王文竹，劉剛，龔鵬，程勉宏，付強(qiáng)

面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的汽車(chē)CAD教學(xué)改革研究*

王文竹，劉剛，龔鵬，程勉宏，付強(qiáng)

（沈陽(yáng)航空航天大學(xué)，遼寧 沈陽(yáng) 110136）

為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才的需求，以工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，針對(duì)汽車(chē)CAD課程在傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問(wèn)題，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教材、和教學(xué)方式等六個(gè)方面進(jìn)行了全面的教學(xué)改革。經(jīng)過(guò)一年的教學(xué)實(shí)踐，新的教學(xué)模式取得了良好的教學(xué)效果，為培養(yǎng)車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才提供參考。

汽車(chē)CAD；車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)；教學(xué)改革；應(yīng)用型人才

前言

自從2010年汽車(chē)產(chǎn)業(yè)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的支柱產(chǎn)業(yè)以來(lái)，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展有著極為重要的推動(dòng)作用。當(dāng)前，中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)處于一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，汽車(chē)年產(chǎn)銷(xiāo)量連續(xù)11年位居世界第一，2017年創(chuàng)下2887.9萬(wàn)輛的歷史新高。2018年和2019年的產(chǎn)銷(xiāo)量仍遙遙領(lǐng)先。但我們國(guó)家是汽車(chē)的產(chǎn)銷(xiāo)大國(guó)，還不是汽車(chē)強(qiáng)國(guó)，汽車(chē)的研發(fā)和制造水平與世界先進(jìn)水平相比都還具有一定的差距。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加大了對(duì)高技術(shù)應(yīng)用型人才的需求。

應(yīng)用型人才是指將成熟的理論和技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中的技術(shù)型人才。應(yīng)用型人才既要具有扎實(shí)的理論功底和創(chuàng)造性思維，同時(shí)還應(yīng)形成較強(qiáng)的知識(shí)轉(zhuǎn)化和應(yīng)用能力[1]。為了能夠培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型人才，從國(guó)家層面上，在《國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確提出了推進(jìn)高等教育的分類(lèi)發(fā)展，推動(dòng)具備條件的普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變，是高等教育結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要舉措[2]。對(duì)于轉(zhuǎn)型為應(yīng)用型的高校而言，如何從專(zhuān)業(yè)體系、課程設(shè)置、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、師資結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行全方位、系統(tǒng)性的改革，成為了目前需要迫切解決的問(wèn)題。

CAD（Computer Aided Design）是利用計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備和系統(tǒng)軟件輔助人們對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法與技術(shù)。CAD 技術(shù)起源于20 世紀(jì)60 年代，其可以大幅度地提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，成為現(xiàn)代工業(yè)中必不可少的技術(shù)手段[3]。汽車(chē)CAD課程作為車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課之一。在傳統(tǒng)的教學(xué)中主要存在以下問(wèn)題：課程教學(xué)和企業(yè)需求脫節(jié)；教學(xué)目標(biāo)定位不準(zhǔn)確；教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有體現(xiàn)車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)背景；考核方式單一；課程沒(méi)有和課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行很好地結(jié)合等等。本文針對(duì)這些問(wèn)題，將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革，旨在通過(guò)教學(xué)改革培養(yǎng)出適應(yīng)和支撐未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

1 教學(xué)目標(biāo)的再定位

為了培養(yǎng)卓越的應(yīng)用型人才，教育部于2006年啟動(dòng)了國(guó)際工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作。工程教育是我國(guó)高等教育的重要組成部分，工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際互認(rèn)和工程師資格國(guó)際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)[4][5]。實(shí)踐證明，工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證尤其適合于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)[6]。工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的核心是以成果導(dǎo)向（Outcome Based Education, OBE）的教育[7]。要制定課程的教學(xué)目標(biāo)，首先確定車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，即畢業(yè)生畢業(yè)五年左右所能達(dá)到的職業(yè)和專(zhuān)業(yè)成就，再根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)來(lái)制定學(xué)生的畢業(yè)要求，最后根據(jù)畢業(yè)要求來(lái)確定課程的教學(xué)目標(biāo)。汽車(chē)CAD課程支撐的畢業(yè)要求為使用現(xiàn)代工具：能夠了解車(chē)輛工程領(lǐng)域常用的現(xiàn)代儀器設(shè)備、信息技術(shù)工具、工程工具等資源，并理解其局限性；能夠針對(duì)車(chē)輛工程問(wèn)題合理選擇現(xiàn)代儀器設(shè)備、信息技術(shù)工具、工程工具。最終，根據(jù)畢業(yè)要求確定了汽車(chē)CAD的教學(xué)目標(biāo)為：認(rèn)識(shí)車(chē)輛工程領(lǐng)域常用的相關(guān)設(shè)計(jì)軟件，并了解其優(yōu)勢(shì)和局限性；學(xué)習(xí)草圖設(shè)計(jì)、零件三維設(shè)計(jì)、部件裝配和工程圖等設(shè)計(jì)模塊，使學(xué)生掌握先進(jìn)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的基本方法；通過(guò)先進(jìn)軟件的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生使用軟件對(duì)復(fù)雜車(chē)輛工程問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力。

