淺談CADDS5在船舶專業教學中的應用

【摘 要】在現代化造船技術的背景下，針對高職船舶專業教學中存在的問題，引入CADDS5軟件輔助教學，激發學生學習興趣，提高教學質量，有助于學生職業崗位能力的形成，并指出今后教學努力方向。

【關鍵詞】CADDS5 船舶教學 應用

引言

進入新世紀以來，世界經濟穩定增長，科學技術也在飛速發展，許多先進制造技術在造船領域得到應用，現代造船技術正朝著高度機械化、自動化、集成化、模塊化、計算機化方向發展。隨著船舶行業的快速發展，造船技術的日益提高，產業結構的升級、人才結構的變化、職業崗位的變遷以及人們就業觀念的更新對高職船舶人才的培養帶來了巨大的挑戰。

1 高職船舶教學中存在的問題

近幾年來，高職船舶教育在人才培養模式、專業課程設置、學生崗位能力培養以及實訓基地建設上做了很多的探索與實踐，取得了較大的成果。然而，在實際船舶專業教學中還是存在一些問題。由于船舶是受到經濟及地域限制的交通工具，遠不如汽車普遍，因此很多高職學生對船舶的認知是陌生的，在船舶專業入門上存在一定的困難。

船舶本身也是一個非常復雜的水上工程建筑物，首先，船體曲面是具有雙曲度的復雜的空間曲面，一般是通過三視圖來精確的表達其形狀，需要培養學生的空間想象能力，而這也正是難點所在；其次，船舶類型較多，不同船型船體結構也很復雜，各構件包括板、型材、縱橫梁、腹板、肘板、端切、貫穿孔、補板、支柱等又以不同的方式連接，在老師的講解過程中，學生較難理解及掌握，沒有學習興趣；再次，船體加工工藝過程也很復雜，從圖紙到成品需要多道工序，雖然已建立了國家實訓基地培養學生的實操技能，然而目前已有的實訓課程較為傳統、落后，與現代造船企業存在有一定的差距。尤其是在數字化造船方面，學生對此沒有基本的認識與了解。針對這些問題，我們嘗試將三維實體設計軟件引入到我們的教學中，利用CADDS5軟件來輔助我們的船舶專業教學。

2 CADDS5軟件簡介

CADDS5軟件是美國PTC（Parameter Technology Cooperation）公司的產品。它是一種通用的機械三維設計軟件。具有功能齊全、真三維造型、數據庫開放等一系列優點。該軟件造型手段豐富，尤其是曲線、曲面功能齊全，能夠完成船體設計中的曲面制作、板縫布置、外板展開及分段劃分等重要工作；另外，還有船體結構專業設計包，能準確、完整的建立全船分段結構數字模型，并運用CVHULL完成工作圖、后處理下料、胎架圖及加工數據信息的自動化輸出工作。其廣泛應用于船舶三維數字化原理、生產設計等，特別是在韓國和法國的一些造船企業，該軟件應用較為普及。

另外，該軟件本身具有CVMAC開發平臺，其底層數據庫是基于Oracle數據庫的特點，可以給用戶留有很大的開發余地。從某些方面講，對其進行必要的開發，可以使該軟件更加符合我國造船企業的生產設計習慣和工藝標準，并很好的應用到船舶教學中來。

3 CADDS5在船舶專業教學中的應用

3.1 代替實物模型輔助教學

船體實物模型在船舶認知課程中可以起到較大的作用，通過實物模型，可以使學生對船舶有一個感性的認識，然而在進入專業核心課程的學習時，實物模型就有它的局限性了，如：型線圖的識讀與繪制。型線圖是在三個相互垂直的投影面上，以船體型表面的截交線、投影線和外輪廓線表示船體外形的圖樣，表征的是船體空間三維曲面，需要用三組相互垂直的平面組合來剖切船體得到，對學生的空間想象能力有很高的要求。教師在講授時無法利用實物模型給學生演示船體剖切的具體位置及剖切以后得到的船體線型，造成教學中只可意會不可言傳的尷尬局面，而學生對型線圖的理解不到位，更不用說動手繪制，同時也影響了后續專業知識的學習。引入CADDS5軟件可以很好的解決這一問題，以某一教學船的半寬水線圖繪制為例，首先建立全船曲面三維模型，再通過CADDS5剖切命令在曲面指定的位置進行剖切，通過CADDS5中的TOP視圖就可以看到所得的半寬水線，直觀感強烈，空間感分明，學生也很容易理解及掌握，如圖1、圖2所示。

圖1 CADDS5中平面剖切曲面模型 圖2 平面剖切后得到的半寬水線

3.2 提高學生學習效率

船體分段結構圖是船舶生產設計的核心內容，它是船體構件加工、裝配、焊接的施工依據，因此，此圖不僅表示了每個構件的形狀、大小、相對位置、結構形式以及與其他構件連接的方式，而且還表示了結構細節部分的內容，如裝配間隙，切角大小、流水孔和通氣孔的位置和大小、型材端削型式等。整個教學過程圍繞畫圖、讀圖展開，是從平面到空間再從空間到平面的反復思維過程。

CADDS5軟件可以按照船體實際結構形式建立船體三維結構模型，并且根據不同的結構形式自動生成二維平面視圖，這就建立了平面視圖與三維立體之間的對應關系，提供了豐富的想象空間。學生可以通過已有的模型和平面視圖進行二位到三維的反復轉化訓練，并且與自己所繪圖形進行對比，來檢驗自己視圖能力和對構件的表達能力。這種方式有助于引導學生的思維逐步深入，改變傳統教學的單調模式，使學生從被動學習轉變為主動學習，激發學習興趣，提高學習效率。如圖3、4所示。

圖3 CADDS5三維結構模型 圖4 二維平面結構圖

3.3 提高學生實訓技能

實操技能是高職學生必備的能力，與崗位能力直接對應，在教學過程中是通過實訓課程來實現學生能力的培養。現有的實訓課程都較為傳統、簡單、單一，與現代數字化造船有著較大的差距，如手工型線放樣、簡單構件裝配等。通過CADDS5軟件，學生可以直接從船體三位模型數據庫中調用零、部件進行數學放樣，下料，再通過輸出的二位圖紙進行船體構件的裝配，整個過程模擬實際造船工藝流程，讓學生提前進入未來崗位的模擬操作中，既提高了現有的教學水平，同時是學生更快、更輕松的掌握現代造船企業所需的崗位技能。

3.4 提高崗位適應能力

CADDS5軟件目前已經被國內許多大型船廠引進，并被不同程度的應用。因此，在船舶專業教學中也可開設CADDS5軟件使用課程，以實踐教學為主線，實施“教學做一體”的項目教學模式。課程通過基于船舶企業典型工作任務的船體三維建模教學過程，一方面使學生進一步加深對結構、生產設計及工藝等知識的理解與掌握，另一方面還可以使學生熟練掌握三維建模技能，適應數字化造船環境下對船舶專業高技能崗位的要求，最終形成相應的職業能力。

4結語

CADDS5軟件的應用，簡化了船舶教學中教師對船體曲面、零、部件的講解，有利于學生空間想象能力的培養，同時能加深學生對船體表達方式及構件連接形式的理解與掌握，提高教學效果。在今后的教學過程中，將以建立的數字化三維模型結合相應仿真軟件對船體專業教學進行再開發，使專業實訓教學在虛擬現實中開展，為培養高素質技能型人才提供可操作的擬真實平臺。

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