“畫三維圖，創空間夢”三維造型在中職教學中的探索

魏榮杰

摘要：隨著我國科技的不斷進步，導致了我國工業化的程度逐漸加大，因此這就需要更為專業全面的數控人員。在現代職業教育中，三維軟件教學課程的開設正是緊跟時代的步伐。本文著重分析了通過三維造型課程的教學，結合相關企業交流合作學習，使學生具有初入職場的職業能力和職業素養。

關鍵詞：中職數控UG4.0 ； 職業教學

中圖分類號：U5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0411-01

余姚作為中國最具幸福感城市，具有中國輕工模具城，中國塑料城兩大支柱產業。作為數控專業的學生，一般都會從事模具相關行業，而三維軟件在模具市場已經都得了廣泛應用。對于初入職場的中職畢業生，掌握三維軟件的使用，能更好地順應市場的需求，增強市場競爭力。但在一般中職學校都是為了教學改革開設三維軟件課程，難以取得真正的教學效果。

筆者近年來一直從事UG4.0課程教學，勵志通過自己的企業工作經驗改變現有的三維教學模式，并創導“畫三維圖，創空間夢”的指導思想。現就UG4.0軟件教學在中職數控專業中進行以下探討：

1 職場教育與課堂教學相結合

1.1 職業崗位職責

中職生作為即將走上社會的新生代，面對專業軟件的學習時，態度不堅定，停留在學生學習觀念中，缺乏崗位意識。而企業的最終目的是效益，不能在自己崗位上勝任的學生，缺乏了企業的利用價值，從而會走上“優勝劣汰”的道路。因此筆者在首次上課期間，對學生進行崗位教學，并闡述崗位職責，使得學生馬上進入“工作”狀態。通過學生職場教學，不僅解決課堂紀律問題，而且增強了學生的學習積極性。

1.2 三維行業趨勢介紹

當今行業以UG、PROE和CITIA為主流三維軟件，UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一個產品工程解決方案，它為用戶的產品設計及加工過程提供了數字化造型和驗證手段。筆者在首次上課期間，介紹余姚模具行業的發展趨勢，并對UG軟件的應用進行著重強調。同時對從業人員的工資待遇進行一一闡述，使學生對UG軟件的學習充滿激情。課后與學生聊天時，他們會UG軟件的相關問題進行提問，并琢磨著自己的職業規劃。

2 教學模塊與教學手段相適宜

UG4.0主要功能可分為工業設計、產品設計、NC加工和模具設計。本校開設的課程為UG4.0產品設計。UG4.0包括了世界上最強大、最廣泛的產品設計應用模塊。UG4.0具有高性能的機械設計和制圖功能，為制造設計提供了高性能和靈活性，以滿足客戶設計任何復雜產品的需要。UG4.0優于通用的設計工具，具有專業的管路和線路設計系統、鈑金模塊、專用塑料件設計模塊和其他行業設計所需的專業應用程序。

筆者根據本校的教學情況對UG4.0教學模塊進行了以下分類：

二維草圖

零件建模

工程制圖

零件裝配

逆向造型

2.1 UG4.0二維草圖、機械制圖與AUTOCAD相銜接，學生學以自用

隨著新課改的進行，我校對機械專業進行了相應課程改變。把原本高二學習的AUTOCAD課程調整到高一新學期進行教學，把機械制圖課程與AUTOCAD課程同時進行，增強學生機械制圖的實際應用能力。筆者在課余時間開設了UG4.0興趣班，招收對三維制圖充滿激情的學生，從二維草圖開始進行教學。通過興趣班的開設，增強了UG4.0軟件學習的影響力，觸動學生加入學習的積極性。在高二課程開設后，筆者選用了一本“任務驅動，案例教學”的UG書籍作為教材，利用任務驅動法和案例教學法對學生進行教學，利用案例分析，層層演示，步步引導，使學生掌握UG4.0草圖指令的使用方法。筆者同時利用興趣班學生以“以老帶新”的方法進行互助學習，并相互監督，共同進步。為了增強學生的UG4.0二維草圖的實際應用能力，筆者選用AUTOCAD課程題目進行練習，學生先自學，再演示，老師則進行補充教學。

