機電類大學生掌握三維CAD設計技術提高就業(yè)競爭力的研究與實踐

婁建樓 荊忠勝

摘 要：本文通過對國內人才市場需求和國內外的三維CAD應用狀況的調研分析，得出機電類大學生掌握三維CAD設計技術是提高就業(yè)競爭力的必然要求的結論，通過對機電專業(yè)大學生進行三維CAD課程的多種教學實踐活動，結合就業(yè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，驗證了這一結論。

關鍵詞：三維CAD；就業(yè)競爭力；研究；實踐

引言

目前，大學生就業(yè)難，是一個普遍的社會問題，這一問題的產生有多方面原因。突發(fā)原因是受國際金融危機影響，歷史原因是中國正處于就業(yè)人口高峰期，社會發(fā)展原因則是由中國產業(yè)結構不合理和我國的教育體系結構不合理所造成的。目前，機電類大學生就業(yè)也遇到了就業(yè)難的問題，我們通過對人才市場的調研，我們發(fā)現(xiàn)三維CAD設計人才需求旺盛，缺口很大，為此，我校組織了應用技術學院（現(xiàn)更名為輸變電技術學院）機電工程系的教師通過進行了本教改項目課題的研究與實踐。

1. 三維CAD技術的國內外應用情況分析

1.1 CAD是衡量一個國家工業(yè)水平、技術水平的重要標志

進入21世紀以來，隨著三維CAD、CAE、CAM等現(xiàn)代設計制造技術得到迅速推廣和應用，現(xiàn)代計算機3D技術終于使人們對現(xiàn)實世界的描述重新回到了原始的直觀三維境界，“設計從三維開始”的理念已經隨著計算機的普及應用和三維設計軟件成熟迅速成為今天的現(xiàn)實。

1.2 國內外三維CAD應用廣泛

在國外，三維設計、e設計等理念已被歐美大公司全面使用，如西門子、諾基亞、波音、通用等，在美國已全面普及使用三維CAD進行設計。 我國的大中興企業(yè)，如一汽集團、一汽大眾、上海通用、愛立信、大唐、三一重工甚至沿海的民營企業(yè)也大量采用UG、PRO/E、SOLIDWORK等進行三維設計。

1.3 中國制造業(yè)對三維CAD應用型人才的需求旺盛

據(jù)相關部門統(tǒng)計，目前中國制造行業(yè)對三維CAD應用型人才的需求非常龐大，缺口約為800萬人，市場需求并呼喚掌握三維CAD的人才。

為此，我校于2007年末開始進行了本課題的研究與實踐，試圖通過加強機電類大學生三維CAD的教學、培訓、實習、實踐，從而增強其就業(yè)的競爭力和適應性。

2. 三維CAD教學研究與實踐

課題組從師資隊伍建設、課程體系建設、教學方法的研究、教學手段的實踐、職業(yè)培訓與認證實踐等多個緯度對課題進行了研究與實踐，取得了良好的效果。

2.1 建立雙師型資隊伍

為提高師資隊伍的三維CAD設計水平，課題組組織教師參加了中國工程圖學會的三維數(shù)字建模師的培訓，獲取了相關資格證書，掌握了UG等三維CAD軟件的使用，并與本地的汽車制造企業(yè)如一汽輕型車廠等企業(yè)建立了良好的合作關系，為機電專業(yè)開展三維CAD教學提供了師資保障。

2.2 建立完善的“四層課程體系”

隨著CAD/CAM技術的發(fā)展，普通工科院校對這方面的教育也越來越重視，開出的課程逐漸增多，但是缺乏一套系統(tǒng)、規(guī)范的獨立課程體系，往往開出的課程相互獨立，一種軟件一門課，沒有延續(xù)性。學生沒有應用所學課程解決實際的問題的過程，使得學生到了畢業(yè)時，也不會很好地利用計算機應用技術來解決本專業(yè)的問題。因此CAD/CAM技術的教育應充分挖掘潛力，克服困難建立起層次教學，完善課程體系。

第一層次為二維計算機輔助設計(二維CAD)

該層次教學對象是一、二年級的學生，在學生學習掌握了機械制圖的技術后，學習二維CAD軟件的操作，掌握基本的計算機繪圖技能，能夠將所學的機械制圖的知識通過計算機表達出來，達到學以致用。

第二層次為三維計算機輔設計(三維CAD)和計算機輔助制造(CAM)

該層次教育對象是三年級的學生，在學生具有一定的計算機二維繪圖知識后，讓其學習三維CAD和CAM技術的基本知識和相關的計算機軟件，掌握軟件的基本操作技能，初步掌握利用三維CAD技術進行產品設計和利用CAM軟件進行簡單產品的數(shù)控加工程序的編制。

第三層次為逆向工程技術(RE)

該層次教育對象是三年級的學生，在學生具有三維的設計基礎后，可進一步深化學習逆向技術，學習逆向工程相關技術和逆向軟件的操作，培養(yǎng)學生通過逆向工程消化和吸收先進的設計理念，并在此基礎上進行創(chuàng)新設計。

第四層次為CAD/CAM集成技術

前面學生掌握的是分離的CAD、CAM技術，可以通過一些實踐教學環(huán)節(jié)來實現(xiàn)CAD、CAM技術的集成。教師可以在課程設計和畢業(yè)設計等實踐教學環(huán)節(jié)中，指導學生充分利用掌握的CAD/CAM技術來進行產品的設計。通過實踐可進一步幫助他們找差距，在實踐中鍛煉提高。

