论文部分内容阅读
摘要：本文从学院的当前课程设置、基于能力的人才培养目标和社会就业需求等方面进行了分析，阐述了三维CAD课程开发的必要性、重要性和可操作性，提出了课程设置必须要注重培养学生的工程设计意识、计算机辅助设计能力和创新能力。
关键词：职业能力 三维CAD 课程开发
一、三维CAD课程开发的背景和意义
我院各专业目前主要开设《工程制图》理论课程和《计算机绘图》实训课程，但计算机绘图实训课程只限于平面图形的绘制。随着时代的发展，工程应用发生了巨大的变化，制造不再依赖于传统的图学方法，三维设计数控加工已开始广泛应用。产品信息的流动也向着立体化，数字化的方向拓展。
三维CAD课程开发对我院来说有几个方面的意义：首先对《工程制图》理论课程的学习上有很大的促进作用，能够有助于提高学生的识图和绘图能力，帮助学生发挥他们的思维能力，拓展思维方式，充分调动学习的学习兴趣。第二，为参加河北省的三维设计大赛做好更充分的基础准备，为学院赢得荣誉。第三，大大丰富学生的业余生活。最后也拓宽了学生将来就业的方向。所以，对于职业院校，结合现代工程背景及高素质人才培养的需求，更大程度的培养学生的职业能力，开发三维CAD课程势在必行。
二、课程目标的设计与安排
1、通过本课程，能够让学生增强识图能力，能够进行立体模型的设计、装配以及工程图的转化等技能。
2、课程授课中要考虑后期專业课程的需求及将来岗位的需求，做好课程间的衔接和渗透。
3、课程内容上力求从简单形体建模开始，难度依次增加，同时逐渐进行认真、严谨工作态度的灌输，使学生在掌握知识技能的同时，培养其职业素养。
4、课程实施中还要着力培养学生的综合职业能力，关注学生可持续发展和知识迁移能力的培养。
四、三维CAD课程教学体系与内容
SolidWorks教学以“增强感性认识，锻炼实践能力，培养工程素质，激发创新思维”为理念，建立了如下课程教学体系：
1、基础知识：（2～4学时）
与之前开设的《工程制图》和AutoCAD相结合，在开设三维CAD（Solidworks）课程之前，教师先展示前届学生绘制的作品，欣赏的同时开阔思维，对以后的学习充满兴趣和自信；再介绍一下与此相关的工作岗位的相关情况，让学生明确学习本课程的重要意义，对本课程有一个感性认识和初步了解。
2、草图绘制：（4～8学时）
草图绘制是建模的基础，包括草图实体绘制和草图编辑。此部分需要学生掌握如何进入和退出草图环境，草图工具栏的调用，各种草图实体的绘制和草图工具的使用方法，并能够准确的标注尺寸和添加几何关系。
3、特征建模与编辑：（12～24学时）
这部分是三维CAD课程的核心部分，主要包括基础特征建模、附加特征建模和特征编辑三个方面。基础特征就是先草绘截面图形，然后再按照一定的方式（拉伸、旋转、扫描、放样、筋特征等）生成三维模型的方法。附加特征是放置在基础特征之上的一类特征，主要包括孔特征、倒角/圆角特征、抽壳特征和拔模特征，必须在已有的实体上进行创建，是对实体的进一步加工和修改。而特征编辑则是对于相同或相似的特征，可以使用镜像与阵列特征进行创建，从而提高产品设计的效率。通过学习本内容，让学生能够综合运用以上方法进行各种立体的建模。
4、装配：（4～8学时）
装配是Solidworks中集成的一个重要的应用模块，通过装配，可以将各个零部件组装在一起，以检验各零部件之间的匹配情况。同时，也可以对整个结构执行爆炸操作，从而清晰的查看产品的内部结构和装配顺序。通过此部分的学习，让学生能够进行大型机器和设备的建模，更大程度的提高了建模能力。
5、工程图：（4～8学时）
工程图是工程技术人员交流的重要载体，是表达设计思想和加工、制造、装配零部件的依据。由于三维模型不能将加工的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等参数完全表达清楚，所以通常在完成模型设计后需要绘制并打印工程图，本部分主要讲解如何建立工程图、编辑工程图和标注工程图等知识。
6、创新实践：（4学时）