2.2 零件建模，學生求同存異

零件建模是根據零件圖紙進行三維繪制。零件建模是UG4.0三維課程中的重點，同時也是難點。中職生的空間想象能力差，空間分析能力薄弱，難以把平面圖三維化。因此筆者在建模教學初期，把零件實物和零件圖紙一一展示在學生面前，增強他們的直觀意識，同時制作相應的微課進行視頻教學，使學生初步掌握基本命令的使用。復雜零件的建模講究的制圖思路，因此如何正確快速的繪制三維圖紙難點。筆者則是通過引導學生先觀察二維圖紙，想象三維圖的大體，再分析如何進行建模（一般從零件的幾何特征，建模思路以及所使用的軟件命令）。在學習一段時間的零件建模后，筆者通過任務驅動法要求學生對所畫圖紙進行分類，讓他們求同存異，分析建模思路，增強建模技巧。

2.3 工程制圖，學生自我挑戰

機械制圖作為中職機械專業的主干課程。UG4.0工程制圖是學生充分發揮自己的領域。筆者在學習初期一般以抄畫二維圖為主，訓練學生使用軟件命令的熟練度，機械制圖專業知識涉及較少。三維建模一般都是通過二維圖紙進行轉化，工程制圖則可以通過三維模型進行二維制圖。模型變化萬千，視圖表現形式各不相同，因此在工程制圖學習過程中，學生是對自己的挑戰，如何完美表現視圖，標注尺寸與技術要求的填寫，把機械制圖專業知識得到真正應用。在教學過程中，筆者通過三維圖分發，學生自我調節，自我練習，自我思考，教師逐個指導，逐個分析，逐個總結，再則對學生練習作用進行比較性評價，使學生直觀感受知識點，并逐步掌握。

2.4 零件裝配，學生重塑自我

零件裝配包含機械制圖、零件測量等相關專業知識，知識點較多，是學生重塑自我的關鍵，使學生掌握機械知識的多面性。筆者通過自己企業設計產品讓學生練習，讓學生掌握零件裝配順序，并對關鍵裝配點進行指導，配合方式的選用得到強化。通過實際產品練習，學生真正掌握零件的實際應用，并對空間思維得到強化。

2.5 逆向造型，學生創造自我

逆向造型是通過實物測量，把實物三維化的設計方式。公司的產品開發過程很多都是從原有產品進行借鑒，取其精華去其糟粕，因此逆向造型完美解決工程技術人員的技術難題。筆者利用余姚當地的中國輕工模具城，對產品測繪店進行走訪，并對產品進行收集保留，同時拷貝相關點云圖。學生對當今流行產品相當感覺興趣，并充滿激情，但畢竟沒有真正的工作經驗，同時逆向造型涉及較復雜曲面功能，練習工程中難免會碰到荊棘。因此筆者進行多方面的激勵，挖掘學生潛力，使學生發現創造自我的空間。

3 實地考察與教學過程相輔助

“閉門造車”的教學方式一直存在于中職教學過程中，“紙上談兵”的教學手段一直在演練。

中國夢的思想一直存在筆者心中，只有走出去，看看當今主流產品設計，讓“畫三維圖，創空間夢”的理念得到真正實現。筆者通過自己聯系，學校組織，多次帶學生進行企業走訪交流，學習企業文化，企業7S管理模式，企業產品開發流程。

4 結束語

三維設計是新一代數字化、虛擬化、智能化設計平臺的基礎。它是建立在平面和二維設計的基礎上，讓設計目標更立體化，更形象化的一種新興設計方法。UG4.0課程秉著服務當地市場經濟，培養中職生空間想象能力和三維設計應用，使學生具有出入職場的能力。

參考文獻

[1]曹文聰. 淺談中職教育CAD/CAM 教學模式的改革[J]. 中國科技創新導刊，2013，11.

[2]趙波，龔勉，等.UG CAD實用教程[M].北京：清華大學出版社，2004.