基于校企合作的Pro/E課程教學改革研究與實踐

劉楓

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?基于職業院校與企業校企合作，共同培養人才的機遇與需求。對Pro/E課程從教學環境、教學設計、教學團隊、教學模式等方面進行教學改革探索，并通過教學實踐取得了優良的效果和顯著的經濟效益，為高職院校深入發展產學合作、課程開發建設和改革提供了經驗。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?Pro/E;校企合作;課程開發;教學改革;教學實踐

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）26-0064-02

2017年初，三一重工集團總部提出“研發設計外包”的模式設想，湖南三一工業職業技術學院智能制造學院積極響應本次校企合作契機，開設“研發設計定向班”，推進人才培養模式變革，并實踐“1+1+1”階梯型人才培養模式：一年級進行礎理論學習，二年級采用在業務實戰模式進行專業課學習，三年級企業設計崗位實習。Pro/E軟件作為三一集團各研究院的研發設計工具軟件，其課程地位由通用的設計軟件選修課程提升為該定向班的核心課程，對Pro/E課程的教學改革與實踐就此拉開帷幕;經過2015屆到2017屆三期的人才培養，共為企業輸送了120位研發設計崗位人才，學院與三一重工各研究院合作承接多項“研發設計外包”業務，取得直接經濟效益100余萬元。下面從教學環境、教學設計、教學團隊、教學模式等方面展示我院深入實施校企合作、協同育人進行的Pro/E課程教學改革過程。

一、校企共建實訓機房，對接企業PLM數據庫

與傳統的計算機房不同，由我院提供場地，合作企業三一汽車制造有限公司提供設備共同建設的研發設計工作室作為Pro/E課程教室兼實訓機房，工作室與三一重工研究本院PLM系統云服務器通過域聯接，該PLM系統內部不僅集成Pro/E軟件，還支持設計產品的全生命周期信息的創建、管理、分發和應用，具備豐富的與實際產品相關的模型、圖紙、工藝、設計標準等資源信息和系統應用;教師團隊可以根據需要申請不同密級的訪問權限，學生團隊通過教師子賬號登錄計算機訪問系統。課堂教與學的操作均在云服務器中設立獨立的工作空間進行，相關軟件版權由服務器進行動態節點授權使用，通過對學生及教師進行流程化和信息安全的培訓，實現資源共享的同時保證數據的安全，可見，本工作室具有以下優勢。

1.交流溝通便利的優勢：所有交流可以內部郵件或是PDM研發系統交流，溝通成本低。

2.網絡資源優勢：三一集團研究院建有獨立的信息網絡系統，包含所有三一開發的產品數據、研發數據庫。三一學校申請的域賬號能夠實現與各子公司研究院子網絡互通，技術資料傳輸非常便利。

3.技術保密優勢：在校內建立的工作室為三一集團研發域，分為A、B、C三個密級，本網段與外部互聯網有安全防火墻隔離，且受《三一集團研發信息安全管理制度》約束，不用擔心技術泄密，為進一步產學結合教學應用提供可能。

二、教學內容改革，突出實戰

Pro/Engineer作為主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，目前在國內產品設計領域占據重要位置，各高校機械制造類專業均開設了相關課程。2016年12月湖南省經濟和信息化委員會《湖南省工程機械產業“十三五”發展規劃》指出：設計要模塊化，采用模塊化設計原理、方法和技術，通過電子計算機，采用三維數字化建模，利用專業軟件進行基礎零部件優化選擇與分析計算，生成工程圖并進行三維虛擬裝配和模擬試驗。但是，傳統的課程標準重點是由草繪模塊開始，到基本特征、高級特征，再到曲面特征等三維建模基本模塊按部就班地進行學習，即使提供一些教學范例，往往也是針對單一特征或操作進行訓練，缺少制造工藝分析和思考訓練，也缺失虛擬裝配，模擬實驗等高級模塊，造成學生的學習內容與研發實際內容脫節，解決實際問題的能力不足。鑒于常規的教學方法在培養學生解題能力不足和創新能力弱方面存在的問題，我院多次召集行業專家和一線研發設計工程師開展研討會議，對課程教學內容進行梳理，根據研發設計職業崗位需求，以能力培養為綱，將學生的技能培養方面分為基礎能力、核心能力和拓展能力三部分。

1.基礎能力重點培養學生建立模型的能力，學生通過學習，能夠掌握常見零件的三維建模手段和思路。

2.因為屬于重工業的工程機械設計與普通機械設計不同，其結構設計中大量采用了焊接結構件，所以核心能力的培養在學生常規的裝配設計能力之外增添鈑金設計能力培養，并增加工程圖模塊的學習課時，工程圖紙設計規范在符合國家標準的基礎上還必須符合三一內部的企業標準。

