孟超瑩

摘 要 文章分析了目前文華學院三維創(chuàng)新課程中的現(xiàn)狀以及存在的問題，提出將項目式教學方法引入到教學中，將計算機技術與工程實際相結合，提高學生的機械創(chuàng)新能力。同時在教學過程中根據(jù)學生的差異采用分層教學，在項目的分配上盡量滿足不同學生的學習需要。

關鍵詞 項目式教學 三維軟件 分層教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.04.051

The Practice of Project Teaching in 3D Innovative Design Courses

MENG Chaoying

（Wenhua College， Wuhan， Hubei 430074）

Abstract This paper analyzes the current situation and existing problems in the three dimensional innovation course of Wenhua College， and puts forward the introduction of the project teaching method into the teaching， combining the computer technology with the engineering practice to improve the students' mechanical innovation ability. At the same time， in the teaching process， according to the difference of students， we use stratified teaching， and try to meet the learning needs of different students in the allocation of projects.

Key words project teaching； 3D software； layered teaching

0 引言

隨著計算機、數(shù)字化信息技術以及圖形技術的發(fā)展，CAD/CAM/CAE技術已經得到了廣泛應用，大大提高了機械行業(yè)的設計和生產效率，企業(yè)對CAD/CAM/CAE技術人才需求也日益增加，我國目前已經全面進入計算機輔助設計時期。掌握其中一種或幾種軟件的使用方法和技巧，已經成為機械專業(yè)人員在競爭日益激烈的市場經濟形勢下生存和發(fā)展的必備技能之一。

目前眾多高校也都開設了三維制圖軟件如CAD，PEO/E，SOLDWORKS等的課程，但大多數(shù)教學過程偏重于軟件操作方法的學習。而目前企業(yè)需要的不僅僅是會簡單的軟件操作繪圖人員，而是能將計算機技術和工程實際結合起來的機械設計人員，基于這一考慮，本文提出用具體的機械產品項目貫穿整個三維軟件的教學，把機械設計中的具體項目和課堂的學習結合起來，不僅能達到學習三維軟件的目的，還能在學習的過程中提高機械創(chuàng)新能力和實踐能力，實現(xiàn)我院以應用型本科專業(yè)人才培養(yǎng)為目標的教學理念。

1 目前我院三維創(chuàng)新設計課程的教學現(xiàn)狀分析

本院的三維創(chuàng)新設計課程主要是三維軟件pro/E和SolidWorks的學習，三維軟件的教學和傳統(tǒng)的教學方式有很大的不同，它的實踐性和應用性很強。目前我院對于三維軟件的學習很重視，主張實踐教學，所以整個的教學過程是采用老師教學與學生上機結合的一種教學方法，為達到更好的教學效果，整個教學過程在機房中進行，但是在教學中還是會存在一些問題。

（1）教學過程缺少模塊間的聯(lián)系。目前的教學模式根據(jù)三維軟件的幾大模塊順序分開獨立教學，各個模塊有自己的實例練習。在教學中很少提及各個模塊之間的聯(lián)系，如工程圖出現(xiàn)問題時如何在零件圖中進行修改，裝配時如果出現(xiàn)干涉那么零件應該怎么修改等也講得很少。而目前企業(yè)中更希望機械設計人員能夠利用現(xiàn)有的設計進行必要的改進，更注重各個模塊間的聯(lián)系。

（2）實訓項目的單一性。整個教學過程中主要集中在單純模型的創(chuàng)建上，沒有考慮到機械設計的整個階段，通過學習學生僅僅是掌握了一種三維軟件的操作方法，但是并不能利用三維軟件達到三維創(chuàng)新設計的目的，也并沒有把整個機械設計融入到整個三維軟件的教學中，缺乏設計理念和設計思維的培養(yǎng)，不符合我院以應用型本科專業(yè)人才培養(yǎng)為目標的教學理念。

（3）“大鍋飯”式教學。三維軟件的學習必須要求學生有一定的機械專業(yè)知識基礎，要求學生有一定的看圖能力，機械專業(yè)基礎知識等。目前的教學采用統(tǒng)一授課統(tǒng)一教學的模式，由于學生知識的前期儲備，對知識的接受能力，智力水平，個人興趣愛好等方面有很大差異，在教學過程中會出現(xiàn)有的學生吃不飽，而有的學生消化不了的現(xiàn)象，致使吃不飽的學生覺得沒學到東西，對能力沒有提高，對于消化不了的學生會產生挫敗感從而導致厭學。

2 三維創(chuàng)新設計課程引入項目式教學的意義

“項目式教學法”是通過完成一個完整的“項目”而進行的實踐教學活動，將工程實踐引入到教學中，將理論與實踐相結合，從而提高學生解決實際問題的綜合能力。

（1）注重知識的應用性。擯棄目前專業(yè)實行的傳統(tǒng)的學問導向的單科分段式課程的教學模式，利用項目作為理論與實踐有機結合的載體，學生把學到的理論知識通過完成項目的方式運用到實際任務中，解決實際問題。

（2）注重學習的自主性。在項目實施的過程中，學生是學習活動的主體，改變傳統(tǒng)的以教為主的教學模式，鼓勵學生自主完成整個項目。通過項目的完成使學生產生成就感，從而避免因教學內容單一，教學過程枯燥，而使學生感到學習單調乏味，產生厭學情緒。

