計算機輔助設計與制造類課程教學做一體化教學改革探索

史召峰

摘要：該文以UGNX課程為例，分析了高職院校在計算機輔助設計與制造類課程教學中存在的一些不足，從教學體系、教學方式和教學評價等方面論述了該課程的教學方法創新，進行教學方法的優化改革，構建了“教、學、做”一體化的UGNX教學模式，從而提高UGNX的教學質量，激發學生的學習興趣和培養產品造型設計能力。

關鍵詞：UGNX；工程教育；教學改革；教學模式

目前工業產品造型設計越來越依賴于計算機三維CAD/CAM軟件的應用，三維造型技術已成為設計方法的重要組成部分，三維軟件有著自身的特點，可以減少設計中大量的、繁重的建模工作，提高了設計的質量和效率。UGNX軟件是SiemensPLM 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，這是一個交互式CAD/CAM（計算機輔助設計與計算機輔助制造）系統，它功能強大，可以輕松實現各種復雜實體及造型的建構。所以，作為高職院校，我們主要就是培養學生的實際動手能力，開設UGNX課程的對學生提高自我素質能力有著十分重要的意義。目前，我院有機械制造與自動化和數控技術兩個專業開設了UGNX課程，該課程對于初學者有著一定的難度，作為教師，我們就應該在教學方法上加以改革。作為我們學校該課程的專業教師，本人在教學中采用項目化教學，從我院的實際出發，對該門課程使用“教、學、做”一體化的課堂模式，經過幾年的課堂實踐，得到了學生的認可，教學效果良好。

1 UGNX教學中存在的不足

現在很多普通高職院校都開設了UGNX軟件課程，但大多數的教學方式老師在講解軟件的使用方法時往往按部就班，一個命令一個命令的講解，然后學生再跟著老師做，結果導致部分學生由于對知識的不理解，從而跟不上教師的步驟。教師在課堂上會根據講解的知識來布置作業，學生但是學生往往都是按照老師的操作步驟一步步地學。這就會使得學生沒有思考，不能做到舉一反三，遇到別的題目就抓瞎了，沒有自己思考的空間，對待問題沒有更好的解決方法。結合我院實際的教學情況，在采用教學做一體化教學之前，學生在學習該門課程的時候往往會出現一些問題，簡單歸納如下。

1.1學習興趣不高

高職院校的學生相對于本科院校而言，大多數學生都認為考試及格就可以了，往往熱衷與游戲世界，消極對待學習，學生對學習的興趣不高，有些學生對于自己不感興趣的課程往往就是消極對待，認為只要不掛科就可以，及格萬歲的心理占據了學習的心態，這樣，學生就不會積極主動的去學習、去思考更不用說創新了。因為，學生在學習的時候往往都是跟著老師走，老師讓做什么就是什么，對待問題沒能深入的思考。因此，在課堂的教學中老師面臨的一個首要問題就是如何提高學生的學習興趣和學習的積極性。

1.2教學以老師為主體

傳統的UGNX教學方式有很大的弊端，老師在課堂上講解知識點，學生在下面不知所謂，提不起精神。老師的教學主要以一個一個命令演示操作為主，學生在聽的過程中沒有實際的動手訓練。老師會布置一些作業，等到學生上機訓練的時候，學生只能按照老師在上課的時候說的簡單方法步驟，缺乏主動思考，當遇到一個不一樣的實體建模時，就抓耳撓腮，不知所措，有的同學又不愿意和老師溝通，遇到不會的也就放棄了。這樣，在學生實際的建模過程中，往往對待簡單的零件可以做出來，但是遇到較復雜的零件時，就不知道該如何下手，其實那些基本功能學生也都掌握，但是就是缺乏將這些功能綜合運用，缺少分析問題的能力，更加的不會加以創新。

1.3傳統教材編排不合理

針對高職院校的教材有很對，形式也是五花八門，但往往都是換湯不換藥，實際的內容都差不多，教材在編排時，往往都是把命令拆開，一個命令接著一個命令，如曲線、草圖、拉伸、掃略、特征操作等，然后再講解裝配、圖紙，最后再講幾個綜合的實例。教師按照教材上的安排，按部就班地進行講解，導致很多的命令被分解開來，無法把命令有機地結合起來。因此，學生的學習便會覺得枯燥乏味，學生的學習變得毫無目的而言。

對于以上提到的在教學中得幾點問題，本人把先進的教學方法運用到UGNX軟件的課堂教學中，經過近幾年地嘗試已達到一定的教學效果。下面是近幾年在教學中的一點改進。

2教學做一體化教學改革

結合我院UGNX課程的教學形式，采用項目化案例教學，在教學上實現“教、學、做”一體化的教學模式，從教學體系改革、教學方式改革、教學評價改革等方面論述了該課程的教學方法創新，其目的就是提高學生學習的積極性，采用企業的實際案例，來培養學生的實際動手能力和團隊協作能力，力求可以將企業的實際工作理念帶人課堂。

