基于Pro/E三維技術(shù)的機(jī)械基礎(chǔ)類課程教學(xué)改革與實(shí)踐
針對(duì)當(dāng)前企業(yè)對(duì)人才的需求與高素質(zhì)創(chuàng)新型人才不足之間的矛盾,基于工作過(guò)程系統(tǒng)化開(kāi)發(fā)Pro/E三維設(shè)計(jì)項(xiàng)目課程,創(chuàng)建特色鮮明的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。結(jié)合高職院校學(xué)生的實(shí)際情況以及各課程之間的內(nèi)在聯(lián)系,從培養(yǎng)學(xué)生的工程職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)出發(fā),將Pro/E 技術(shù)融入機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中。實(shí)踐證明,教學(xué)資源質(zhì)量和教學(xué)效益顯著提高。通過(guò)考證培訓(xùn)、技能競(jìng)賽、創(chuàng)新作品,強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
國(guó)家大力推動(dòng)自主創(chuàng)新、實(shí)現(xiàn)從“制造大國(guó)”到“創(chuàng)造大國(guó)”轉(zhuǎn)變的新時(shí)代,體現(xiàn)了科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的要求。為適應(yīng)新時(shí)代3D 技術(shù)大眾化的要求,大力推動(dòng)3D 技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新型專業(yè)人才培養(yǎng),提出在高職院校樹(shù)立起新的教育質(zhì)量觀念,引入三維CAD 等現(xiàn)代科技發(fā)展的新成果,對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)類課程進(jìn)行融入3D 技術(shù)的教學(xué)改革,對(duì)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)與實(shí)踐能力的培養(yǎng)進(jìn)行認(rèn)真系統(tǒng)的研究和創(chuàng)造性實(shí)踐,取得一定的成效。
1、開(kāi)發(fā)與建設(shè)Pro/E 軟件課程
從企業(yè)對(duì)人才的需求出發(fā),尊重學(xué)生個(gè)性化發(fā)展和自主學(xué)習(xí)的需要,按照當(dāng)今先進(jìn)職教理念,對(duì)Pro/E 三維設(shè)計(jì)課程進(jìn)行教學(xué)改革,將其建設(shè)成為高職院校中具有一定影響力的精品課程。
1.1、基于工作過(guò)程系統(tǒng)化、項(xiàng)目化開(kāi)發(fā)課程
參照三維數(shù)字建模師相關(guān)職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn),突出崗位職業(yè)能力的培養(yǎng),以機(jī)械行業(yè)中典型機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中的工作任務(wù)及其工作過(guò)程為基點(diǎn)進(jìn)行課程內(nèi)容的重組,體現(xiàn)課程的職業(yè)性;通過(guò)分析職業(yè)崗位所需的知識(shí)、能力和素質(zhì)需求,設(shè)計(jì)綜合性學(xué)習(xí)項(xiàng)目,采用合適的教學(xué)載體,將課程內(nèi)容任務(wù)化、項(xiàng)目化,強(qiáng)調(diào)整體的連貫性和系統(tǒng)性。并不斷根據(jù)時(shí)代的變化探索制定最適合學(xué)生學(xué)習(xí)的、形式多樣的教學(xué)方法和手段,讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做,通過(guò)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的思考培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。
1.2、充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)
依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),把網(wǎng)絡(luò)課程作為實(shí)施傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)等人才培養(yǎng)的重要載體和手段。Pro/E 三維設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)課程建成之后,應(yīng)根據(jù)需要不斷更新和完善,形成豐富多樣的教學(xué)資源和開(kāi)動(dòng)式的交流互動(dòng)答疑系統(tǒng),包括課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)課件、電子教案、動(dòng)畫、圖片、視頻、習(xí)題庫(kù)、試題庫(kù)等。特別突出職業(yè)考證與技能競(jìng)賽、學(xué)生作品的展示,使學(xué)生形成基于網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放式主動(dòng)學(xué)習(xí)的方法。