（3）注重學生綜合素質的培養(yǎng)。項目的完成過程不單純是知識的學習過程，同時在項目過程中引入機械創(chuàng)新設計，讓學生能利用計算機計算完成實際工程項目的設計，提高學生的機械設計能力和創(chuàng)新能力。

3 項目式教學在三維創(chuàng)新設計課程中的實踐

為適應我校應用型人才培養(yǎng)目標，在教學內容上將原有教學內容進行調整，利用完整的工程實踐項目將計算機技術和工程實際結合起來，使學生能夠利用三維軟件完成機械設計，解決實際問題。

整個教學過程分為四個階段：教學階段，獨立探索階段，實戰(zhàn)演練階段和項目評價。

3.1 教學階段

將一個完整的項目拆分成四個模塊，在教學中針對各個模塊分別講解，在零件模塊中將項目的各個零件分別建模；在裝配模塊中將前期得到的三維零部件進行裝配；在工程圖模塊中將得到的零件模型和裝配體轉換成二維圖紙。利用一個完整的項目貫穿整個三維軟件的學習。所以項目的選取變得尤為重要，項目的選擇要符合機械專業(yè)的培養(yǎng)要求，也要有一定的代表性，不可盲目選題，難度要適宜，太簡單學生會認為沒有挑戰(zhàn)性，容易產生驕傲情緒；太難打擊學生的學習積極性，使學生產生挫敗感而導致厭學。

所以在項目的選擇上，根據(jù)機械專業(yè)的學生的課程要求，選擇減速器作為貫穿整個教學過程的項目。減速器是機械的一個典型裝配體，在機械設計課程中有減速器的拆裝實驗，而在機械設計課程設計中還會對減速器進行結構設計。而這里通過對減速器三維模型的建立，可以讓學生通過三維圖形直觀地看到減速器由哪些零部件組成，之間的裝配關系是什么。同時減速器中包含了軸，齒輪，滾動軸承，鍵，箱體等機械中的主要零部件，具有一定的代表性。減速器項目的具體實施過程如表1所示。

3.2 獨立探索階段

教師布置一個實際項目讓學生獨立探索，在項目進行前，教師首先對項目進行講解，提出基本方法，基本要點，避免學生走一些彎路，提高繪圖速度。

由于學生每個人的能力不同，對于前期的工程制圖，機械原理等課程的掌握程度也不同，這里采取“分層教學”的模式。

首先根據(jù)前面減速器的學習中掌握學生對于前期知識的掌握能力，包括讀圖能力，機械原理等理論知識掌握能力以及軟件的操作熟練程度等。然后對學生進行層次分組，分成A、B、C三個小組。其中，將軟件操作熟練，有較強看圖能力，且有一定機械設計基礎的學生分為A組；將軟件操作比較熟練，但看圖能力一般的分為B組；將軟件操作一般，看圖能力也較差的學生分為C組。而在實施的過程中，根據(jù)學生具體的發(fā)展情況可以進行調整。

之后根據(jù)學生的不同情況，分配不同的項目。A組學生的項目難度最大；B組次之；C組的難度最小，但這個階段還是主要進行三維軟件的學習，即根據(jù)二維圖紙來繪制三維模型。而教師在輔導過程中，對于A組和B組的學生主要指導學生自學和小組成員之間相互討論；對于C組的學生開始帶領學生學習，首先提高軟件操作水平，在學生掌握軟件之后再培養(yǎng)其自學能力。

3.3 實戰(zhàn)演練階段

在教學實施過程中，本著教學中學生處于主體地位，變被動學習為主動學習的思想。在這個階段，對于A組和B組的學生布置的項目不僅僅是根據(jù)二維圖紙來繪制三維模型，在軟件學習之外布置機械創(chuàng)新設計內容，即如何利用三維軟件來進行機械創(chuàng)新設計。學生在繪制裝配體的同時，讓學生考慮自己去設計一個零部件，并且在裝配機械零件時發(fā)現(xiàn)問題能夠自主進行結構改進等。這樣不僅使學生掌握了一門軟件，同時掌握利用三維軟件進行機械設計，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。而對于C組學生由于機械知識比較薄弱，所以項目的選擇還是以軟件學習為主。這個階段完全由學生獨立完成，小組之間可以相互討論交流，教師只是輔助和引導。

3.4 學習評價

項目完成后，及時驗收和總結，對大家的項目展開小組討論，以實際項目的完成情況來評價學生的學習成績。

4 結束語

針對本院在三維創(chuàng)新設計課程中的弊端，引入項目式教學方法，在教學過程中根據(jù)學生的個體差異采用分層教學，在項目的分配上盡量滿足不同學生的學習需要，激發(fā)他們的學習興趣，解決了有些同學吃不飽有些同學消化不了的現(xiàn)象。在學生掌握三維軟件操作方法的同時，提高學生的機械創(chuàng)新能力。

參考文獻

[1] 張忠將.SolidWorks 2014 機械設計完全實例教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2016.

[2] 李玲芳，車曉毅.面向應用的《機械CAD/CAM》課程項目式教學[J].湖南文理學院學報（自然科學版），2014.26（1）：76-78.

[3] 拉特利奇.分層教學理論[M].北京：人民郵電出版社，2010.