3.在拓展能力方面，重點進行電氣布線和液壓配管模塊以及仿真和優化設計模塊的學習，以培養學生能夠獨立進行完整的、自上而下的工程機械產品設計能力。

三、重構教學團隊，突出實踐

作為校企合作共同育人的平臺，具備實踐經驗的教師資源不可或缺，為此我院組建了由專兼職教師組成的“雙師型”“校+企”的教學團隊，團隊骨干教師均由具備多年企業研發經歷的教師擔任，并定期組織教師到合作企業研究院進行學習，參與實際研發設計項目;其次，在課程教學過程中，階段性地聘請合作企業具備豐富設計經驗的工程師兼職授課，指導學生參與外包項目，與普通教師不同的是，工程師導師的設計思路是從產品功能需求出發，同時考慮生產制造工藝，形成知識的橫向聯合，拓展學生的知識視野，引發學生的求知欲，“知其然，更知其所以然”，顯著拓展學生的專業知識。

更具創新的是本課程引入現代學徒制，在2015屆學生畢業分配到研究院實習后，均由各研究院指定有帶崗師傅進行手把手的教授，能夠在短期內達到了獨立的設計工作能力后，再由學院牽頭，每個2015屆學長均帶2～3名2016屆學生為徒弟，在課后指導徒弟承接研發外包工作（均有一定報酬），形成傳、幫、帶循環。

四、改革教學方法

傳統的Pro/E課程教學注重指令講解，而Pro/E軟件體量龐大，特征命令繁多復雜，空間建模規則抽象，學生難于分析產品建模的正確順序和層次，遇到復雜零件往往無從下手，進而失去對課程的學習興趣，如何改革教學方法，提高學生的學習動力一直是個難題，更不要說進行課后的持續學習了，而要想達到改革后教學大綱的要求，僅僅靠課堂教學也是不夠的。

由此，我院結合企業的實際研發產品，自編項目化教材，實施以任務驅動的項目化教學模式，在項目中引入真實的設計任務，各個項目任務由簡入繁，相互關聯，能夠形成一個整體，讓學生在真實的設計環境中分組進行設計實戰，教師在教學過程中采用翻轉課堂等多種教學手段，引導學生思考創新，通過對比競賽激發學習熱情，這樣的教學模式突出了學生的主體地位，充分調動了學習積極性，學生掌握了從生產工藝理解建模邏輯的基本原理，理論和實踐充分結合有效培養了學生觸類旁通的創新能力，受到學生的普遍歡迎。

五、產學結合，學以致用

課程改革實施的同時，我院遵循“互利共贏、成果導向”原則，與三一應急救援裝備有限公司、三一海洋重工、三一起重機等研究院深度合作，承接大量初級研發工作并分包給學生小組，建立按勞分配的獎勵制度，鼓勵學生在課余時間進行適當勞動從而獲得一定的勞動報酬，間接提升學生的學習積極性，學生可以在做中學、學中做，充分發揮學生主觀能動性，變被動學習為主動求知。這種創新式的生產性學習的實施必須與學生的課程學習進度一致，與課程項目任務一致。

1.由于三一重工各研究院存在大量早期二維設計圖紙需要轉換成三維模型，以及大量外購件也需要進行三維建模，學生在學習完基礎模塊之后，就可以承接各類三維建模以及模型裝配工作了。

2.機械設計工程師在完成三維模型的設計之后，還需要將三維模型轉換成規范的二維工程圖以下達生產，所以在核心模塊學習完成以后，學生就可以嘗試完成出二維工程圖的工作，以及簡單的模型修改工作，工程圖的出圖工作看似簡單，實則需要對生產工藝和設備充分了解才能繪制出規范而又美觀的圖紙，當學生在師傅指導下，看到親手繪制的圖紙通過校對、審核、投入生產、制造出產品后，無可替代的成就感會迅速轉換成學習的動力。

3.大量的電氣工程師、液壓工程師是沒有學過三維制圖軟件的、而他們設計的電氣、液壓圖紙同樣需要進行空間的三維布線、三維布管，學生在完成拓展模塊的學習后，在承接三維布線、布管的工作中也學到了大量的電氣元件液壓元件知識。

4.在學生具備完成上述所有工作的技能后，在師傅的帶領下即可以嘗試開展初級研發工作，一般是從覆蓋件設計開始進行蒙皮、骨架的設計，熟練后可嘗試進行水路、油箱等中等難度結構件研發設計，并逐步成長為機械設計工程師。

高職院校合作制造企業設計外包服務的實踐，促進了高職院校人才培養層次的改革，加大校企合作深度，提升學生創新創業能力及自身競爭力。同時可以將企業研發流程分層，使設計人員從冗雜的低研工作中剝離出來，提升研發效率，降低企業研發成本。2018年春至今，學校已與三一集團泵送、港機、起重機、湖汽等6個子公司進行合作嘗試（簽訂《研發外包業務框架協議》），成功為企業完成約24000張圖紙業務，為企業節省了約10個工程師的工作量，同時為學院創造了可觀的經濟利益，累計創造項目價值一百余萬元，雙方對合作結果非常滿意。

五、結語

綜上所述，我院基于校企合作的Pro/E課程教學改革研究與實踐實施3年以來，取得了階段性成果，學生的機械設計、機械制造研發能力得到很好的提升，在進入研究院實習后，不需培訓即可上崗，得到企業的歡迎和好評，課程改革成果應用前景廣闊，未來將進一步深入進行相關人才培養與合作機制的研究實踐。

參考文獻：

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編輯 陳鮮艷