1.3、課程融入職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)展技能考證
課程融入三維數(shù)字建模師相關(guān)國(guó)家職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)展職業(yè)技能考證的培訓(xùn)和鑒定工作。該項(xiàng)目由中國(guó)圖學(xué)學(xué)會(huì)和國(guó)際幾何與圖學(xué)學(xué)會(huì)在全國(guó)系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)合組織展開(kāi),并按《CAD技能等級(jí)考評(píng)大綱》進(jìn)行考核。實(shí)踐證明,通過(guò)考證培訓(xùn),增強(qiáng)了學(xué)生的職業(yè)技能,促進(jìn)就業(yè)。
2、利用Pro/E 三維設(shè)計(jì)技術(shù)提升機(jī)械基礎(chǔ)類課程質(zhì)量
結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況以及各課程之間的內(nèi)在聯(lián)系,從培養(yǎng)學(xué)生的工程職業(yè)能力和工程職業(yè)素質(zhì)出發(fā),將Pro/E 三維設(shè)計(jì)技術(shù)引入機(jī)械基礎(chǔ)類課程教學(xué)中,取得較好的效果。按照優(yōu)質(zhì)課程的要求進(jìn)行建設(shè),緊扣當(dāng)前學(xué)習(xí)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)化、學(xué)習(xí)資源數(shù)字化、學(xué)習(xí)方式多樣化的特點(diǎn),提升課程建設(shè)水平和精品課程輻射示范作用。
2.1、引入Pro/E 三維設(shè)計(jì)技術(shù)到機(jī)械制圖課程中
一方面,利用Pro/E 軟件制作大量的教學(xué)模型供機(jī)械制圖課程教學(xué)使用,如零件模型、裝配體、工程圖、分解動(dòng)畫、裝配動(dòng)畫、運(yùn)動(dòng)仿真視頻等,便于學(xué)生的認(rèn)識(shí)和理解,而且使用方便,教學(xué)效果顯著增強(qiáng);另一方面,在Pro/E 軟件教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)該有意識(shí)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)零件圖和裝配圖的表達(dá)方法、尺寸標(biāo)注以及公差與配合、表面粗糙度等基本知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生在使用Pro/E 軟件進(jìn)行三維建模的同時(shí)生成二維工程圖,強(qiáng)化學(xué)生的空間想象能力和形象思維能力,提高識(shí)圖能力和工程制圖能力。
2.2、引入Pro/E 三維分析技術(shù)到機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中
首先,利用功能強(qiáng)大的Pro/E 軟件建立教學(xué)資源庫(kù),運(yùn)用于機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)。同時(shí)也用于完善該課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中的虛擬裝配平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)仿真平臺(tái)、機(jī)械設(shè)計(jì)動(dòng)畫教學(xué)系統(tǒng)等,為學(xué)生提供豐富的立體的學(xué)習(xí)環(huán)境、虛擬實(shí)訓(xùn),進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)效率。
其次,Pro/E 軟件是實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)的工具,因此應(yīng)注重Pro/E 軟件操作能力與機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)相結(jié)合。通過(guò)項(xiàng)目教學(xué),讓學(xué)生掌握Pro/E 的裝配設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù),并引導(dǎo)學(xué)生將這些技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)綜合、機(jī)械零件及整機(jī)的分析計(jì)算、設(shè)計(jì)審查與評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)信息處理等。
