《Pro/Engineer三維CAD應(yīng)用技術(shù)》課程教學設(shè)計研究與探索*

張春紅1張 寧2王開德1宋如敏1（1.徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學院 江蘇 徐州 221006；2.徐州工程學院 江蘇 徐州 221008）

《Pro/Engineer三維CAD應(yīng)用技術(shù)》課程教學設(shè)計研究與探索*

張春紅1張 寧2王開德1宋如敏1
（1.徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學院 江蘇 徐州 221006；2.徐州工程學院 江蘇 徐州 221008）

本著以高職教育培養(yǎng)目標為依據(jù)，遵循“知識夠用、實用”原則，突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課改理念，對《Pro/Engineer三維CAD應(yīng)用技術(shù)》課程進行了為期三年的研究與探索，設(shè)計出了20多個項目作為實踐教學研發(fā)的對象，以案例教學為主要教學方法，構(gòu)建了該課程的基于工作過程的導向式、三維立體化教學設(shè)計模式，并取得了較好的教學效果。

高職；Pro/Engineer三維CAD應(yīng)用技術(shù)；教學設(shè)計

Pro/Engineer軟件（簡稱Pro/E）是美國PTC公司開發(fā)的三維建模軟件，主要用于產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計、零部件裝配、數(shù)控加工仿真、工程圖繪制等方面。

課程性質(zhì)與定位

課程性質(zhì) 我校調(diào)查了機電一體化專業(yè)就業(yè)崗位群的工作范圍，分析了人才的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)，確定《Pro/Engineer三維CAD應(yīng)用技術(shù)》課程為該專業(yè)的核心技術(shù)課程。本課程是整個專業(yè)培養(yǎng)方案中承上啟下的重要一環(huán)，通過本課程的學習，可以使學生對先修的《機械制圖與CAD》、《機械制造》、《機械設(shè)計》等課程理論知識的理解更加透徹，也可為后續(xù)學習《數(shù)控編程》、《數(shù)控加工》等課程奠定基礎(chǔ)。本課程主要面對的就業(yè)崗位為制圖人員、裝配人員、設(shè)計人員、編程人員等。這些崗位需要的職業(yè)能力分為：（1）初級能力。臨摹產(chǎn)品，對產(chǎn)品進行三維建模、虛擬裝配、工程圖繪制的能力。（2）中級能力。根據(jù)圖紙和實物對產(chǎn)品進行三維建模、虛擬裝配的能力。（3）高級能力。根據(jù)客戶要求對產(chǎn)品進行三維建模設(shè)計、虛擬裝配、工程圖制作、編程的能力。

課程目標定位 要把這些工作領(lǐng)域的職業(yè)能力轉(zhuǎn)化為學習領(lǐng)域的學習能力，因此，本課程的課程目標制定如下：（1）知識目標。掌握軟件的一些常用功能，能歸納典型零件結(jié)構(gòu)分析方法。（2）能力目標。具備資料收集能力、三維想象能力、三維建模能力、虛擬裝配能力、工程圖繪制能力、編程能力及創(chuàng)新設(shè)計能力。（3）素質(zhì)目標。培養(yǎng)合作精神，養(yǎng)成優(yōu)良的職業(yè)道德素質(zhì)。

課程教學設(shè)計理念與思路

課程教學設(shè)計理念 本課程以知識夠用、實用為原則，采用基于工作過程的設(shè)計思路，以減速器項目的三維設(shè)計為主線進行導向式教學，以20多個工程案例設(shè)計為主要學習領(lǐng)域，內(nèi)容涵蓋了4個學習情境，采用集中教學的方式，讓學生在教師的引導下進行探究性學習。

