工程教育認證理念下的SolidWorks課程教學改革探索

潘圓媛

（江西制造職業技術學院 江西 南昌 330095）

隨著我國高等職業教育規模持續擴大以及國際化的不斷深入，如何提高人才培養質量和國際認可度是當前重要的課題。目前，較有影響力是國際學歷互認協議有《華盛頓協議》《悉尼協議》《都柏林協議》，其中《悉尼協議》是面向技術工程師，與我國高職院校的人才培養定位更接近，其核心理念是以“學生中心、成果導向、持續改進”。《悉尼協議》的理念和范式不僅有助于提高工程技術類人才培養質量，也可為高職院校其他專業人才培養提供借鑒[1]。

培養社會認可的專業化人才及優質課程建設是學校發展的核心，故我們要采用《悉尼協議》的核心理念為指導思想，研究適合江西制造職業技術學院（以下簡稱“我校”）實際情況的機電一體化專業課程體系中“SolidWorks三維建模設計”的課程建設。

1 “SolidWorks三維建模設計”課程性質和定位

SolidWorks是一款達索公司基于Windows平臺的主打三維的CAD設計軟件，主要面向機械設計領域，內嵌有二維草圖編輯器，運動學分析插件和有限元分析插件等，功能齊全，上手極快。在航空航天、國防、交通、機械、模具、電子通訊、醫療器械、離散制造等行業都有廣泛應用，是目前進行產品開發及模具設計最有效的工具之一。“Solid-Works三維建模設計”課程是機電一化技術開設的一門專業基礎課，也是一門實踐性較強的技術課，是培養機械行業工程技術應用型人才的知識結構和能力結構的重要組成部分。這門課程提供機電一體化技術專業所面向的制圖員、機電產品設計工程師（助理）等崗位所需要的相關知識、技能，并助力這些崗位人員素質目標的達成。

本課程先修課程是“AutoCAD”和“機械制圖”，這兩門課程對本課程的學習有很大幫助，尤其是“機械制圖”，很好地培養了學生識別圖紙的能力，只有先讀懂圖紙才能很好地利用SolidWorks軟件進行零件的結構建模。作為機械制造類專業的一門主要專業課，它對學生的后續學習幫助也很大，為后續的“MasterCAM”“UG”等相關課程打下基礎。學生通過學習本課程，掌握SolidWorks軟件的基礎建模命令的使用方法，掌握實體建模、零件裝配及工程圖繪制的能力，提升自身的空間想象能力和產品設計能力，為未來的實際應用提供必要的基礎。

2 課程目標設定

依據《悉尼協議》中“以學生為中心”的核心理念，課程教學目標的設定要始終圍繞學生，強調“教主于學”[2]。根據學生所需掌握的崗位職業能力和核心知識對課程的需求，來設計教師教什么，怎么教，使學生能應用課程所學解決實際工程問題。“SolidWorks三維建模設計”課程的主要任務是培養學生空間想象能力和產品設計能力，掌握實體建模、零件裝配及工程圖繪制的能力，為未來實際應用提供必要的基礎。依據課程所歸屬的畢業要求，設定“Solid-Works三維建模設計”課程目標，其中知識目標包括：掌握SolidWorks軟件的基于特征的零件建模方法；掌握三維實體造型、建模、零件裝配設計及工程圖創建的相關命令；掌握靈活運用建模命令進行零件設計的技巧。能力目標包括：具有空間想象能力，能夠閱讀分析零件圖，工程圖；能夠運用SolidWorks軟件實現零件三維建模、裝配設計及工程圖；能夠實現不同軟件間的文件交換與共享。素質目標包括：養成從實際出發，理論聯系實際，循序漸進的學習思想；具有良好的溝通能力和團隊協作精神；具有分析問題、解決問題的能力；能夠用理論知識解決實際問題；勇于創新、敬業樂業，具有創新意識和良好的職業道德。

3 教學內容選取

課程教學內容選取應服務于行業、企業發展要求。突出對學生職業能力培養，將能力培養貫穿于課程教學全過程，形成“以學生為主體”的能力培養型教學模式。本課程教學內容選取時將CSWA（SolidWorks認證助理工程師）考證大綱內容及要求有機融入，推進書證融通、課證融通。為使學生將軟件功能學習與工程實踐有機聯系起來，選取典型機械零件做案例，最終將本課程教學內容劃分為7個教學單元，整體理論與實踐課時比例為2:3，具體教學內容及課時安排如下。

項目一：軟件概述（2學時）。知識點：了解SolidWorks軟件及其操作界面。案例：自定義專屬模版。

項目二：草圖繪制（8學時）。知識點：草繪工具使用，草繪幾何命令使用，尺寸標注，約束添加，草繪其他功能。案例：①撥叉輪廓圖繪制，②扳手草圖繪制。

項目三：實體建模（20學時）。知識點：拉伸、旋轉、掃描、放樣等特征。案例：①支架三維建模，②上蓋三維建模，③墨水瓶三維建模。

項目四：附加特征建模（15學時）。知識點：孔、圓角、倒角、筋、拔模、抽殼等特征。案例：①底座三維建模，②開關座三維建模。

項目五：實體特征編輯（5學時）。知識點：陣列、鏡像、實體的組合及屬性編輯等實體特征編輯。案例：夾頭三維建模。

項目六：裝配體（5學時）。知識點：重合、垂直、平行、角度、距離等裝配方法、裝配檢查。案例：老虎鉗裝配。

項目七：工程圖（10學時）。知識點：零件圖紙的生成、標注、公差、注釋，裝配工程視圖生成，材料明細表、零件序號。案例：①軸承座零件工程圖創建，②夾具裝配體工程圖創建。