在课程考核中除了平时的过程考核之外，最后会给学生4学时的时间进行创新作品的建模，题材不限，随意发挥。通过学生的作品，从形体难度系数、特征使用的综合情况、建模质量等方面给学生综合打分。
五、课程开发过程
1、开展学院三维设计大赛
我院各专业还没有开设过三维CAD课程，但是《工程制图》和AutoCAD二维绘制是普遍开设的专业基础课，为了丰富学生的业余生活，学院组织开展了三维设计大赛，学过制图基础的同学自愿报名，根据报名情况制定培训方案和授课计划，给学生讲解SolidWorks的基本使用方法，后期靠学生的兴趣来主动自学，老师巡回指导，最后以题材自定，在规定时间内上交作品。根据学生上交作品的创意点、命令综合运用的难度和完成质量及完整度综合评定出一等奖一名，二等奖两名，优秀奖若干。通过本项活动，我们发现学生的积极性和情趣很浓厚，他们对三维构型很专注，或者说对课堂外学习另一技术很渴望。
2、成立三维设计兴趣小组
继学院三维设计大赛之后，对于获奖同学，及时成立了三维兴趣小组，在不影响正常学习的情况下，对兴趣浓厚的学生不定时的进行进一步的辅导和训练。
3、参加河北省三维设计大赛
在兴趣小组成员中选择最优秀的无名选手去参加河北省图学会举办的三维设计大赛，获得了优异的成绩，与此同时，无论是老师还是参赛学生在与其它院校交流中获得了很大的启发和触动，为以后的教学和学习注入了新的动力。
六、成果及结论
在以上各过程中学生创作了很多的作品，也表现出来极大的兴趣感、成就感，参加河北省三维设计大赛的同学取得了奖项和证书，化学1201班实训状况良好。
由此使三维CAD课程的开发得到了证实，其具有可行性、可操作性和可发展性。
参考文献：
【1】 朱立峰，工程制图教学改革与实践，ETT2010
【2】 王建华，工程制图实验教学研究与建设，工程图学学报，2010年第5期
作者简介：赵明霞（1979-），女，河北秦皇岛，保定电力职业技术学院，讲师，主要研究方向：机械设计制造、材料工程、工程图学
李兴国（1980-），男，河北保定，保定电力职业技术学院，讲师，主要研究方向：机械设计制造、机械基础
付红琴（1970-），女，河北景县，保定电力职业技术学院，工程师。
关键词：职业能力 三维CAD 课程开发
一、三维CAD课程开发的背景和意义
我院各专业目前主要开设《工程制图》理论课程和《计算机绘图》实训课程，但计算机绘图实训课程只限于平面图形的绘制。随着时代的发展，工程应用发生了巨大的变化，制造不再依赖于传统的图学方法，三维设计数控加工已开始广泛应用。产品信息的流动也向着立体化，数字化的方向拓展。
三维CAD课程开发对我院来说有几个方面的意义：首先对《工程制图》理论课程的学习上有很大的促进作用，能够有助于提高学生的识图和绘图能力，帮助学生发挥他们的思维能力，拓展思维方式，充分调动学习的学习兴趣。第二，为参加河北省的三维设计大赛做好更充分的基础准备，为学院赢得荣誉。第三，大大丰富学生的业余生活。最后也拓宽了学生将来就业的方向。所以，对于职业院校，结合现代工程背景及高素质人才培养的需求，更大程度的培养学生的职业能力，开发三维CAD课程势在必行。
二、课程目标的设计与安排
1、通过本课程，能够让学生增强识图能力，能够进行立体模型的设计、装配以及工程图的转化等技能。
2、课程授课中要考虑后期專业课程的需求及将来岗位的需求，做好课程间的衔接和渗透。
3、课程内容上力求从简单形体建模开始，难度依次增加，同时逐渐进行认真、严谨工作态度的灌输，使学生在掌握知识技能的同时，培养其职业素养。
4、课程实施中还要着力培养学生的综合职业能力，关注学生可持续发展和知识迁移能力的培养。
四、三维CAD课程教学体系与内容
SolidWorks教学以“增强感性认识，锻炼实践能力，培养工程素质，激发创新思维”为理念，建立了如下课程教学体系：
1、基础知识：（2～4学时）
与之前开设的《工程制图》和AutoCAD相结合，在开设三维CAD（Solidworks）课程之前，教师先展示前届学生绘制的作品，欣赏的同时开阔思维，对以后的学习充满兴趣和自信；再介绍一下与此相关的工作岗位的相关情况，让学生明确学习本课程的重要意义，对本课程有一个感性认识和初步了解。
