高職《三維實體設計》課程教學改革的探討

李凡 朱紅波 高翔 王迪

摘?要：《三維實體設計》是高職機械工程類專業學生學習和掌握三維實體設計技術的一門專業基礎課程。本文主要介紹了該課程在結合工程實際的項目式教學方式，小組合作的教學模式上的改革與改進，并通過大賽激勵，與創新創業結合，提高學生的學習興趣，培養學生的創新能力和團隊精神。

關鍵詞：三維實體設計;solidworks;教學方法;創新能力

中圖分類號：G712?文獻標識碼：A

三維實體設計課程是面向機械類專業開設的專業基礎課程，是學生學習三維設計軟件及利用三維軟件進行創新設計的一門實踐性課程。然而，在長期的教學中發現該課程的教學是以純粹以技能點的理論知識為主線，側重培養學生三維軟件命令使用，并沒有圍繞工程實際去進行教學內容的組織和設計，盡管采用了一些案例教學，但各個案例之間缺乏關聯度，在學習模式上采用教師教一個圖，學生畫一個圖的學習模式。這種學習模式不能調動同學們的學習興趣，因此必須進行教學改革以提高該課程的教學水平和教學質量。

1 采用結合工程實際的項目式教學方式[1]

項目式教學是教師和學生結合工程實際項目而進行的教學活動。與課堂知識傳授型教學活動不同，項目式教學優先考慮解決實際工程問題的能力的培養。項目式教學是將課程知識點和工程實際關聯，把學習內容設計成若干的項目，學生通過對項目的練習、實操培養動手能力和創新精神。

項目式教學要突出實踐性。項目選擇要與社會需求密切相關，具有實用性和針對性。要有實踐經驗才能設計出符合工程實際的教學案例，要讓行業企業專家參與到課程內容的設置中去，教師也要到企業中去，參與企業實踐，只有成為企業的師傅，才能設計出符合工程實際的項目[2]。

項目式教學要構建以應用為主的教學體系。現有的高職教育專業基礎課大多是學科體系，它是以人們認識該學科知識的邏輯順序來安排章節內容，學科體系的知識結構與學術教育有關，并不適合高職教育的培養要求。高等職業教育以培養高素質技術技能人才為根本任務，它的體系應該以“應用”為主，圍繞著專業的崗位設置若干個項目，在項目中將需要的學科知識融入。在教學計劃中，讓實踐教學占有較大比重，這就體現了項目式教學符合高職教育的培養任務。

以三維實體設計課程為例，傳統的項目設計模式為：第一模塊：三維設計認識;第二模塊：二維草圖設計;第三模塊：實體零件設計;第四模塊：裝配體設計;第五模塊：工程圖設計。這種設計方式盡管也是以項目任務的方式進行了教學，但還是以學科體系為主線，沒有構建以應用為主的教學體系。按照應用實踐為主的教學體系可以將課程項目設計為：項目一：軟件的基本知識;項目二：軸套類零件建模;項目三：輪盤蓋類零件建模;項目四：叉架類零件建模;項目五：箱體類零件建模;項目六：常用件建模;項目七：球閥裝配體設計;項目八：減速器的裝配設計;項目九：階梯軸工程圖設計;項目十：端蓋工程圖設計;項目十一：球閥裝配體工程圖設計。在完成以上項目教學以后，課程的考核可以是過程考核，也可以是一個項目或一個作品形式來體現。

2 采用小組合作的學習模式

“小組合作學習”是一種創新的教學策略，被世界上許多國家普遍采用[3]。小組合作式教學模式強調以學生為主體，將大的班級劃分成若干學習小組，針對某一具體三維設計項目，小組成員自主學習，有利于培養學生的自主性和獨立性。同時在成績評價時候不以個人為單位，這就要求在合作學習中，把個人融于群體之中，在集體中互相交流，增強交流表達的能力，培養了團隊合作意識。小組成員圍繞共同的目標進行研究和討論，然后達成統一的目標。在此期間，教師指導，并監控整個過程，指導學生實現任務目標。通過“小組合作學習”不僅能對所學知識領悟和理解，而且能從與他人合作和互動中將知識連貫起來構建知識體系[4]。