課程教學設(shè)計思路 （1）根據(jù)工作過程要求序化教學內(nèi)容。以減速器項目的教學設(shè)計為例：減速器實物→拆解與測繪→拆解成機體、機蓋、齒輪軸等12個子零件→對每一個子零件進行草圖繪制→對每一個子零件進行三維建模→12個子零件在Pro/E軟件下虛擬裝配→12個子零件在Pro/E軟件下運動仿真→12個子零件在Pro/E軟件下編程加工。這樣，可以讓學生的學習過程與工廠工作過程相符合，使學生建立零件設(shè)計整體概念，從而提高其零件設(shè)計應(yīng)用能力。（2）理實一體化的學習情境。每一個學習情境完成一個或多個工程案例的設(shè)計任務(wù)。本課程構(gòu)建了4個學習情境：典型零件實體創(chuàng)建情境；零件裝配情境；零件編程加工情境；簡單產(chǎn)品設(shè)計情境。并對每個學習情境按六步法（目標確定、結(jié)構(gòu)分解、知識點介紹、示范操作、練習、評價小結(jié)）組織教學。下面以典型零件實體創(chuàng)建情境為例，說明學習情境的內(nèi)容及學時分配，如表1所示。

表1 學習情境的內(nèi)容及學時分配表

課程教學內(nèi)容設(shè)計

教學內(nèi)容的針對性與適用性 根據(jù)企業(yè)的需要確定課程教學內(nèi)容。教學內(nèi)容在產(chǎn)品選擇上應(yīng)注重產(chǎn)品的典型性、實用性和先進性，并且課程教學內(nèi)容與職業(yè)資格證書的知識點和技能點應(yīng)相互吻合。

教學內(nèi)容的組織與安排 （1）教學內(nèi)容的組織。以機械制造典型工作任務(wù)及工作過程為主線組織教學內(nèi)容。（2）教學內(nèi)容的安排。通過校內(nèi)實訓+企業(yè)參觀的方式安排教學內(nèi)容。

課程教學模式設(shè)計

具體如圖1所示。

三維立體化教學模式 這種教學模式構(gòu)建了由理論到實踐、由課內(nèi)到課外、由基礎(chǔ)到創(chuàng)新、由課本到網(wǎng)絡(luò)的立體化教學模式，能拓展學生的學習空間，使學習與工作氣氛更加接近。

基于工作過程的導向式教學模式 使學生的學習過程與工廠工作過程相符合，使學生建立起零件設(shè)計的整體概念，從而提高其零件設(shè)計的應(yīng)用能力，最終培養(yǎng)學生從事職業(yè)工作所需要的個人能力、方法能力、社會能力、專業(yè)能力。

圖1 三維立體化教學模式圖

教學方法 整個課程教學靈活運用了案例法、啟發(fā)法、討論法、現(xiàn)場教學、創(chuàng)新法等教學方法。

多種教學手段的運用 網(wǎng)絡(luò)教學、多媒體教學、技能競賽等多種教學手段綜合運用，把制作的學材、工作任務(wù)單、課件、教學錄像等制作成光盤發(fā)給學生，供學生課外學習，將這些教學資料發(fā)到學校網(wǎng)站上，供學生自主學習。同時，組建了CAD協(xié)會，挖掘優(yōu)秀學生資源，協(xié)助教師科研攻關(guān)及參加校內(nèi)外競賽。

教學評價設(shè)計

實施多元化開放式評價體系的設(shè)計，即把項目學習理論應(yīng)用于實際教學之中，并在新的模式引導下對傳統(tǒng)評價方法進行相應(yīng)的變革：使過程性評價與總結(jié)性評價相結(jié)合，用社會評價補充校內(nèi)評價，用學生互評、自評、教師評價相結(jié)合替代教師獨立評價，構(gòu)建多元開放的評價體系。

課程創(chuàng)新

將項目教學法引入課堂教學中 采用生產(chǎn)和生活中的實例，學生在教師的引導下，通過一個個項目的完成進行探究性學習，培養(yǎng)研究精神。同時，采用師生互問互答、學生上臺講建模思路、疑難問題大討論、建模方法大搜捕等形式，活躍課堂氣氛，提高學生的學習興趣。

