎(jiǎng)兩名，優(yōu)秀獎(jiǎng)若干。通過本項(xiàng)活動(dòng)，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的積極性和情趣很濃厚，他們對(duì)三維構(gòu)型很專注，或者說對(duì)課堂外學(xué)習(xí)另一技術(shù)很渴望。

2、成立三維設(shè)計(jì)興趣小組

繼學(xué)院三維設(shè)計(jì)大賽之后，對(duì)于獲獎(jiǎng)同學(xué)，及時(shí)成立了三維興趣小組，在不影響正常學(xué)習(xí)的情況下，對(duì)興趣濃厚的學(xué)生不定時(shí)的進(jìn)行進(jìn)一步的輔導(dǎo)和訓(xùn)練。

3、參加河北省三維設(shè)計(jì)大賽

在興趣小組成員中選擇最優(yōu)秀的無名選手去參加河北省圖學(xué)會(huì)舉辦的三維設(shè)計(jì)大賽，獲得了優(yōu)異的成績，與此同時(shí)，無論是老師還是參賽學(xué)生在與其它院校交流中獲得了很大的啟發(fā)和觸動(dòng)，為以后的教學(xué)和學(xué)習(xí)注入了新的動(dòng)力。

六、成果及結(jié)論

在以上各過程中學(xué)生創(chuàng)作了很多的作品，也表現(xiàn)出來極大的興趣感、成就感，參加河北省三維設(shè)計(jì)大賽的同學(xué)取得了獎(jiǎng)項(xiàng)和證書，化學(xué)1201班實(shí)訓(xùn)狀況良好。

由此使三維CAD課程的開發(fā)得到了證實(shí)，其具有可行性、可操作性和可發(fā)展性。

參考文獻(xiàn)：

【1】 朱立峰，工程制圖教學(xué)改革與實(shí)踐，ETT2010

【2】 王建華，工程制圖實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究與建設(shè)，工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2010年第5期

作者簡介：趙明霞（1979-），女，河北秦皇島，保定電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造、材料工程、工程圖學(xué)

李興國（1980-），男，河北保定，保定電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造、機(jī)械基礎(chǔ)

付紅琴（1970-），女，河北景縣，保定電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，工程師。