3 將三維實體設計課程教學與大賽相結合

常言道：“普通教育有高考，職業教育看大賽”，將三維實體設計課程與大賽相結合，提高學生持久學習興趣，起初學生對于項目式教學表現出很強的學習主動性和積極性，但隨著時間的推移，學習興趣逐漸降低，這其中的原因主要是基本的三維建模知識已經掌握，學生感覺學會了且沒有應用途徑。這時可以通過指導學生參加全國三維數字化創新設計大賽，該項大賽是在國家大力實施創新驅動發展戰略，推動實體經濟和數字經濟融合發展的時代背景下開展的一項大型公益賽事，以“創新設計”與“三維數字化”為特色，突出體現科技進步和產業升級的要求，是大眾創新、萬眾創業的具體實踐。學習三維課程的同時，將學生分組準備作品參加大賽，明確參賽目標后，學生就有了學習的目標，就會投入了更多精力來完成作品。同時，學生和老師一起分析比賽的規程，學習歷屆的優秀作品，師生積極討論并提出問題解決問題。由于比賽要設計完成一個完整的作品，工作量相對較大，因此學生需要根據自己的專長分工協作。團隊成員通過認真的討論，進行了明確的分工，設計參賽模型、改進、創新，并進行虛擬裝配、渲染及動畫完成作品。

4 將三維實體設計課程教學與創新創業相結合

在“大眾創業，萬眾創新”的時代背景下，推進專業教育與創新創業（簡稱“雙創”）教育相融合是高職院校培養應用型人才的新目標[5]。三維實體設計課程在創新創業培養中具有很強的可操作性，同時通過創新創業為載體提高學生學習三維設計課程的動力。

三維設計知識儲備是機械專業創新創業的基礎，因此在課程體系建設上，除了設置三維建模基礎知識外，還需增加具有實用性和創造性的課程內容，將創新創業內容嵌入課程，將理論教學、實踐教學、創新創業教育有機結合，形成“課內+課外、校內+校外、知識+創新”的生態系統[6]。繼而為學生創新創業鋪就扎實的基礎，同時創新創業也能增強學生對專業課程認知，為之帶來更多的靈感，為三維實體課程學習提供源源不斷的動力。三維實體設計也是天生了創新工具，學生可以利用所學的三維實體設計知識將自己內心的想法展現為三維作品表達出來，以筆者所在學校為例，近年來，學生先后利用三維設計技術設計了活塞式壓縮機，油田污水處理裝置，蒸汽式桿類爬升轉置，自動化蔬菜水果打包機等十余個完整作品，發表實用新型專利十余項。

三維實體設計課程也可用于創業工具，學生畢業后根據所學的三維知識開設三維設計相關公司，為企業提供三維創新設計服務。我校2014級畢業生南營唐三維創新設計服務項目在全國互聯網+創新創業大賽中獲得國賽銀獎。

5 結語

本文介紹了《三維實體設計》課程改革幾個方面，從結合工程實際的項目式教學，采用學生“小組合作學習”的方式，并將課程學習與技能大賽、創新創業結合共同來調動學生的學習積極性，充分培養學生的實踐動手能力和團隊合作精神。

參考文獻：

[1]胡春芳.關于高職項目式教學改革的探析[J].職教論壇，2012（05）：32-33.

[2]華學兵，魏振樞.高職院校項目化教學改革探索和實踐——以《三維設計Pro/E》課程為例[J].中州大學學報，2016，33（05）：121-124.

[3]李芬芳.基于合作學習的高職學生社會能力培養策略[J].寧波職業技術學院學報，2018，22（05）：29-32.

[4]王迪，孫立強，李凡，李繼霞，周永新.高職課外實施“興趣小組”的實踐與研究[J].教育現代化，2019，6（62）：290-292.

[5]楊薇霖，周巍.基于高職創新創業背景下無人機航拍課程體系建設探究[J].中國設備工程，2020（15）：220-221.

[6]趙亞杰.校企合作機制下高職專業課程與創新創業教育融合研究[J].科技風，2020（19）：60-61.

基金項目：克拉瑪依市創新環境建設計劃（軟科學）項目;項目名稱：基于學科競賽的高職機械類專業學生創新能力培養研究與實踐（項目編號：2020HJRKX0002）

作者簡介：李凡（1984—?），男，漢族，湖北襄陽人，碩士研究生，講師，研究方向：機械CAD/CAM、數控加工技術。