工程軟件在汽車設計類課程教學中的改革實踐

蕪湖職業技術學院 汪新偉，柯國琴

《汽車零部件識圖與繪圖》《汽車設計軟件及其應用》《計算機繪圖》等課程是汽車制造與裝配專業、汽車檢測與維修技術專業的專業必修課程。通過這些課程的學習，使學生更加透徹地理解圖紙語言，為學習《汽車設計》等后續課程奠定基礎。作為汽車設計的必備工程軟件工具，如AUTO CAD、UG、CATIA、PROE等，也紛紛引入這些專業必修課程。

1 目前工程軟件的教學模式存在的不足

目前主流的工程軟件教學過程多采用上機教學方式，在專用教學機房中一人一機。由教師先演示繪制過程，學生根據演示過程或教材內容逐步完成操作，在操作過程中加強對繪圖命令的理解和掌握。教師布置一些繪圖練習讓學生課后完成，并要求學生在規定時間內上交，教師及時完成批閱。由于需要學生親自動手繪圖，所以這類課程較其他理論課有更高的參與度，但這種教學過程和模式也帶來種種問題，具體表現在以下4個方面。

（1）學生知識基礎不均衡，部分學生接受新知識的能力較差、空間想象能力不足，跟不上教學節奏，導致逐漸失去學習興趣。

（2）學生學習自主性、主動性不高，教學過程都是被動地完成書本或習題冊上的練習，沒有主動學習的意識。

（3）書本和習題冊的練習大多采用規范模型，著重加深對基本操作命令的運用，與真實的汽車零部件和汽車設計過程相距甚遠。

（4）工程軟件僅僅作為一門課程來學習，無法將其融入到其他課程當中作為一項工具來使用。

2 工程軟件教學改革與實踐

教學改革的總體思路為強化學生的基礎知識和繪圖基本功，引導學生自主學習，培養學生的創造性；將真實汽車零部件及企業案例融入教學內容，使教學過程與企業工作內容實現無縫對接；將工程軟件教學拓展到《機械設計原理》《汽車構造與拆裝》《汽車設計》等課程中，強化工程軟件的工具作用；指導學生參加建模大賽、機械設計大賽、撰寫專利等，使其做到學以致用。

2.1 視頻演示教學

將工程軟件的基本命令及操作進行離散化，把每個知識點拍攝成3 min左右的教學視頻，學生可以通過視頻進行自主學習。這種方法可以節約大量用于基礎教學的時間，同時學生可以根據自己的基礎和學習進度，自主選擇學習內容，取得了良好的教學效果。

2.2 實物教學

在前期已掌握基礎知識的情況下，通過實物測繪培養學生的立體思維和繪圖技巧。在學習UG建模時，以建立發動機連桿模型為例，首先從發動機上拆下發動機連桿，并進行實物測量，再用UG軟件進行繪制。發動機連桿實物及在UG軟件里面所建立的模型如圖1所示。利用實物教學，學生不僅可以復習汽車構造課程中的相關知識，學習各種測量工具的使用，而且可以將所學的軟件命令應用到實際建模過程中。

圖1 發動機連桿實物及數模

在學習CATIA裝配圖設計時，將曲柄連桿機構的曲軸、活塞、連桿、連桿蓋等數模作為實例，要求學生按照《汽車構造與拆裝》課程的要求，將零件進行裝配，并進行運動學仿真，模擬曲軸及連桿的運動情況。曲柄連桿機構CATIA裝配圖如圖2所示。

圖2 曲柄連桿機構裝配圖

2.3 企業案例教學

將企業真實工作案例引入教學內容，將教學過程與真實的汽車設計過程結合起來。在汽車設計中，整車尺寸必須滿足《汽車、掛車及汽車列車外輪廓尺寸、軸荷及質量限值》（GB 1589—2016）法規。先要求學生通過網絡查找相關法規文件，閱讀和理解法規條款；再通過軟件在數模上進行整車尺寸測量；最后撰寫整車尺寸校核報告，完成整個工作任務。

整個工作任務都源于企業實際汽車設計過程，與真實工作內容基本一致，極大地提升了學生的學習興趣，取得了良好的教學效果。

2.4 以賽促教

針對學校或市里開展的機械設計大賽和專利設計大賽，積極動員學生組隊參加。教師在比賽中起引導和組織的作用，學生獨立完成課題選擇、圖紙繪制、材料撰寫、比賽答辯等工作。學生在一系列的活動中，不僅提高了軟件使用水平，也鍛煉了自己的組織協調能力和文字表達能力，獲得了滿足感和成就感。圖3所示為我校學生運用AUTOCAD繪制專利圖紙，成功申請《一種汽車門鉸鏈耐久性測試裝置》實用新型專利，并參加市專利創新大賽，獲得市級一等獎的好成績。

圖3 專利創新大賽學生作品

工程軟件在汽車設計類課程中占有重要地位。經過一系列的教學改革和實踐，改變了目前軟件教學中重理論輕實踐、與企業實際脫節嚴重等突出問題，優化了教學內容，提高了學生的實踐能力，取得了良好的教學效果，也為學生畢業后走上汽車設計崗位奠定了良好的基礎。