《Pro/Engineer三維CAD應用技術》課程教學設計研究與探索*

張春紅1張 寧2王開德1宋如敏1（1.徐州生物工程職業技術學院 江蘇 徐州 221006；2.徐州工程學院 江蘇 徐州 221008）

《Pro/Engineer三維CAD應用技術》課程教學設計研究與探索*

張春紅1張 寧2王開德1宋如敏1
（1.徐州生物工程職業技術學院 江蘇 徐州 221006；2.徐州工程學院 江蘇 徐州 221008）

本著以高職教育培養目標為依據，遵循“知識夠用、實用”原則，突出創新能力培養的課改理念，對《Pro/Engineer三維CAD應用技術》課程進行了為期三年的研究與探索，設計出了20多個項目作為實踐教學研發的對象，以案例教學為主要教學方法，構建了該課程的基于工作過程的導向式、三維立體化教學設計模式，并取得了較好的教學效果。

高職；Pro/Engineer三維CAD應用技術；教學設計

Pro/Engineer軟件（簡稱Pro/E）是美國PTC公司開發的三維建模軟件，主要用于產品的工業設計、零部件裝配、數控加工仿真、工程圖繪制等方面。

課程性質與定位

課程性質 我校調查了機電一體化專業就業崗位群的工作范圍，分析了人才的知識、能力、素質結構，確定《Pro/Engineer三維CAD應用技術》課程為該專業的核心技術課程。本課程是整個專業培養方案中承上啟下的重要一環，通過本課程的學習，可以使學生對先修的《機械制圖與CAD》、《機械制造》、《機械設計》等課程理論知識的理解更加透徹，也可為后續學習《數控編程》、《數控加工》等課程奠定基礎。本課程主要面對的就業崗位為制圖人員、裝配人員、設計人員、編程人員等。這些崗位需要的職業能力分為：（1）初級能力。臨摹產品，對產品進行三維建模、虛擬裝配、工程圖繪制的能力。（2）中級能力。根據圖紙和實物對產品進行三維建模、虛擬裝配的能力。（3）高級能力。根據客戶要求對產品進行三維建模設計、虛擬裝配、工程圖制作、編程的能力。

課程目標定位 要把這些工作領域的職業能力轉化為學習領域的學習能力，因此，本課程的課程目標制定如下：（1）知識目標。掌握軟件的一些常用功能，能歸納典型零件結構分析方法。（2）能力目標。具備資料收集能力、三維想象能力、三維建模能力、虛擬裝配能力、工程圖繪制能力、編程能力及創新設計能力。（3）素質目標。培養合作精神，養成優良的職業道德素質。

課程教學設計理念與思路

課程教學設計理念 本課程以知識夠用、實用為原則，采用基于工作過程的設計思路，以減速器項目的三維設計為主線進行導向式教學，以20多個工程案例設計為主要學習領域，內容涵蓋了4個學習情境，采用集中教學的方式，讓學生在教師的引導下進行探究性學習。

課程教學設計思路 （1）根據工作過程要求序化教學內容。以減速器項目的教學設計為例：減速器實物→拆解與測繪→拆解成機體、機蓋、齒輪軸等12個子零件→對每一個子零件進行草圖繪制→對每一個子零件進行三維建模→12個子零件在Pro/E軟件下虛擬裝配→12個子零件在Pro/E軟件下運動仿真→12個子零件在Pro/E軟件下編程加工。這樣，可以讓學生的學習過程與工廠工作過程相符合，使學生建立零件設計整體概念，從而提高其零件設計應用能力。（2）理實一體化的學習情境。每一個學習情境完成一個或多個工程案例的設計任務。本課程構建了4個學習情境：典型零件實體創建情境；零件裝配情境；零件編程加工情境；簡單產品設計情境。并對每個學習情境按六步法（目標確定、結構分解、知識點介紹、示范操作、練習、評價小結）組織教學。下面以典型零件實體創建情境為例，說明學習情境的內容及學時分配，如表1所示。

表1 學習情境的內容及學時分配表

課程教學內容設計

教學內容的針對性與適用性 根據企業的需要確定課程教學內容。教學內容在產品選擇上應注重產品的典型性、實用性和先進性，并且課程教學內容與職業資格證書的知識點和技能點應相互吻合。

教學內容的組織與安排 （1）教學內容的組織。以機械制造典型工作任務及工作過程為主線組織教學內容。（2）教學內容的安排。通過校內實訓+企業參觀的方式安排教學內容。

課程教學模式設計

具體如圖1所示。

三維立體化教學模式 這種教學模式構建了由理論到實踐、由課內到課外、由基礎到創新、由課本到網絡的立體化教學模式，能拓展學生的學習空間，使學習與工作氣氛更加接近。

基于工作過程的導向式教學模式 使學生的學習過程與工廠工作過程相符合，使學生建立起零件設計的整體概念，從而提高其零件設計的應用能力，最終培養學生從事職業工作所需要的個人能力、方法能力、社會能力、專業能力。

