产品三维造型及结构设计课程整体设计与实施

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第33卷第10期2017年10月

吉林工程技术师范学院学报

Journal of Jilin Engineering Normal University

Vol. 33 No. 10

Oct.2017

产品三维造型及结构设计课程整体设计与实施

陈永久,王兆明

(吉林大学应用技术学院,吉林长春130012)

[摘要]从产品的三维造型及结构设计课程的教学实际出发,提出以“6+2”原则为基础,采用“自主式 一体化教学”模式,对课程的目标、内容、组织形式、评价方案进行整体设计。其目的在于提高学生的职 业能力,缩短学生适应岗位的时间,满足社会对三维CAD人才的需求。

[关键词]“6+2”原则;课程整体设计;自主式一体化教学

[中图分类号]G712 [文献标识码]A[文章编号]1009-9042(2017)10-0105-03

课程改革与建设是高职院校深化教育教学改 革、加强专业内涵建设、提升教学质量的核心。只有 合理设置课程体系,才能培养被行业企业认可的高 质量技术人才。而课程设计的好坏,将是高职教育 教学改革及人才培养目标实现的基础,也是实现工 学交替、岗位成才的关键。为了提高学生制图、识图 及CAD/CAM软件应用能力,适应“中国制造2025”远景规划对产品设计及制造人才的要求,我们从产 品的三维造型及结构设计课程的教学实际出发,以“6+2”原则为基础,按照校企合作、产学双赢的课程 开发模式,对课程的目标、内容、组织形式、评价方案 进行整体设计。以典型的项目为载体,以CATIAV5 三维造型软件为工具,将软件的运用与产品设计等 实际岗位需求紧密联系起来,有效提高了学生的职 业能力、实践技能和职业素养。

一、课程现状以及课程改革的必要性

在传统的知识体系下,产品三维造型与结构设 计课程主要突出知识目标,课程教学以讲解各种命 令的使用方法和技巧为主。在这种教学模式下,整 个授课过程枯燥、乏味;同时,与前导课程(即工程制 图)、后续课程(即零件设计及数控加工实训)联系不 紧密。为了提高学生的职业能力,满足企业岗位需 求,我们对课程的体系结构进行了重构。在“6 + 2”原则指导下,以项目为载体,学生为中心,对课程进 行整体设计,并将职业标准融入到课程体系及教学 过程中。

“6+2”原则是我国著名的高等职业教育专家戴士 弘提出的课程设计要遵循的原则,即六项基本原则加 两个渗透,其中“6”是指以下六项:工学结合、职业活动导向;突出能力目标;项目载体;能力实训;学生主 体;知识理论实践一体化的课程教学。在熟悉工程制 图国家标准的基础上,能够熟练运用CATIAV5软件完 成典型零件的三维造型及装配,同时为后续的零件设 计及数控加工实训做铺垫。“6+2”原则在该课程中的

具体应用,使得课程教学以“知识传授”为主转变为以 “能力训练”为主,突出了能力目标。

二、课程整体设计主要内容

(一) 课程目标设计

按照培养高等技术技能型人才的要求,结合国 家制造业信息化三维CAD认证岗位职业标准,以岗 位需求为依据,以职业能力的培养为课程目标,将一 级减速器设计作为项目载体,CATIAV5软件为设计 工具,重点培养学生的三维模型的设计能力、装配设 计及工程图生成能力。整个课程设计突出“任务中 心”和“情境中心”,加强了课程内容和工作之间的联 系,实现了实践与理论一体化。能力目标:能够熟练 掌控视图、指南针、设计树等基本操作,灵活运用

CATIAV5设计软件中各种设计命令,创建典型零件

三维模型,完成零部件的装配,并生成零件工程图及 装配工程图。知识目标:了解CATIAV5中各种设计 的一般过程,熟悉各种设计工作台的组成及主要工 具栏的功能;掌握草图设计模块、零件设计模块、曲面设计模块、装配模块及工程图模块下各种命令的 使用方法及技巧。素质目标:标准化的规范意识;严 谨的工作作风;一定的设计美学与表现能力;较强的 团队沟通与合作能力;一定的创新意识。

(二) 课程内容设计

课程内容是达到课程目标相对稳定的知识、活

收稿日期:017-07-15

作者简介:陈永久(1970-),男,吉林榆树人,吉林大学应用技术学院副教授,主要从事CAD/CAM技术、数控机床故障检测及维修、数控加工工艺及编程方面的教学与研究。