4 課程組織與實施

基于《悉尼協議》理念，要以學生為中心開展教學工作。提倡“教主于學”，在實際教學中提供應盡可能多的條件、采用不同教學方法、策略和手段，引導學生主動學習。隨著信息化技術在教學中的應用，應加強利用線上資源，使學生更有目的和計劃地學習。故我校課題組教師及同合作企業工程師共同開發建設了在線開放資源，網絡鏈接為https://www.xueyinonline.com/detail/227092480。采用線上線下混合式教學模式，將知識技能點的學習劃分為課前、課中、課后三個環節。課前線上學習理論或熟悉操作過程、課中線下進行任務實施及問題解決、課后線上討論答疑或查缺補漏或深度學習的三個環節，采用翻轉課堂、線上線下混合教學、案例法、任務導向法等教法，小組協作、團隊討論、任務實施等學法完成課程的學習。學生想要形成三維的思維能力和模型構建能力，一周兩次的練習是遠遠不夠的，需要學生課后不斷強化。因此通過線上學習平臺，打通學生與老師之間的溝通渠道，讓學生課下也可以自主學習、和教師討論問題、分享設計過程；同時通過平臺實時采集學生的學習過程信息，便于教師進行教學管理和調整教學。

以教學案例貫穿整個教學過程，對于難度較高的案例，為確保學生能夠完成任務，小組團隊由3～4人組成，組長由實踐能力強的學生擔任，將教學環節分為“引”（任務引入）、“演”（教學演示）、“做”（任務實施）、“評”（考核評價）4個階段[5]。

5 課程考核形式

課程評價的目的在于教學的診斷、激勵和調節。通過全面客觀的評價工作，參照教學目標對學生的成績進行估計，分析成績不良的原因。評價對教師和學生具有監督和強化作用，激發他們內在的需要和動力。評價結果信息能夠使師生了解自身的教和學的情況，教師和學生可以根據反饋信息修訂教學和學習計劃，調整教學和學習的行為，以達到所預定的教學目標。評價堅持過程性評價與對結果性評價相統一、教師評價與學生自我評價和相互評價相統一、對學生智力因素與非智力因素評價相統一的原則。注重對學生的知識和技能、學習過程和學習方法、創新意識和創造性思維、科學素質和職業素養進行評價。

針對如以布局整齊度、位置合理性等評價要點和考核評價中主觀性評估問題，借鑒CSWA考試，給定材料選擇，通過零件質量分析、組件質心的坐標系判定，作為零件建模和裝配體裝配的正確性考核。通過草圖的輪廓距離和面積測量，作為草圖繪制的正確性考核，以這樣方式來評估學生的草圖繪制、零件建模和元件裝配的軟件使用能力，都是一種客觀評估標準，避免受教師主觀的過多影響。

采取過程性考核與結果考核相結合，按平時成績占60%，期末考試成績占40%。

過程考核全部記錄在平臺上，對學生的學習全過程進行全方位考察，包括學生對本課程的參與度，學生的創新思維和解決問題能力，學生在課堂上的表現情況，學生對作業的完成度和完成質量，學生對比前期的進步情況等，均作為評定成績的依據，針對不同層次的學生靈活設置各項的占比情況。過程考核包括：學習態度、考勤、單元實踐，學習態度根據課堂回答問題、課堂紀律等由教師綜合評定，占比10%；考勤根據上課考勤情況由教師評定，占比5%；單元實踐根據學生完成課堂實練的情況由教師評定，占比45%。結果考核采取上機考試形式，由教師評定，占比評定成績40%。期末考試考題題型和結構借鑒CSWA考試進行設計，考試內容重點放在考核學生利用所學基礎知識和技能進行實際運用的能力。

6 課程評價與改進

基于《悉尼協議》理念，要求對課程建設情況及時反饋并評價，發現問題，及時修正，并持續改進課程建設。對課程采取診斷性、性成性、總結性等多維度評價[6]；將檢驗成果,筆試考試、實際操作評價等直接評價與問卷調查、座談會等間接評價相結合。

課程的建設從來沒有終點，必須向著符合學生發展、教學要求、企業需要持續改進。SolidWorks軟件具有更新速度快、模塊多等特點，更需要對課程建設持續改進和完善。

故我校課題組建立持續改進質量控制小組，對課程建設質量進行常態教研。按照PDCA循環，即“計劃（PLAN）—執行(DO)—檢查(CHECK)—處理(ACTION)”的人才培養質量評價與反饋機制，開展《SolidWorks三維建模設計》課程建設的持續改進工作。在計劃階段，確定改進的目標和達成目標的方法措施；在執行階段，嚴格執行計劃，如有變化，小組討論后及時修改更新計劃；在檢查階段，課題組根據預期目標，檢查進度和效果的達成度，并進行自我診斷分析，學校進行抽查評估。在處理階段，對總結檢查的結果進行處理，對成功的經驗加以肯定，并予以標準化；對于失敗的教訓也要總結，引起重視。對于沒有解決的問題，應提交給下一個PDCA循環中去解決。

7 總結

本文借鑒國際工程教育資格互認協議中《悉尼協議》“以學生為中心、以成果為導向、持續改進”的核心理念，指導“SolidWorks三維建模設計”課程建設。將信息化技術與課程融合，以培養高素質技術技能型人才為目標，從課程目標確定、課程內容重構、課程資源建設、課程實施方式改革、課程評價體系構建等方面進行研究與實踐。江西制職業技術學院SolidWorks課程組經過2年的實踐，成果明顯，對提升學生的三維建模的技能核心能力和創新思維能力、培養出社會需要的高素質的三維設計的技術型人才具有重大意義。雖然改革已初見成效，但仍然有問題有待進一步改正，課程的建設沒有終點，需要不斷實踐研究，發現問題并持續改進。