零件三維設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)課程建設(shè)與實(shí)施

陳川 范建蓓 呂永鋒

摘 要 本文從課程定位、課程設(shè)計(jì)與實(shí)施和課程特色三方面論述了零件三維設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)課程建設(shè)與實(shí)施。該課程為我院模具設(shè)計(jì)及制造專業(yè)的專業(yè)核心課程。通過本課程建設(shè)，旨在提高學(xué)生的三維實(shí)體建模、三維分析、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力，更能滿足當(dāng)今人才需求。

關(guān)鍵詞 零件三維設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn) 課程建設(shè) 模具專業(yè)

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Construction and Implementation Part Three-dimensional

Design and Training Course

CHEN Chuan， FAN Jianbei， LV Yongfeng

（Zhejiang Institute of Mechanical & Electrical Engineering， Hangzhou， Zhejiang 310053）

Abstract This article discusses the "Part three-dimensional design and training" course construction and implementation of the curriculum orientation， curriculum design and implementation and the course features three areas. The curriculum design and manufacturing expertise of the professional core courses for hospital mold. Through this course construction， aims to improve the ability of students dimensional solid modeling， dimensional analysis， teamwork， etc.， to better meet the needs of today's professionals.

Key words part three-dimensional design and training； course construction； mold professional

高職教育作為技能教育的主線之一，肩負(fù)著培養(yǎng)技能應(yīng)用型人才的重任。隨著工程技術(shù)的發(fā)展與CAD技術(shù)的日益普及，社會(huì)對(duì)CAD技術(shù)人才需求與要求也日益增加。培養(yǎng)合格的技能型人才，成為許多高職院校迫切要求。

職業(yè)教育的特點(diǎn)在于其鮮明的職業(yè)屬性，職業(yè)教育的專業(yè)不是學(xué)科專業(yè)，職業(yè)教育專業(yè)教學(xué)的最大特點(diǎn)是教學(xué)過程與相關(guān)領(lǐng)域的行動(dòng)過程具有一致性。①因此，需要所授知識(shí)更加貼近崗位需求，更加符合以后的工作需要。另外，高職教育的能力培養(yǎng)更注重實(shí)踐，對(duì)培養(yǎng)技能應(yīng)用型人才而言，特別應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)基本方法、基本技能和動(dòng)手能力的培訓(xùn)，強(qiáng)調(diào)技術(shù)的應(yīng)用能力或工程實(shí)踐能力。②因此，針對(duì)我院模具設(shè)計(jì)及制造專業(yè)，構(gòu)建更加具有職業(yè)屬性的課程體系，③將該課程進(jìn)行重新安排，把原先的CAD軟件應(yīng)用分為兩門課程，第一門即零件三維設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)，并增加了實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，主要教授三維軟件（UG）的實(shí)體建模、裝配、出圖等技術(shù)。

在教學(xué)過程中，教師不僅僅對(duì)學(xué)生進(jìn)行技能教育，也要培養(yǎng)其學(xué)會(huì)分析、配合團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力的素質(zhì)教育，在學(xué)習(xí)過程中，樹立正確的價(jià)值觀，畢業(yè)后在學(xué)校自我評(píng)價(jià)、社會(huì)評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)價(jià)④⑤⑥三方面能都達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

1 課程定位

零件三維設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)是我院模具設(shè)計(jì)及制造專業(yè)的專業(yè)核心課程。作為模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的學(xué)生，需要學(xué)習(xí)機(jī)械制圖、AutoCAD、產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范、塑料模具設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)、沖壓模具設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)、模具CAE技術(shù)等課程，需要掌握二維制圖、三維制圖、塑料/沖壓模具設(shè)計(jì)、制造工藝學(xué)等技術(shù)，畢業(yè)后可以從事模具設(shè)計(jì)師、模具制造工等工作。

圖1 課程定位思路

圖2 課程與前后置課程關(guān)系

零件三維設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)課程安排在機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)繪圖、產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范等專業(yè)基礎(chǔ)課程之后，要求學(xué)生掌握三維軟件基本建模等操作技術(shù)，為模具CAD/CAM軟件應(yīng)用、模具CAE技術(shù)等后續(xù)軟件課程打下基礎(chǔ)；同時(shí)，在學(xué)習(xí)軟件過程中，從零件設(shè)計(jì)角度深入理解三維零件造型、分析過程，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)塑料模具設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)、沖壓模具設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)等后續(xù)課程的基礎(chǔ)。課程定位思路、與前后課程關(guān)系分別如圖1、圖2所示。近年來，全國(guó)范圍內(nèi)尤其是浙江省內(nèi)對(duì)模具人才要求的需求更加迫切，對(duì)專業(yè)技術(shù)的要求也日益提高。學(xué)習(xí)零件三維設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)，掌握三維設(shè)計(jì)軟件操作技術(shù)，是學(xué)生勝任模具設(shè)計(jì)師崗位的前提。

