基于Pro/E三维技术的机械基础类课程教学改革与实践

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)广东水利电力职业技术学院 作者:何秋梅

  针对当前企业对人才的需求与高素质创新型人才不足之间的矛盾,基于工作过程系统化开发Pro/E三维设计项目课程,创建特色鲜明的网络教学平台。结合高职院校学生的实际情况以及各课程之间的内在联系,从培养学生的工程职业能力和职业素质出发,将Pro/E 技术融入机械制图、机械设计基础课程中。实践证明,教学资源质量和教学效益显著提高。通过考证培训、技能竞赛、创新作品,强化学生的工程实践能力和创新能力。

  国家大力推动自主创新、实现从“制造大国”到“创造大国”转变的新时代,体现了科技进步和产业升级的要求。为适应新时代3D 技术大众化的要求,大力推动3D 技术应用与创新型专业人才培养,提出在高职院校树立起新的教育质量观念,引入三维CAD 等现代科技发展的新成果,对机械基础类课程进行融入3D 技术的教学改革,对学生创新素质与实践能力的培养进行认真系统的研究和创造性实践,取得一定的成效。

1、开发与建设Pro/E 软件课程

  从企业对人才的需求出发,尊重学生个性化发展和自主学习的需要,按照当今先进职教理念,对Pro/E 三维设计课程进行教学改革,将其建设成为高职院校中具有一定影响力的精品课程。

  1.1、基于工作过程系统化、项目化开发课程

  参照三维数字建模师相关职业资格标准,突出岗位职业能力的培养,以机械行业中典型机械产品设计生产过程中的工作任务及其工作过程为基点进行课程内容的重组,体现课程的职业性;通过分析职业岗位所需的知识、能力和素质需求,设计综合性学习项目,采用合适的教学载体,将课程内容任务化、项目化,强调整体的连贯性和系统性。并不断根据时代的变化探索制定最适合学生学习的、形式多样的教学方法和手段,让学生在做中学、学中做,通过机械产品设计过程的思考培养学生的创新思维能力。

  1.2、充分利用网络教学平台

  依托网络教学平台,把网络课程作为实施传授知识、培养能力、提高素质等人才培养的重要载体和手段。Pro/E 三维设计网络课程建成之后,应根据需要不断更新和完善,形成丰富多样的教学资源和开动式的交流互动答疑系统,包括课程标准、教学课件、电子教案、动画、图片、视频、习题库、试题库等。特别突出职业考证与技能竞赛、学生作品的展示,使学生形成基于网络的开放式主动学习的方法。

  1.3、课程融入职业资格标准,开展技能考证

  课程融入三维数字建模师相关国家职业资格标准,开展职业技能考证的培训和鉴定工作。该项目由中国图学学会和国际几何与图学学会在全国系统内联合组织展开,并按《CAD技能等级考评大纲》进行考核。实践证明,通过考证培训,增强了学生的职业技能,促进就业。

2、利用Pro/E 三维设计技术提升机械基础类课程质量

  结合学生的实际情况以及各课程之间的内在联系,从培养学生的工程职业能力和工程职业素质出发,将Pro/E 三维设计技术引入机械基础类课程教学中,取得较好的效果。按照优质课程的要求进行建设,紧扣当前学习环境网络化、学习资源数字化、学习方式多样化的特点,提升课程建设水平和精品课程辐射示范作用。

  2.1、引入Pro/E 三维设计技术到机械制图课程中

  一方面,利用Pro/E 软件制作大量的教学模型供机械制图课程教学使用,如零件模型、装配体、工程图、分解动画、装配动画、运动仿真视频等,便于学生的认识和理解,而且使用方便,教学效果显著增强;另一方面,在Pro/E 软件教学过程中,教师应该有意识强化学生对零件图和装配图的表达方法、尺寸标注以及公差与配合、表面粗糙度等基本知识,引导学生在使用Pro/E 软件进行三维建模的同时生成二维工程图,强化学生的空间想象能力和形象思维能力,提高识图能力和工程制图能力。

  2.2、引入Pro/E 三维分析技术到机械设计基础课程中

  首先,利用功能强大的Pro/E 软件建立教学资源库,运用于机械设计基础课程教学。同时也用于完善该课程的网络教学平台中的虚拟装配平台、运动仿真平台、机械设计动画教学系统等,为学生提供丰富的立体的学习环境、虚拟实训,进行个性化学习,提高学习效率。

  其次,Pro/E 软件是实现机械产品设计任务的工具,因此应注重Pro/E 软件操作能力与机械设计知识相结合。通过项目教学,让学生掌握Pro/E 的装配设计和运动仿真技术,并引导学生将这些技术应用于机械设计的机构综合、机械零件及整机的分析计算、设计审查与评价、设计信息处理等。