2.1教學體系改革

在實際的教學中往往應用企業的工作理念，課程教學體系不斷地創新，在教學時，通過對UGNX軟件的整體把握，通過軟件的整體性研究，本人在課堂講解將時，往往是使用企業的產品，有時加以改進，讓學生對待產品的設計可以有個循序漸進的過程。UGNX軟件對于我們學生而言主要就是實體建模、產品裝配、工程圖、計算機輔助制造等幾個主要部分。在對實例進行綜合改進的過程中，對零件加以創新，從而形成了一般、綜合、創新三個級別的零件模型，讓學生在學生的過程中可以逐步的加以深化，掌握知識點，直到最后可以獨立完成零件的建模、裝配、圖紙等。

表1中是本人課堂教學中的一些案例，在這些案例中分為三個層次，一般項目的實例比較簡單，主要是讓學生了解軟件的基本建模方法，熟悉軟件的界面，一般項目里一般會包含2-3個簡單的命令，從而學生可以快速地完成，使得學生對該軟件產生興趣，認可這門課。綜合項目主要是訓練學生對軟件的應用和提高，使學生深化知識運用，達到觸類旁通的效果。創新項目以我們學生比較熟悉的機械產品、工業產品為項目，該項目將整個UGNX軟件中的大多數常用命令結合起來，在實際的任務分工中，學生各盡其職，通過團隊協作共同完成。然后老師進行點評，然后老師根據產品的特性、用途提出新的任務，學生根據新的要求，利用所學知識進行創新設計，從而完成一個產品的改進任務。

2.2教學方式改革

根據高職教學要求，需要對計算機輔助設計課程進行改革，在教學方法上將我們的理論教學與與企業實際生產產品項目相結合，從而實行教學做一體的教學模式。我院機汽學院一直致力于該項課程改革，現總結如下：

第一部分，主要是教師的教，也就是課堂上的理論教學，我們的做法是以一般項目為支撐，這些項目都是比較簡單的單一化實體零件，在上課時，主要是任課老師來完成，按照項目化教學要求，首先會對零件的外形和結構特征進行分析、教師提出建模思路以及注意事項要點等基本知識，從而讓學對基本特征建模的方法加以掌握。

第二部分，主要是學生的學，以綜合項目為支撐，這些項目都是企業的實際產品，老師會和學生一起探討建模思路，給學生指引方向，然后有學生利用所學知識來完成這些任務，通過練習，學生可以對所學知識加以鞏固，通過練習也可以對理論知識的實際應用得到提高，這樣學生們的時間建模速度和建模方法都得到了提高操作。老師在這一部分主要就是通過和學生的交流培養學生的獨自建模思路，重點培養學生的自學能力，讓學生建模中加以思考整個建模過程，培養學生的興趣和能力，讓學生對計算機輔助設計有更加深入的了解。

第三部分，主要就是我們的做，這一部分我們是以創新項目為支撐，利用高校學生都熟知的綜合零件，目前我們采用的是齒輪泵，我們把齒輪泵的功能、特性給學生進行分析，然后學生通過建模、裝配，最后生成工程圖。我們老師在這部分的作用就是起到一個導向作用，對學生的疑問進行解答，要求學生能夠按時保質保量地完成齒輪泵的工作。

2.3教學評價改革

為了體現教學改革的評價，我們最終對學生的評價應該是不只是停留在普通的試卷上，而是要體現學生的能力的培養，我們的教學更重要的是學生的能力培養和學生興趣的培養。因此原來的考試方式也進行了改革，和教學做三個方面相匹配，將考核分為3個階段。

1）在老師“教”這一部分，是學生學習基本操作的階段，老師也主要是介紹基本特征的操作，我們主要是在平時上機訓練中，針對學生的建模步驟進行考核，主要涉及模型的外觀，注重學生完成的基本功的培養。

2）在學生“學”這一部分，主要是學生自行完成老師布置的企業的項目，教師依據學生對零件的建模完成情況以及對知識綜合掌握的能力程度進行考核。

3）在“做”這一部分，我們更注重的學生自我綜合建模能力的培養、學生自我創新的能力發展培養，通過小組的合作，整體提交所布置的綜合任務，同時需要提交一個設計說明書，闡述自己操作步驟和感想體會，最后由教師根據實際完成情況綜合打分進行評價。

同時，我們在教學考核中加以創新，學生在學習完該門課程后都會有考取相對應的國際認證或者是職業資格證書，注重學生的是技能的培養。在UGNX這門課中，我們的做法是學生考取技能資格證書后，相應的課程可以免考，實行以證代考。

3結束語

本文結合了UGNX軟件的特點，在教學方法上不再是以往的填鴨式教學，更加重改學生的自學能的培養，“教、學、做”一體化的教學模式，讓學生對待學習產生了濃厚的興趣，提高了UGNX課程的課堂教學質量，學生的積極性也被調動起來了，大多數學生都可以對自己的建模思路加以總結，可以舉一反三，從而創新能力自然而然地得到了加強。我院機械制造與自動化專業的學生采用此方法進行教學，學生參加省級工業產品造型及快速加工技能大賽中取得了3個二等獎的好成績。