圖1 三維立體化教學模式圖

教學方法 整個課程教學靈活運用了案例法、啟發法、討論法、現場教學、創新法等教學方法。

多種教學手段的運用 網絡教學、多媒體教學、技能競賽等多種教學手段綜合運用，把制作的學材、工作任務單、課件、教學錄像等制作成光盤發給學生，供學生課外學習，將這些教學資料發到學校網站上，供學生自主學習。同時，組建了CAD協會，挖掘優秀學生資源，協助教師科研攻關及參加校內外競賽。

教學評價設計

實施多元化開放式評價體系的設計，即把項目學習理論應用于實際教學之中，并在新的模式引導下對傳統評價方法進行相應的變革：使過程性評價與總結性評價相結合，用社會評價補充校內評價，用學生互評、自評、教師評價相結合替代教師獨立評價，構建多元開放的評價體系。

課程創新

將項目教學法引入課堂教學中 采用生產和生活中的實例，學生在教師的引導下，通過一個個項目的完成進行探究性學習，培養研究精神。同時，采用師生互問互答、學生上臺講建模思路、疑難問題大討論、建模方法大搜捕等形式，活躍課堂氣氛，提高學生的學習興趣。

課程之間緊密聯系、案例教學貫穿始終 將本課程與其他課程（制圖、液壓、機械設計）緊密結合起來，不僅可以擴大本課程的教學范圍，還可以促進對其他課程的理解與學習。同時，將案例教學貫穿全過程，通過本課程的學習，使學生能夠真正設計出可以生產的產品。

工學結合 邀請企業工程師共同確定課程內容，使企業工程師參與課程開發。教師脫產到企業鍛煉，將教研活動搬到企業，與企業開展技術交流活動。

創新性學習 在教學中，教師還可以不限定題目，完全要求學生自主尋找案例，自主創新、自主設計出各種各樣的個性化產品，然后根據設計的難易程度評定分數，這樣才能培養出具有研發能力的學生。

教學評價的創新 （1）教學評價的對象。基于項目學習的高職《Pro/Engineer三維CAD應用技術》課程教學評價的對象是課堂教學系統。這一系統由教師、學生、教學過程及教學手段等要素構成。傳統的教學評價主要是對學生的評價，評價的對象過于片面化。對整個教學系統進行評價，既可以為學生的學習起一個導向作用，又可以引導教師勤奮工作、完善教學，還可以總結教學經驗，為學校管理層提供決策依據。（2）評價內容突出企業特色。職業教育是開放性的、社會化的教育，職業學校的辦學質量只有得到用人單位、學生及家長的認可才有實際意義。社會的多角度評價不僅能保證學校為社會經濟發展帶來效益，還能提高學校的聲譽。

課程改革成效

我們本著以高職教育培養目標為依據，遵循“知識夠用、實用”原則，工學結合，突出創新能力培養的課改理念，對《Pro/ Engineer三維CAD應用技術》課程進行了為期三年的教學改革，取得的成果如下：

1.完成了包括《Pro/Engineer應用技術》在內的機電一體化主干課程的校企共建及課程體系重構。

2.在課改理念的指導下，教師以課堂為載體，經過不斷的教學實踐，培養了大批具有創新能力的學生，他們自主尋找案例，設計出了自行車、飛機、人臉肖像等多種個性化產品。

3.學校設立了CEAC（計算機輔助設計工程師）技能鑒定點，學生參加技能鑒定考證培訓的認證通過率達98%以上。

4.基于項目的《Pro/Engineer三維CAD應用技術》課程教學設計模式有效地提高了教師的教學質量。該設計模式從各個方面對教師提出了具體要求，特別是在務實的方面，如教學設計是否從學生實際出發，教學內容是否反映了科學前沿信息，教學過程是否充分調動了學生的積極性，教學態度是否平等友善等。從總的情況來看，這些要求對教師自覺提高專業技能、不斷完善教學效果具有良好的推動作用，同時對促進教師的專業發展也有明顯的作用。

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[6]張凱.高職教學設計方法初探[J].中國科技創新導刊，2007，（13）.

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G712

A

1672-5727（2011）09-0081-02

張春紅（1978—），女，江蘇徐州人，碩士，徐州生物工程職業技術學院講師，研究方向為與材料相關的高職教學。

張寧（1980—），男，江蘇徐州人，博士，徐州工程學院講師，研究方向為與材料相關的高職教學。