2 教學(xué)內(nèi)容的改革

教學(xué)目標(biāo)確定后，接下來(lái)對(duì)教學(xué)大綱進(jìn)行修改。首先是選擇什么軟件的問(wèn)題。不同高校開(kāi)設(shè)的汽車(chē)CAD課程學(xué)習(xí)的軟件有所不同，有的是學(xué)習(xí)CATIA軟件，有的是學(xué)PRO/E軟件，還有的學(xué)UG等軟件。國(guó)際一些著名的汽車(chē)公司如寶馬、克萊斯勒、沃爾沃、通用和福特等將CATIA作為他們的主流開(kāi)發(fā)軟件。國(guó)內(nèi)如一汽集團(tuán)、二汽集團(tuán)、上海汽車(chē)集團(tuán)、吉利、長(zhǎng)城和長(zhǎng)安等多家汽車(chē)廠(chǎng)也都選用CATIA作為新車(chē)型的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。因此，為了滿(mǎn)足汽車(chē)公司的需求，最后確定了選擇CATIA軟件。

汽車(chē)CAD課程為32學(xué)時(shí)，而原課程設(shè)置為CAD基本理論12學(xué)時(shí)，CATIA軟件20學(xué)時(shí)。教學(xué)效果是理論部分晦澀難懂，而軟件又沒(méi)有很好地掌握。鑒于此，將基本理論學(xué)時(shí)壓縮為2學(xué)時(shí)，30學(xué)時(shí)為學(xué)習(xí)CATIA軟件。這樣有利于學(xué)生能熟練掌握CATIA軟件，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)汽車(chē)零部件的能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和未來(lái)工作打下良好的基礎(chǔ)。

CATIA軟件中一共有13個(gè)功能模塊，由于學(xué)時(shí)所限，不可能學(xué)習(xí)每個(gè)功能模塊，精選了汽車(chē)行業(yè)中經(jīng)常用到的功能模塊，以草圖設(shè)計(jì)、零件的三維建模、部件裝配、工程圖設(shè)計(jì)和曲面設(shè)計(jì)為主要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。同時(shí)為了體現(xiàn)車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)背景，在講解實(shí)例中多引入如發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)、變速器和制動(dòng)器等汽車(chē)類(lèi)零部件設(shè)計(jì)的內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容具有專(zhuān)業(yè)背景，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉使用先進(jìn)軟件解決車(chē)輛工程復(fù)雜問(wèn)題的能力。

3 教材選用的改革

針對(duì)教材的選用的改革問(wèn)題，市面上專(zhuān)門(mén)的汽車(chē)CAD教材很少，并存在純理論部分內(nèi)容較多，CATIA軟件部分內(nèi)容較少的問(wèn)題。而專(zhuān)門(mén)CATIA軟件的書(shū)籍很多，卻沒(méi)有體現(xiàn)車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)背景特色，因此沒(méi)有一本特別適合的教材。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)大綱，采取以CATIA書(shū)籍為主，參考其它CAD教材，并在各章節(jié)的實(shí)例中引入汽車(chē)零部件設(shè)計(jì)相關(guān)經(jīng)典實(shí)例來(lái)制作講義。在上課之前將講義發(fā)給學(xué)生，以便學(xué)生在上課和課后復(fù)習(xí)時(shí)使用。并將汽車(chē)零部件設(shè)計(jì)的相關(guān)實(shí)例做成視頻，以便學(xué)生在課后可以反復(fù)學(xué)習(xí)。