  设置综合性项目,让学生综合运用多门课程的知识进行实践。学生在进行机械结构设计时,利用Pro/E 的虚拟装配与分解,加深对组件的结构和特征的认识,检查装配体中是否存在干涉现象,学会解决干涉问题。通过利用Pro/E 的运动仿真功能,学生能更直观地了解自己的设计是否符合要求,并能尽早发现设计中的不合理之处,及早修改设计方案,从而防止后期修改时消耗更多的资源和时间。这就为学生掌握传动机构的设计提供了有力的实验环境。

  将Pro/E 应用到机械设计基础课程中,首先是具有较大的新颖性,改变了原有相对较为陈旧的分析技术和分析方法,实现了教学创新;其次是改变了原来学生用图解法或解析法进行机械原理课程设计的传统做法,实现机械的计算机化辅助设计和分析。

3、促学生出成果,重在创新作品与参加技能竞赛

  Pro/E 三维设计课程与机械基础课程之间的关系紧密,在教学中应相互渗透、相互促进,并进一步向专业化发展,以适应社会经济产业的发展和国家大赛的要求。

  3.1、注重培养学生的工程实践能力,丰富学生作品

  注重培养学生的职业技能和创新思维能力,鼓励学生组团参加工程实践活动,进行面向生产制造等工程应用目的的作品设计,如专用精压机的设计、纸杯机的设计等,并利用Pro/E 技术进行仿真与展示。还可以以顶岗实习的方式或兼职参与企业的设计项目。

  3.2、高度重视技能竞赛,以赛促教、以赛促训、以赛促用、以赛促新

  全国三维数字化创新设计大赛和“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛已成为我国图学界中规模大、规格高、水平强、影响广的赛事。对于大赛,各职业院校应广泛动员、积极参与、扎实准备、精心组织,把大赛作为对日常培训、教学工作和实践水平的检阅,把培训和应用作为大赛的前期准备和根本目标,工作重点落在人才培训、教学改革、课程建设和实践应用上。宣传贯彻技术标准,以“三维数字化”与“创新设计”为特色,重点体现现代三维设计制造方法与实际应用流程,以创意、创新、创造为核心,突出三维技术对创新实践的支持和推进,引导参赛选手面向实际应用需求,积极开展实用创新,解决实际的市场需求或产品研发中的重要或关键技术问题。

  3.3、把大赛纳入教学体系,做好宣传工作,办好竞赛培训班,形成长效机制

  在全省和全国职业技能大赛的影响下,把3D 大赛纳入教学体系,从院系政策、指导教师、强化培训、参赛组织、后备选手、教学经验等多方面,形成保证质量的长效机制。针对竞赛开办强化训练班,以优化参赛团队的结构层次,提升整体技术水平和创新水平。充分利用网络教学平台,开设专门的竞赛模块,为参赛团队、选手搭建更为便捷的交流、分享平台。组织优秀作品展、大赛经验交流研讨会、学生社团活动等系列活动,让更多人群积极加入进来。进一步通过互联网,全方位、立体化加大竞赛的宣传力度,让大赛优秀作品和团队引起学校和社会更加广泛的关注和认可,营造良好的氛围,由此带动的平台作用突显。

4、注重师资队伍建设,编写与出版配套教材

  优良的教学团队是教学改革成功的重要保障,可以通过派教师下企业锻炼、到国外学习西方发达国家的职业教育理念、进修、培训、提升学历、技能竞赛等途径,加强教学团队的实力。通过加强校企合作,让教师到企业参与技术开发,同时让企业参与教学,实现互利共赢。

  通过建立有效的团队合作机制,促进教学内容、方法的改革,加强教学研讨和经验交流,建设一支人员结构合理的教学团队,提高教师的教学水平,使得团队思想开放和具有创新开拓精神,具有较高职业教育理论和实践水平。同时,注重教学经验的积累与分享,与企业生产第一线的研发人员和实际工作经验丰富的能工巧匠共同开发配套的教材,按照基于工作过程系统化教学模式开发,根据项目实施情况对校本教材作进一步修正,同时根据技术的不断革新,调整教学内容,保证教学内容的前沿性。

5、结束语

  当前创新型人才紧缺的状况,促使教育工作者思考和尝试Pro/E 三维设计课程开发,注重培养学生的工程实践能力,开展职业资格考证,鼓励学生参与企业项目设计,创新作品,勤出成果,参与技能竞赛。实践证明,效果良好。广东水利电力职业技术学院学生近3 年在省级和国家级“高教杯”产品信息建模大赛中荣获一、二等奖,全国3D 创新设计大赛二、三等奖。Pro/E 三维设计课程与机械基础课程之间的关系紧密,在教学中相互渗透、相互促进,并进一步向专业化发展。构建Pro/E 软件课程与机械基础课程相结合的课程核心框架,拓宽专业基础。以“质量工程”系列精品建设为着力点,建设相关联的1 门省部级精品课程,每年为全系5 个专业700余名学生提供系列优质课程,精品课程的示范和辐射带动作用持续提升。

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