2、草图绘制：（4～8学时）
草图绘制是建模的基础，包括草图实体绘制和草图编辑。此部分需要学生掌握如何进入和退出草图环境，草图工具栏的调用，各种草图实体的绘制和草图工具的使用方法，并能够准确的标注尺寸和添加几何关系。
3、特征建模与编辑：（12～24学时）
这部分是三维CAD课程的核心部分，主要包括基础特征建模、附加特征建模和特征编辑三个方面。基础特征就是先草绘截面图形，然后再按照一定的方式（拉伸、旋转、扫描、放样、筋特征等）生成三维模型的方法。附加特征是放置在基础特征之上的一类特征，主要包括孔特征、倒角/圆角特征、抽壳特征和拔模特征，必须在已有的实体上进行创建，是对实体的进一步加工和修改。而特征编辑则是对于相同或相似的特征，可以使用镜像与阵列特征进行创建，从而提高产品设计的效率。通过学习本内容，让学生能够综合运用以上方法进行各种立体的建模。
4、装配：（4～8学时）
装配是Solidworks中集成的一个重要的应用模块，通过装配，可以将各个零部件组装在一起，以检验各零部件之间的匹配情况。同时，也可以对整个结构执行爆炸操作，从而清晰的查看产品的内部结构和装配顺序。通过此部分的学习，让学生能够进行大型机器和设备的建模，更大程度的提高了建模能力。
5、工程图：（4～8学时）
工程图是工程技术人员交流的重要载体，是表达设计思想和加工、制造、装配零部件的依据。由于三维模型不能将加工的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等参数完全表达清楚，所以通常在完成模型设计后需要绘制并打印工程图，本部分主要讲解如何建立工程图、编辑工程图和标注工程图等知识。
6、创新实践：（4学时）
在课程考核中除了平时的过程考核之外，最后会给学生4学时的时间进行创新作品的建模，题材不限，随意发挥。通过学生的作品，从形体难度系数、特征使用的综合情况、建模质量等方面给学生综合打分。
五、课程开发过程
1、开展学院三维设计大赛
我院各专业还没有开设过三维CAD课程，但是《工程制图》和AutoCAD二维绘制是普遍开设的专业基础课，为了丰富学生的业余生活，学院组织开展了三维设计大赛，学过制图基础的同学自愿报名，根据报名情况制定培训方案和授课计划，给学生讲解SolidWorks的基本使用方法，后期靠学生的兴趣来主动自学，老师巡回指导，最后以题材自定，在规定时间内上交作品。根据学生上交作品的创意点、命令综合运用的难度和完成质量及完整度综合评定出一等奖一名，二等奖两名，优秀奖若干。通过本项活动，我们发现学生的积极性和情趣很浓厚，他们对三维构型很专注，或者说对课堂外学习另一技术很渴望。
2、成立三维设计兴趣小组
继学院三维设计大赛之后，对于获奖同学，及时成立了三维兴趣小组，在不影响正常学习的情况下，对兴趣浓厚的学生不定时的进行进一步的辅导和训练。
3、参加河北省三维设计大赛
在兴趣小组成员中选择最优秀的无名选手去参加河北省图学会举办的三维设计大赛，获得了优异的成绩，与此同时，无论是老师还是参赛学生在与其它院校交流中获得了很大的启发和触动，为以后的教学和学习注入了新的动力。
六、成果及结论
在以上各过程中学生创作了很多的作品，也表现出来极大的兴趣感、成就感，参加河北省三维设计大赛的同学取得了奖项和证书，化学1201班实训状况良好。
由此使三维CAD课程的开发得到了证实，其具有可行性、可操作性和可发展性。
参考文献：
【1】 朱立峰，工程制图教学改革与实践，ETT2010
【2】 王建华，工程制图实验教学研究与建设，工程图学学报，2010年第5期
作者简介：赵明霞（1979-），女，河北秦皇岛，保定电力职业技术学院，讲师，主要研究方向：机械设计制造、材料工程、工程图学
李兴国（1980-），男，河北保定，保定电力职业技术学院，讲师，主要研究方向：机械设计制造、机械基础
付红琴（1970-），女，河北景县，保定电力职业技术学院，工程师。