郭便

【摘 要】針對三維設計軟件Pro/E在教學中存在的問題，將CDIO工程教育理念引用到Pro/E課程教學中，通過改革教學方法、優(yōu)化課程體系和教學內(nèi)容、改革考核方式，讓學生主動參與項目設計，激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作意識以及工程應用能力，提高教學質(zhì)量和教學效果。

【關鍵詞】CDIO；Pro/E；教學改革；項目教學法

Pro/E（Pro/ENGINEER）是美國參數(shù)技術公司（Parametric Technology Corporation，簡稱PTC）推出的新一代CAD/CAM/CAE軟件，它集零件設計、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、NC加工、鈑金件設計、造型設計、逆向工程、機構模擬等功能于一體，在輕工、電器及其模具設計制造等中小型制造企業(yè)中得到了廣泛的應用，大大縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)周期[1]。Pro/E課程是高校結合機械類專業(yè)特點和企業(yè)對機械類專業(yè)人才需求模式，開設的一門專業(yè)必修課，其教學目標是培養(yǎng)學生學習參數(shù)化建模方法，熟練應用Pro/E軟件設計產(chǎn)品模型，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和工程應用能力，增強就業(yè)競爭力。

1 Pro/E教學中存在的主要問題

1.1 教學方法不合理

目前大部分高校采用的依舊是“教師講，學生被動聽”的傳統(tǒng)教學方法。一般先由教師逐個介紹各項命令的功能和操作方法，學生按照教師講解或者書本的樣例進行操作練習。這種傳統(tǒng)的教學方法，教學過程是以教師和教材為中心，灌輸書本知識，師生之間缺乏互動，同時學生缺少主動思考問題、解決問題的能力培養(yǎng)，影響教學效果。

1.2 學生積極性不高

很多高校的Pro/E軟件教學過程中，一般是教師以簡單的案例逐步講解，學生依樣畫瓢似地進行練習，缺乏主動思考的過程，加之案例缺少實踐性，無法調(diào)動學生學習的積極性；尤其當學生遇到工程實際中的復雜模型時，無從下手，學習過程中無成就感，難以激發(fā)學生的學習興趣。

1.3 考核方式無法真實反映學生的工程應用能力

考核方式分為理論考試和上機考試。理論考試主要考察學生基本知識點的掌握，以選擇題為主；上機考試考察學生三維建模能力，一般給出零件二維工程圖，創(chuàng)建三維實體造型。這種考核方式比較單一，無法真實反映學生的工程應用能力。

1.4 學生所學軟件知識未能與專業(yè)技術知識滲透、融合

Pro/E軟件涉及機械制圖、機械設計、機械制造技術基礎等課程的專業(yè)知識，產(chǎn)品設計過程中既要考慮外形先進美觀，又要考慮生產(chǎn)工藝的可行性。由于教學內(nèi)容實用性不強，加之學生專業(yè)基礎不牢，軟件操作與專業(yè)技術知識被割裂在互不相同的環(huán)節(jié)，未能有效滲透與融合，導致學生分析和解決工程實際問題的能力較弱，無法滿足企業(yè)的人才需求模式。

2 CDIO工程教育理念

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果[2]。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，根據(jù)課程之間的有機聯(lián)系，培養(yǎng)學生主動的、實踐的學習工程理論與經(jīng)驗技術的能力[3]。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為四個層面，即工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面，要求以綜合的培養(yǎng)方式使學生在這四個層面達到預定目標，實現(xiàn)創(chuàng)新的教育思想[4]。

3 基于CDIO的Pro/E課程教學改革

由于傳統(tǒng)Pro/E教學模式存在很多弊端，將CDIO工程教育理念引入Pro/E教學的組織過程中，提倡學生主動參與、自主創(chuàng)新同時與工程實踐相結合，注重學生創(chuàng)造性能力和工程實踐能力的培養(yǎng)，改革教學方法，優(yōu)化課程體系和教學內(nèi)容，改革考核方式，提高教學效果。具體的教學改革措施如下。

