基于職業(yè)能力三維CAD課程開發(fā)研究

趙明霞 李興國 付紅琴

摘要：本文從學院的當前課程設置、基于能力的人才培養(yǎng)目標和社會就業(yè)需求等方面進行了分析，闡述了三維CAD課程開發(fā)的必要性、重要性和可操作性，提出了課程設置必須要注重培養(yǎng)學生的工程設計意識、計算機輔助設計能力和創(chuàng)新能力。

關鍵詞：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《工程制圖》理論課程和《計算機繪圖》實訓課程，但計算機繪圖實訓課程只限于平面圖形的繪制。隨著時代的發(fā)展，工程應用發(fā)生了巨大的變化，制造不再依賴于傳統(tǒng)的圖學方法，三維設計數(shù)控加工已開始廣泛應用。產(chǎn)品信息的流動也向著立體化，數(shù)字化的方向拓展。

三維CAD課程開發(fā)對我院來說有幾個方面的意義：首先對《工程制圖》理論課程的學習上有很大的促進作用，能夠有助于提高學生的識圖和繪圖能力，幫助學生發(fā)揮他們的思維能力，拓展思維方式，充分調動學習的學習興趣。第二，為參加河北省的三維設計大賽做好更充分的基礎準備，為學院贏得榮譽。第三，大大豐富學生的業(yè)余生活。最后也拓寬了學生將來就業(yè)的方向。所以，對于職業(yè)院校，結合現(xiàn)代工程背景及高素質人才培養(yǎng)的需求，更大程度的培養(yǎng)學生的職業(yè)能力，開發(fā)三維CAD課程勢在必行。

二、課程目標的設計與安排

1、通過本課程，能夠讓學生增強識圖能力，能夠進行立體模型的設計、裝配以及工程圖的轉化等技能。

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、課程內容上力求從簡單形體建模開始，難度依次增加，同時逐漸進行認真、嚴謹工作態(tài)度的灌輸，使學生在掌握知識技能的同時，培養(yǎng)其職業(yè)素養(yǎng)。

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

四、三維CAD課程教學體系與內容

SolidWorks教學以“增強感性認識，鍛煉實踐能力，培養(yǎng)工程素質，激發(fā)創(chuàng)新思維”為理念，建立了如下課程教學體系：

1、基礎知識：（2～4學時）

與之前開設的《工程制圖》和AutoCAD相結合，在開設三維CAD（Solidworks）課程之前，教師先展示前屆學生繪制的作品，欣賞的同時開闊思維，對以后的學習充滿興趣和自信；再介紹一下與此相關的工作崗位的相關情況，讓學生明確學習本課程的重要意義，對本課程有一個感性認識和初步了解。

2、草圖繪制：（4～8學時）

草圖繪制是建模的基礎，包括草圖實體繪制和草圖編輯。此部分需要學生掌握如何進入和退出草圖環(huán)境，草圖工具欄的調用，各種草圖實體的繪制和草圖工具的使用方法，并能夠準確的標注尺寸和添加幾何關系。

3、特征建模與編輯：（12～24學時）

這部分是三維CAD課程的核心部分，主要包括基礎特征建模、附加特征建模和特征編輯三個方面?；A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、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，必須在已有的實體上進行創(chuàng)建，是對實體的進一步加工和修改。而特征編輯則是對于相同或相似的特征，可以使用鏡像與陣列特征進行創(chuàng)建，從而提高產(chǎn)品設計的效率。通過學習本內容，讓學生能夠綜合運用以上方法進行各種立體的建模。

4、裝配：（4～8學時）

裝配是Solidworks中集成的一個重要的應用模塊，通過裝配，可以將各個零部件組裝在一起，以檢驗各零部件之間的匹配情況。同時，也可以對整個結構執(zhí)行爆炸操作，從而清晰的查看產(chǎn)品的內部結構和裝配順序。通過此部分的學習，讓學生能夠進行大型機器和設備的建模，更大程度的提高了建模能力。

5、工程圖：（4～8學時）

工程圖是工程技術人員交流的重要載體，是表達設計思想和加工、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)完全表達清楚，所以通常在完成模型設計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、編輯工程圖和標注工程圖等知識。

6、創(chuàng)新實踐：（4學時）

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

五、課程開發(fā)過程

1、開展學院三維設計大賽

我院各專業(yè)還沒有開設過三維CAD課程，但是《工程制圖》和AutoCAD二維繪制是普遍開設的專業(yè)基礎課，為了豐富學生的業(yè)余生活，學院組織開展了三維設計大賽，學過制圖基礎的同學自愿報名，根據(jù)報名情況制定培訓方案和授課計劃，給學生講解SolidWorks的基本使用方法，后期靠學生的興趣來主動自學，老師巡回指導，最后以題材自定，在規(guī)定時間內上交作品。根據(jù)學生上交作品的創(chuàng)意點、命令綜合運用的難度和完成質量及完整度綜合評定出一等獎一名，二等獎兩名，優(yōu)秀獎若干。通過本項活動，我們發(fā)現(xiàn)學生的積極性和情趣很濃厚，他們對三維構型很專注，或者說對課堂外學習另一技術很渴望。

2、成立三維設計興趣小組

繼學院三維設計大賽之后，對于獲獎同學，及時成立了三維興趣小組，在不影響正常學習的情況下，對興趣濃厚的學生不定時的進行進一步的輔導和訓練。

3、參加河北省三維設計大賽

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會舉辦的三維設計大賽，獲得了優(yōu)異的成績，與此同時，無論是老師還是參賽學生在與其它院校交流中獲得了很大的啟發(fā)和觸動，為以后的教學和學習注入了新的動力。

六、成果及結論

在以上各過程中學生創(chuàng)作了很多的作品，也表現(xiàn)出來極大的興趣感、成就感，參加河北省三維設計大賽的同學取得了獎項和證書，化學1201班實訓狀況良好。

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

參考文獻：

【1】 朱立峰，工程制圖教學改革與實踐，ETT2010

【2】 王建華，工程制圖實驗教學研究與建設，工程圖學學報，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)技術學院，講師，主要研究方向：機械設計制造、材料工程、工程圖學

李興國（1980-），男，河北保定，保定電力職業(yè)技術學院，講師，主要研究方向：機械設計制造、機械基礎

付紅琴（1970-），女，河北景縣，保定電力職業(yè)技術學院，工程師。