設(shè)置綜合性項(xiàng)目,讓學(xué)生綜合運(yùn)用多門課程的知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐。學(xué)生在進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),利用Pro/E 的虛擬裝配與分解,加深對(duì)組件的結(jié)構(gòu)和特征的認(rèn)識(shí),檢查裝配體中是否存在干涉現(xiàn)象,學(xué)會(huì)解決干涉問(wèn)題。通過(guò)利用Pro/E 的運(yùn)動(dòng)仿真功能,學(xué)生能更直觀地了解自己的設(shè)計(jì)是否符合要求,并能盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的不合理之處,及早修改設(shè)計(jì)方案,從而防止后期修改時(shí)消耗更多的資源和時(shí)間。這就為學(xué)生掌握傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了有力的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
將Pro/E 應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中,首先是具有較大的新穎性,改變了原有相對(duì)較為陳舊的分析技術(shù)和分析方法,實(shí)現(xiàn)了教學(xué)創(chuàng)新;其次是改變了原來(lái)學(xué)生用圖解法或解析法進(jìn)行機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)做法,實(shí)現(xiàn)機(jī)械的計(jì)算機(jī)化輔助設(shè)計(jì)和分析。
3、促學(xué)生出成果,重在創(chuàng)新作品與參加技能競(jìng)賽
Pro/E 三維設(shè)計(jì)課程與機(jī)械基礎(chǔ)課程之間的關(guān)系緊密,在教學(xué)中應(yīng)相互滲透、相互促進(jìn),并進(jìn)一步向?qū)I(yè)化發(fā)展,以適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和國(guó)家大賽的要求。
3.1、注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力,豐富學(xué)生作品
注重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和創(chuàng)新思維能力,鼓勵(lì)學(xué)生組團(tuán)參加工程實(shí)踐活動(dòng),進(jìn)行面向生產(chǎn)制造等工程應(yīng)用目的的作品設(shè)計(jì),如專用精壓機(jī)的設(shè)計(jì)、紙杯機(jī)的設(shè)計(jì)等,并利用Pro/E 技術(shù)進(jìn)行仿真與展示。還可以以頂崗實(shí)習(xí)的方式或兼職參與企業(yè)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。
3.2、高度重視技能競(jìng)賽,以賽促教、以賽促訓(xùn)、以賽促用、以賽促新
全國(guó)三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和“高教杯”全國(guó)大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽已成為我國(guó)圖學(xué)界中規(guī)模大、規(guī)格高、水平強(qiáng)、影響廣的賽事。對(duì)于大賽,各職業(yè)院校應(yīng)廣泛動(dòng)員、積極參與、扎實(shí)準(zhǔn)備、精心組織,把大賽作為對(duì)日常培訓(xùn)、教學(xué)工作和實(shí)踐水平的檢閱,把培訓(xùn)和應(yīng)用作為大賽的前期準(zhǔn)備和根本目標(biāo),工作重點(diǎn)落在人才培訓(xùn)、教學(xué)改革、課程建設(shè)和實(shí)踐應(yīng)用上。宣傳貫徹技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),以“三維數(shù)字化”與“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”為特色,重點(diǎn)體現(xiàn)現(xiàn)代三維設(shè)計(jì)制造方法與實(shí)際應(yīng)用流程,以創(chuàng)意、創(chuàng)新、創(chuàng)造為核心,突出三維技術(shù)對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐的支持和推進(jìn),引導(dǎo)參賽選手面向?qū)嶋H應(yīng)用需求,積極開(kāi)展實(shí)用創(chuàng)新,解決實(shí)際的市場(chǎng)需求或產(chǎn)品研發(fā)中的重要或關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
3.3、把大賽納入教學(xué)體系,做好宣傳工作,辦好競(jìng)賽培訓(xùn)班,形成長(zhǎng)效機(jī)制