課程之間緊密聯(lián)系、案例教學貫穿始終 將本課程與其他課程（制圖、液壓、機械設(shè)計）緊密結(jié)合起來，不僅可以擴大本課程的教學范圍，還可以促進對其他課程的理解與學習。同時，將案例教學貫穿全過程，通過本課程的學習，使學生能夠真正設(shè)計出可以生產(chǎn)的產(chǎn)品。

工學結(jié)合 邀請企業(yè)工程師共同確定課程內(nèi)容，使企業(yè)工程師參與課程開發(fā)。教師脫產(chǎn)到企業(yè)鍛煉，將教研活動搬到企業(yè)，與企業(yè)開展技術(shù)交流活動。

創(chuàng)新性學習 在教學中，教師還可以不限定題目，完全要求學生自主尋找案例，自主創(chuàng)新、自主設(shè)計出各種各樣的個性化產(chǎn)品，然后根據(jù)設(shè)計的難易程度評定分數(shù)，這樣才能培養(yǎng)出具有研發(fā)能力的學生。

教學評價的創(chuàng)新 （1）教學評價的對象。基于項目學習的高職《Pro/Engineer三維CAD應(yīng)用技術(shù)》課程教學評價的對象是課堂教學系統(tǒng)。這一系統(tǒng)由教師、學生、教學過程及教學手段等要素構(gòu)成。傳統(tǒng)的教學評價主要是對學生的評價，評價的對象過于片面化。對整個教學系統(tǒng)進行評價，既可以為學生的學習起一個導向作用，又可以引導教師勤奮工作、完善教學，還可以總結(jié)教學經(jīng)驗，為學校管理層提供決策依據(jù)。（2）評價內(nèi)容突出企業(yè)特色。職業(yè)教育是開放性的、社會化的教育，職業(yè)學校的辦學質(zhì)量只有得到用人單位、學生及家長的認可才有實際意義。社會的多角度評價不僅能保證學校為社會經(jīng)濟發(fā)展帶來效益，還能提高學校的聲譽。

課程改革成效

我們本著以高職教育培養(yǎng)目標為依據(jù)，遵循“知識夠用、實用”原則，工學結(jié)合，突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課改理念，對《Pro/ Engineer三維CAD應(yīng)用技術(shù)》課程進行了為期三年的教學改革，取得的成果如下：

1.完成了包括《Pro/Engineer應(yīng)用技術(shù)》在內(nèi)的機電一體化主干課程的校企共建及課程體系重構(gòu)。

2.在課改理念的指導下，教師以課堂為載體，經(jīng)過不斷的教學實踐，培養(yǎng)了大批具有創(chuàng)新能力的學生，他們自主尋找案例，設(shè)計出了自行車、飛機、人臉肖像等多種個性化產(chǎn)品。

3.學校設(shè)立了CEAC（計算機輔助設(shè)計工程師）技能鑒定點，學生參加技能鑒定考證培訓的認證通過率達98%以上。

4.基于項目的《Pro/Engineer三維CAD應(yīng)用技術(shù)》課程教學設(shè)計模式有效地提高了教師的教學質(zhì)量。該設(shè)計模式從各個方面對教師提出了具體要求，特別是在務(wù)實的方面，如教學設(shè)計是否從學生實際出發(fā)，教學內(nèi)容是否反映了科學前沿信息，教學過程是否充分調(diào)動了學生的積極性，教學態(tài)度是否平等友善等。從總的情況來看，這些要求對教師自覺提高專業(yè)技能、不斷完善教學效果具有良好的推動作用，同時對促進教師的專業(yè)發(fā)展也有明顯的作用。

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G712

A

1672-5727（2011）09-0081-02

張春紅（1978—），女，江蘇徐州人，碩士，徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學院講師，研究方向為與材料相關(guān)的高職教學。

張寧（1980—），男，江蘇徐州人，博士，徐州工程學院講師，研究方向為與材料相關(guān)的高職教學。