4 教學(xué)方式的改革

教學(xué)方式采用以線(xiàn)下為主，線(xiàn)上為輔的方式進(jìn)行教學(xué)。在線(xiàn)下授課中，以往傳統(tǒng)的上課方式為在多媒體教室上課，教師在講臺(tái)上進(jìn)行軟件具體操作的示范，學(xué)生在下面全程觀(guān)看，而學(xué)生操作練習(xí)部分集中安排在機(jī)房進(jìn)行。由于汽車(chē)CAD是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，這樣的效果并不好。為了改進(jìn)不足，采取全程在機(jī)房進(jìn)行上課，學(xué)生每人一臺(tái)電腦，采用邊講邊練的上課方式，當(dāng)學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)會(huì)及時(shí)地給予答疑解惑。同時(shí)講授中結(jié)合汽車(chē)零部件的實(shí)例幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容。實(shí)踐證明，通過(guò)實(shí)例教學(xué)可以加快學(xué)生掌握CATIA 軟件的基本操作和相關(guān)命令，而達(dá)到熟練掌握的目的，大大提高了學(xué)習(xí)效率，達(dá)到了事半功倍的效果。在教學(xué)過(guò)程中，聘請(qǐng)?jiān)谄?chē)研發(fā)部門(mén)工作的往屆學(xué)生給學(xué)生作報(bào)告，從工程實(shí)踐的角度，給學(xué)生介紹如何學(xué)習(xí)CATIA軟件和如何利用CATIA進(jìn)行汽車(chē)零部件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，通過(guò)這樣的交流，會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也了解了企業(yè)對(duì)學(xué)生的實(shí)際需求。

線(xiàn)上教學(xué)主要是利用中國(guó)大學(xué)慕課進(jìn)行學(xué)習(xí)。雖然里面沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的汽車(chē)CAD課程，但是有CATIA軟件學(xué)習(xí)的課程，課程名為《三維機(jī)械設(shè)計(jì)》，是由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)課程團(tuán)隊(duì)建設(shè)的精品課程。鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間到該網(wǎng)站進(jìn)行學(xué)習(xí)，只要在課程結(jié)課前學(xué)完即可。通過(guò)網(wǎng)站平臺(tái)可以隨時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間，學(xué)習(xí)的效果。通過(guò)這種線(xiàn)下為主，線(xiàn)下為輔的教學(xué)方式，可以充分利用各種教學(xué)資源，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

5 考核方式的改革

課程考核是教學(xué)的重要組成部分，體現(xiàn)著檢查測(cè)評(píng)功能、導(dǎo)向與激勵(lì)功能、教學(xué)效果反饋功能[8]。因此重新設(shè)計(jì)考核方式具有重要的意義。針對(duì)考核方式的改革的問(wèn)題，以前采用學(xué)生的出勤和最后上交的大作業(yè)的單一考核方式來(lái)評(píng)定成績(jī)。這種考試方式往往不能全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，也不能起到很好的激勵(lì)作用。新的考核為多元化的考核方式，主要包括四個(gè)部分。第一部分為隨堂小測(cè)驗(yàn)，學(xué)完某個(gè)功能模塊后，會(huì)隨堂出測(cè)試題。例如學(xué)完了草圖設(shè)計(jì)，會(huì)給出一個(gè)草圖的測(cè)試題，根據(jù)學(xué)生做的速度和準(zhǔn)確程度打分，這樣起到督促學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)課，準(zhǔn)確掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對(duì)于普遍掌握不好的命令可以重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。第二部分為線(xiàn)上中國(guó)大學(xué)慕課學(xué)習(xí)的成績(jī)，根據(jù)學(xué)生在線(xiàn)上的學(xué)習(xí)情況，給出一部分成績(jī)。第三部分為中間布置三次大作業(yè)，除了上交電子文檔，并要求學(xué)生通過(guò)匯報(bào)的形式進(jìn)行交流，這樣可以有效地防止學(xué)生抄襲作業(yè)的現(xiàn)象。第四部分為期末上機(jī)測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容主要以汽車(chē)零部件的三維建模，裝配和工程圖為主，時(shí)間為120分鐘。通過(guò)上機(jī)測(cè)試可以綜合了解學(xué)生對(duì)這門(mén)課的掌握情況。四部分的成績(jī)比例為1：2：2：5。這種多元化的考核方式貫穿學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，充分發(fā)揮了各種考核方式的長(zhǎng)處，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果給予了客觀(guān)的評(píng)價(jià)。