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2017年10月

动与经验体系的总和。能否开发出符合课程目标要 求的教学内容,是课程教学设计成败的关键之一,而 课程项目化是突出高职办学特色、促使课程改革走 向优质的一条有效途径。

1.课程内容选取。通过企业调研及岗位分析, 我们对教材进行了二次开发,将60学时的课程内容 和教学过程整合为3个模块10个项目。同时,将软 件中的命令提升为专业词汇,用外语书写,将外语与

专业相结合,真正将外语渗透到项目中,让学生感受

到外语和汉语一样,只是表达意义的工具而已。经 过对课程内容的整合,将减速器设计贯穿至整个教 学课程,作为训练学生职业岗位综合能力的主要载 体;减速器中的每个零件作为训练项目,用于训练学 生的设计能力。各子项目有机结合起来,充分体现 各项目的实用性、典型性及综合性。课程具体内容 的选取见表1。

课程改革前的内容

表1

课程具体内容设计

课程改革后

工作任务

与改革前知识的匹配点

学时单元一 :CATIAV 5入门模块一 CATIAV 5

基本技能训练项目一创建绘图环境 项目二垫片图形设计 项目三轴套图形设计单元一单元一 ~单元二 单元一 ~单元二224单元二:草图设计项目四输人轴及其上零件设计单元一 ~单元四8单元三:实体设计模块二项目五输出轴及其上零件设计单元一 ~单元四8单元四:曲面设计单项训练项目六上盖零件图设计单元一 ~单元四4单元五:装配设计项目七箱体零件图设计单元一 ~单元四8单元六:工程图设计

模块二项目八减速器装配设计单元一 ~单元五8项目九箱体工程图设计单元一〜单元六8综合训丨练

项目十装配工程图设计

单元一〜单元六

8

2. 课程内容的组织与实施。在项目的实施过程 中,把工程图学、CATIAV 5软件、典型零件与上机操 作有机结合,实施“教、学、做”一体化教学。以典型 零件为载体,以计算机及CATIAV 5软件为工具,把 外语、制图、职业道德、职业素养及职业核心能力渗 透到每个项目中。通过训练,学生的制图及识图能 力、CATIAV 5软件的应用能力及计算机操作能力得 到很好的巩固和提高;同时,采用分组教学、讲解与 操作反复交叉进行、循序渐进的目标教学法,并对教 学过程进行动态监控。理论讲解和实操训练相互交 融,使“做中学、学中做”贯穿整个教学过程。当然。 课程在实施过程中,还要充分考虑国家职业资格考 核对应知和应会能力的要求,以便为下一步的三维 CAD 认证打下良好的基础。

3. 教学方法设计。在教学过程中,我们改变了 传统的单向灌输式教学方式,采用了“自主式一体化

教学”方式,突出学生的主体作用,注重引导学生主 动自我构建个人的经验和知识体系,发展职业能力。 灵活运用现场教学法、目标教学法、案例分析法及分 组讨论法等,使教学效果得到显著提高。在教学方 式上重点体现把各种零件的设计思路、技巧及方法 转化到项目中,使单词-命令-图形与项目内容有机 地结合起来。学生通过鼠标滚动,使枯燥的单词有 了灵性,幻化成一个个线条,经过不同的组合,形成

了项目所要求的三维模型。学生在操作时,体会到 这种变化,乐在其中。4.评价方案设计。课程评价是对学生个人在教 学活动过程中的参与度、积极性、团队精神、创造力 及成果等方面进行的综合评价,是衡量教学效果的 关键。只有彻底改变过去课程评价一卷定终身的弊 端,采用多元评价方式,坚持定性评价与定量评价、 过程性评价与终结性评价的统一,激发学生运用知 识解决实际问题,凸显对学生综合能力的培养,才能 有力地推动课程改革的进行。结合该课程特点及培 养目标,评价采用平时项目考核(包括上机操作和笔 试,20% )、期末综合训练(项目完成度,20%)及综合 素质(学习态度和考勤,20%)相结合的多种考核方

式,突出学生的综合知识运用能力和动手能力。

三、课程改革成效

以“ 6 + 2 ”原则为基础进行的课程整体设计,突 出了校企合作、产学双赢的教学特色,体现了当前高 职教育课程改革与建设的理念。整个课程设计和执 行,不但使课程内容与职业标准、教学过程与生产过 程完美对接,也从根本上改变了学生的学习过程和 学习方式。

“自主、合作、探究”的学习方式在该课程中的成 功使用,在很大程度上改善了传统教学模式所带来 的弊端,极大地调动了学生的学习兴趣,很好地培养