在全省和全國(guó)職業(yè)技能大賽的影響下,把3D 大賽納入教學(xué)體系,從院系政策、指導(dǎo)教師、強(qiáng)化培訓(xùn)、參賽組織、后備選手、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)等多方面,形成保證質(zhì)量的長(zhǎng)效機(jī)制。針對(duì)競(jìng)賽開(kāi)辦強(qiáng)化訓(xùn)練班,以優(yōu)化參賽團(tuán)隊(duì)的結(jié)構(gòu)層次,提升整體技術(shù)水平和創(chuàng)新水平。充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),開(kāi)設(shè)專門的競(jìng)賽模塊,為參賽團(tuán)隊(duì)、選手搭建更為便捷的交流、分享平臺(tái)。組織優(yōu)秀作品展、大賽經(jīng)驗(yàn)交流研討會(huì)、學(xué)生社團(tuán)活動(dòng)等系列活動(dòng),讓更多人群積極加入進(jìn)來(lái)。進(jìn)一步通過(guò)互聯(lián)網(wǎng),全方位、立體化加大競(jìng)賽的宣傳力度,讓大賽優(yōu)秀作品和團(tuán)隊(duì)引起學(xué)校和社會(huì)更加廣泛的關(guān)注和認(rèn)可,營(yíng)造良好的氛圍,由此帶動(dòng)的平臺(tái)作用突顯。
4、注重師資隊(duì)伍建設(shè),編寫與出版配套教材
優(yōu)良的教學(xué)團(tuán)隊(duì)是教學(xué)改革成功的重要保障,可以通過(guò)派教師下企業(yè)鍛煉、到國(guó)外學(xué)習(xí)西方發(fā)達(dá)國(guó)家的職業(yè)教育理念、進(jìn)修、培訓(xùn)、提升學(xué)歷、技能競(jìng)賽等途徑,加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的實(shí)力。通過(guò)加強(qiáng)校企合作,讓教師到企業(yè)參與技術(shù)開(kāi)發(fā),同時(shí)讓企業(yè)參與教學(xué),實(shí)現(xiàn)互利共贏。
通過(guò)建立有效的團(tuán)隊(duì)合作機(jī)制,促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、方法的改革,加強(qiáng)教學(xué)研討和經(jīng)驗(yàn)交流,建設(shè)一支人員結(jié)構(gòu)合理的教學(xué)團(tuán)隊(duì),提高教師的教學(xué)水平,使得團(tuán)隊(duì)思想開(kāi)放和具有創(chuàng)新開(kāi)拓精神,具有較高職業(yè)教育理論和實(shí)踐水平。同時(shí),注重教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累與分享,與企業(yè)生產(chǎn)第一線的研發(fā)人員和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)豐富的能工巧匠共同開(kāi)發(fā)配套的教材,按照基于工作過(guò)程系統(tǒng)化教學(xué)模式開(kāi)發(fā),根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施情況對(duì)校本教材作進(jìn)一步修正,同時(shí)根據(jù)技術(shù)的不斷革新,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,保證教學(xué)內(nèi)容的前沿性。
5、結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前創(chuàng)新型人才緊缺的狀況,促使教育工作者思考和嘗試Pro/E 三維設(shè)計(jì)課程開(kāi)發(fā),注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力,開(kāi)展職業(yè)資格考證,鼓勵(lì)學(xué)生參與企業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì),創(chuàng)新作品,勤出成果,參與技能競(jìng)賽。實(shí)踐證明,效果良好。廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生近3 年在省級(jí)和國(guó)家級(jí)“高教杯”產(chǎn)品信息建模大賽中榮獲一、二等獎(jiǎng),全國(guó)3D 創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽二、三等獎(jiǎng)。Pro/E 三維設(shè)計(jì)課程與機(jī)械基礎(chǔ)課程之間的關(guān)系緊密,在教學(xué)中相互滲透、相互促進(jìn),并進(jìn)一步向?qū)I(yè)化發(fā)展。構(gòu)建Pro/E 軟件課程與機(jī)械基礎(chǔ)課程相結(jié)合的課程核心框架,拓寬專業(yè)基礎(chǔ)。以“質(zhì)量工程”系列精品建設(shè)為著力點(diǎn),建設(shè)相關(guān)聯(lián)的1 門省部級(jí)精品課程,每年為全系5 個(gè)專業(yè)700余名學(xué)生提供系列優(yōu)質(zhì)課程,精品課程的示范和輻射帶動(dòng)作用持續(xù)提升。