2.3 采用“項目式教學”模式組織教學

在教學內容方面，采用的是項目式教學模式，即選取典型的產品或部件作為課程教授和練習的內容，整個課程都是圍繞著產品如何實現(xiàn)進行的。將產品設計從最初的問題確定、初始構思到問題細化、決策，最后到完成整個方案過程融入到該課程中來，最后通過CAD/CAM軟件實現(xiàn)產品零件的設計繪制、整個裝配圖的設計實現(xiàn)以及各零件數(shù)控加工代碼的自動生成等等。這種項目式教學模式擺脫了以往教學內容零散，教學主線不集中等缺陷，而且也可以培養(yǎng)學生整個產品的設計理念。

教師的主講內容不應局限在使用方法和使用技術上，還需結合專業(yè)，穿插相關理論知識，如在三維CAD/CAM的講授過程中，可結合機械制圖、機械設計、制造工藝等相關專業(yè)知識，使得學生對對以往所學的知識有機的結合起來。如可將機械制圖中的看圖部分結合進來，學生對工程圖樣進行看圖理解，并想象出圖樣所表達的產品原型，并應用三維CAD軟件將產品原型還原出來，并進一步檢驗理解的對與錯。

2.4 采用“案例教學”手段，通過課內、課外、網絡等多途徑進行教學

注重培養(yǎng)學生自學的能力、自行解決問題的能力，采用案例教學方式。在軟件教學的過程中，直接進入實例練習，通過實例講解命令，最后在對實例中未涉及到的命令做進一步的總結，加深學生對軟件命令應用的理解，且能夠達到快速掌握軟件使用技巧。

在課堂教學中，除了教授學生相關的知識，還要傳授給學生學習的捷徑、自學的方法。首先通過課堂學習達到快速入門的目的，而后通過個人自學進行深入學習，這與完全自學相比顯然是個捷徑，可大大提高學生學習的效率。

在課外，引導學生繼續(xù)深入學習和實踐創(chuàng)新，大力開展第二課堂活動，吸引廣大學生積極參加課外實踐活動，使第一課堂與第二課堂相互補充提高學生的科學素質與創(chuàng)新能力。

要充分利用網絡資源。在網絡時代，要利用網絡獲取學習資料，包括大量的文檔、圖片、視頻等，也可以通過各種相關論壇，與眾多業(yè)內高手交流，達到互相學習，揚長避短之目的。

3. 開展三維CAD職業(yè)認證培訓及實踐活動，提高學生就業(yè)競爭力

3.1 積極開展三維CAD的培訓，開展雙證教育

在學院支持下，積極開展三維CAD教育和培訓。在機電專業(yè)模具方向開設了“三維數(shù)字建模技術”課程，同時開展CAD技能培訓，中國工程圖學會組織的CAD技能二級培訓主要內容就是三維軟件的使用，包括零件建模、零件裝配和三維環(huán)境下二維工程圖繪制，曲面造型。我們已經組織了五期CAD二級培訓，有三百多人拿到了CAD二級證書。

3.2 參加設計三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

2010年3月，我校組織學生參加了國家制造業(yè)信息化培訓中心舉辦的“全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽”。通過參加比賽鍛煉了學生，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力，積累了一些經驗。

通過參加競賽發(fā)現(xiàn)，首先，學生必須要充分掌握專業(yè)知識，才能更有利于實際動手能力的提高。其次，雖然學生創(chuàng)新意識已經有了很大提高，設計出來的東西比較實用，但缺乏美感，不能吸引眼球。再次，原創(chuàng)性的作品欠缺，組合性的作品較多，要敢想敢做。

4. 畢業(yè)生就業(yè)情況統(tǒng)計對比

2008年以來我們逐漸的將三維CAD課程引入日常教學體系，并通過培訓等實踐教學方式使機電專業(yè)的學生的三維CAD設計能力得到一定的提高，通過對2009年和2010年統(tǒng)計的畢業(yè)生就業(yè)情況分析，獲得三維CAD二級證書的機電專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)率達到了95%左右，而沒有獲得該認證的機電專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)率只達到了73%左右，二者有22%左右的差距，從而驗證了機電類大學生掌握三維CAD設計技術是提高就業(yè)競爭力的必然要求的結論。

5. 結論

通過對國內人才市場需求的調研分析，結合機電類大學生的專業(yè)特點，課題組全體成員通過三年來的教學研究與實踐，探索出了一套機電類大學生三維CAD設計技術的課程體系、教學模式、教學手段和職業(yè)培訓機制，提高了機電專業(yè)大學生的就業(yè)競爭力，并通過三年來的學生就業(yè)情況的對比分析，驗證了機電類大學生掌握三維CAD設計技術可提高就業(yè)競爭力這一結論。

參考文獻

[1]鄭洪昌,劉峰.CAD/CAM新型軟件教學模式研究改革.現(xiàn)代企業(yè)教育,2010,67(5):12-15

[2]段紅杰,于善啟.面向三維CAD/CAM技術的機械類專業(yè)教學改革的研究與實踐.鄭州航空工業(yè)管理學院學報,2007,(10).

[3]廖敏.機械CAD/CAM教學改革實踐.實驗科學與技術.2007.(12).

[4]龍文,元夏,春方,等.模具CAD/CAE/CAM技術教學改革的研究.中國科教創(chuàng)新導刊,2007.

[5]朱江新.機械CAD/CAM技術課程教學體會.廣西大學學報,2007,(09).

[6] 聶曉根,薛昭武,范揚波.CAD/CAM方法研究及實現(xiàn)[J].福州人學學報,2004,(4).

作者簡介：

婁建樓（1972-），男，漢族,吉林省吉林市人，副教授，碩士，研究方向：計算機應用技術。