6 與其它教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合

要達(dá)到熟練掌握現(xiàn)代工具的畢設(shè)要求，僅僅靠汽車(chē)CAD的32學(xué)時(shí)的課程還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要與課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合。汽車(chē)CAD課程之后有兩門(mén)課程設(shè)計(jì)，分別是汽車(chē)制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)和汽車(chē)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)。在這兩門(mén)課程設(shè)計(jì)中都是采用AutoCAD軟件進(jìn)行繪圖，這與企業(yè)的需求嚴(yán)重脫節(jié)，將這兩門(mén)課程設(shè)計(jì)改成CATIA繪圖，這樣既可以滿(mǎn)足課程設(shè)計(jì)的繪圖要求，又可以復(fù)習(xí)鞏固CATIA軟件。畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科專(zhuān)業(yè)教育中最后的教學(xué)環(huán)節(jié)，也是綜合性最強(qiáng)、最為重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。對(duì)于汽車(chē)CAD課程來(lái)說(shuō)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是使用先進(jìn)軟件來(lái)解決車(chē)輛工程中復(fù)雜問(wèn)題的一次重要的演練。然而在之前的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中仍然采用AutoCAD軟件來(lái)繪制裝配圖。通過(guò)本次教改，對(duì)于汽車(chē)零部件設(shè)計(jì)類(lèi)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，全部改為用CATIA繪制零件的三維圖，然后利用裝配模塊進(jìn)行裝配，最后利用工程圖模塊生成二維裝配圖。通過(guò)與課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的相結(jié)合，對(duì)CATIA軟件的不斷實(shí)踐，解決具體的實(shí)際問(wèn)題，可以熟練地掌握CATIA軟件，達(dá)到很好的教學(xué)效果。

7 結(jié)論

我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展為車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)帶來(lái)了良好的機(jī)遇，同時(shí)也面臨著新的挑戰(zhàn)。針對(duì)汽車(chē)CAD課程在傳統(tǒng)教學(xué)中的突出問(wèn)題，以開(kāi)展工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證為背景，從幾個(gè)方面提出了全面的改革措施。通過(guò)該課程的教改后一年的教學(xué)實(shí)踐，已經(jīng)取得了較好的教學(xué)效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更濃，教學(xué)質(zhì)量得到了提高，實(shí)現(xiàn)了課程的教學(xué)目標(biāo)，更有利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。同時(shí)汽車(chē)CAD課程教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期工程，需要不斷的持續(xù)改進(jìn)，只有不斷地進(jìn)行摸索，不斷地實(shí)踐，才能順應(yīng)時(shí)代要求，培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型人才。

[1] 馮川.地方高校車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究-以濱州學(xué)院為例[J].甘肅科技,2018,34 (6):17-19.

[2] 林蒼松.轉(zhuǎn)型背景下普通本科高校人力資源管理改革[J].福建工程學(xué)院學(xué)報(bào),2016,(14):453.

[3] 郭榮春."汽車(chē)CAD"課程教學(xué)的研究與實(shí)踐[J].科技信息,2010,000 (036):496.

[4] 楊洪剛.面向工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的《汽車(chē)CAD/CAE》教學(xué)改革實(shí)踐[J].教育現(xiàn)代化,2019,6(18):62-63+94.

[5] 王振,馮世娟,周前能,楊虹.工程教育認(rèn)證模式下半導(dǎo)體物理教學(xué)探討[J].讀寫(xiě)算（教師版）:素質(zhì)教學(xué)論壇,2017,(17):4-5.

[6] 冒興峰,羅鷹,張建峰,等.基于OBE理念的應(yīng)用型本科車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革研究[J].時(shí)代汽車(chē),2019,307(04):64-65.

[7] 王偉,楊浩東.工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下《汽車(chē)電器與電子控制技術(shù)》課程教學(xué)改革研究[J].高教學(xué)刊,2016(17):156-157.

[8] 田杰,鄭燕萍,羊玢,等.“汽車(chē)CAD/CAE”課程考核方式的改革與實(shí)踐[J].中國(guó)西部科技,2013(11):110-111.

Research on Teaching Reform of Automobile CAD for the Training of Applied Talents*

Wang Wenzhu, Liu Gang, Gong Peng, Cheng Mianhong, Fu Qiang

( Shenyang Aerospace University, Liaoning Shenyang 110136 )

In order to meet the needs of the society for the applied talents of vehicle engineering specialty, taking the opportunity of engineering education professional certification, aiming at the problems existing in the traditional teaching of automobile CAD, a comprehensive teaching reform has been carried out from six aspects of teaching objectives, teaching contents, teaching materials and teaching methods. After one year's teaching practice, the new teaching mode has achieved good teaching effect, which provides reference for training applied talents of vehicle engineering specialty.

Automobile CAD; Vehicle engineering; Teaching reform; Applied talents

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.03.059

G632

A

1671-7988(2021)03-188-03

G632

A

1671-7988(2021)03-188-03

王文竹（1976-），博士，就職于沈陽(yáng)航空航天大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，研究方向：汽車(chē)振動(dòng)與汽車(chē)CAE。

沈陽(yáng)航空航天大學(xué)本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目《面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的汽車(chē)CAD教學(xué)改革研究》2019023。