3.1 改革教學方法

基于CDIO的Pro/E課程的教學方法將改變“教師講，學生被動聽”的教學模式，教學過程中采用項目教學法，學生是主要的參與者，充分調(diào)動學生學習的自主性、積極性，提高教學質(zhì)量和效果?；贑DIO工程教育理念，結合Pro/E軟件中的草繪、零件設計、曲面設計、裝配及工程圖等主要模塊，設計具有典型性、實用性的教學案例，以項目為導向進行教學。項目可以分為初級、中級和高級，教學過程中采用初級—中級—高級的順序依次進行。初級項目以學生學習掌握Pro/E基本命令為主；中級項目以學生練習掌握多個命令之間的聯(lián)系為主，使學生能綜合應用多個命令；高級項目以工程實際項目為主，使學生能綜合運用相關知識解決工程實際問題。項目實施過程中，學生分組以團隊形式完成，尤其是高級項目的實施過程中只有學生之間相互協(xié)作才能很好地完成項目。通過項目分層教學法，學生不但能夠掌握基本知識，同時學生的創(chuàng)新能力、工程實踐能力也會得到很大提升，為以后走上工作崗位奠定良好的基礎。

3.2 優(yōu)化課程體系和教學內(nèi)容

在開設Pro/E課程之前，應該完成機械制圖、制圖測繪、機械設計等相關課程的學習，使學生對三維建模具有基本認識，便于學生在學習Pro/E軟件過程中，能夠與與相關專業(yè)知識結合起來，充分發(fā)揮Pro/E軟件參數(shù)化設計的優(yōu)勢。同時教師在組織課堂教學過程中，應該注重工程實踐能力的培養(yǎng)，提高學生解決工程實際問題的能力。教學過程中應該讓學生主動參與設計教學內(nèi)容，發(fā)揮學生學習的主動性。例如，中級項目的設計過程中可以讓學生根據(jù)自己的興趣愛好自己設計，這樣不但可以激發(fā)學生的學習興趣，也能充分培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力。

3.3 考核方式的改革

為了更好地體現(xiàn)學生的學習效果，基于CDIO工程教育理念，Pro/E課程考核方式應該注重學生創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力和工程實踐能力的考核。考核以學生分組完成高級項目為主，分組采取學生自愿組合，但是必須保證每組至少有一名同學具備較強的學習能力，確保項目的順利完成，最終考核成績由團隊協(xié)作的程度、設計的合理性、項目完成的質(zhì)量和美觀程度、學生解決工程實際問題的能力等方面組成，綜合考評學生的團隊協(xié)作精神和工程實踐應用能力[5]。

4 結束語

將CDIO工程教育理念引入到Pro/E課程教學中，通過改革教學方法，優(yōu)化課程體系和教學內(nèi)容，改革考核方式，加強師資隊伍建設，激發(fā)學生的學習興趣，發(fā)揮學生的學習主動性，同時通過小組合作完成項目的鍛煉，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作意識、創(chuàng)新意識以及工程實踐能力，提高Pro/E課程的教學質(zhì)量和教學效果。

【參考文獻】

[1]鐘日銘.Pro/ENGINEER Wildfire5.0從入門到精通[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015.

[2]陶勇芳，商存慧.CDIO大綱對高等工科教育創(chuàng)新的啟示[J].中國高教研究，2016（11）：81-83.

[3]周雪峰，王劍，劉萬輝.CDIO教育理念在應用型本科院校的UG教學中的應用探索[J].科技視界，2016（14）：79-80.

[4]韓紹程，羅長杰.基于CDIO工程教育理念的電類基礎實驗教學改革探索[J].實驗室科學，2011，14（4）：46-47，50.

[5]田美霞.淺談任務驅(qū)動法在PRO/E教學中的應用[J].科教文匯，2009（10）：136-137.

[責任編輯：朱麗娜]