2 課程設(shè)計(jì)與實(shí)施

本課程分為兩個(gè)階段實(shí)施，分別為教學(xué)與實(shí)訓(xùn)階段。教學(xué)階段主要以“教師講，學(xué)生做”的形式教學(xué)，每次課需完成若干個(gè)零件三維設(shè)計(jì)；實(shí)訓(xùn)階段以項(xiàng)目為載體，要求學(xué)生分組，每組成員分工合作，完成一套裝配圖圖紙。

2.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)與實(shí)施

教學(xué)階段主要講解二維草圖的繪制技巧、三維實(shí)體造型的基本方法、三維曲面造型的基本方法、三維零件的裝配基本方法、三維軟件出圖等，并且每節(jié)課都安排學(xué)生上機(jī)實(shí)操，讓學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合，在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)充分掌握軟件實(shí)際應(yīng)用。教學(xué)安排以2學(xué)時(shí)為一個(gè)單元，在機(jī)房?jī)?nèi)首先由教師進(jìn)行“教學(xué)”，然后安排學(xué)生通過實(shí)際上機(jī)操作“學(xué)、練、做”以鞏固所學(xué)知識(shí)，提升技能。教學(xué)階段共26學(xué)時(shí)，2學(xué)時(shí)/周。

在教學(xué)過程中，應(yīng)立足于加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的三維零件設(shè)計(jì)思路與三維軟件操作能力。以實(shí)際三維設(shè)計(jì)零件為例引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的成就動(dòng)機(jī)，使學(xué)生“學(xué)中做、做中學(xué)”，在課堂練習(xí)的過程中不斷提高三維設(shè)計(jì)的能力。

本課程的動(dòng)手操作能力和綜合性都較強(qiáng)，各部分的教學(xué)均應(yīng)注意同學(xué)生的實(shí)際操作技能相結(jié)合。以典型實(shí)例教學(xué)為主，應(yīng)用多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為輔的教學(xué)方法，在引導(dǎo)學(xué)生制定三維設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上，完成三維設(shè)計(jì)操作步驟。如圖3為例，已知二維零件圖圖（a），要求學(xué)生在看懂零件圖并想象出三維圖的基礎(chǔ)上，構(gòu)造草圖圖（b），對(duì)草圖進(jìn)行拉伸、回轉(zhuǎn)等命令后，如圖（c）所示，最后進(jìn)行打孔、邊斜角等命令，完成如圖（d）三維設(shè)計(jì)。

（a）已知二維零件圖 （b）草圖

（d）最終零件實(shí)體

圖3 三維設(shè)計(jì)實(shí)例

2.2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容設(shè)計(jì)與實(shí)施

實(shí)訓(xùn)階段主要完成一個(gè)項(xiàng)目的三維總裝圖、零件圖以及二維總裝、零件圖。實(shí)訓(xùn)開始時(shí)教師發(fā)放項(xiàng)目任務(wù)，學(xué)生分組后自行研究討論、分析學(xué)習(xí)，完成各自的三維零件設(shè)計(jì)任務(wù)并出二維零件圖，并以小組為單位完成三維裝配并出二維裝配圖。最后，每組上交一個(gè)三維總裝圖、一套三維零件圖、一個(gè)二維總裝圖以及一套二維非標(biāo)零件的零件圖。實(shí)訓(xùn)階段共30學(xué)時(shí)，為期一周。

零件三維設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)課程采用齒輪油泵作為項(xiàng)目載體。零件包括左泵蓋、右泵蓋、泵體、齒輪、軸、鍵等，各零件設(shè)計(jì)難度不同，每組學(xué)生可自行分工合作。齒輪油泵實(shí)物圖與學(xué)生完成裝配圖，對(duì)比如圖4所示。另外，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，可以另外安排學(xué)生繪制其他實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目載體。

（a）實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)物 （b）實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目三維裝配圖

圖4 實(shí)訓(xùn)實(shí)物圖與學(xué)生完成裝配圖對(duì)比

3 課程特色

通過零件三維設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)課程建設(shè)與實(shí)施，有以下特色：（1）以專業(yè)方向與工作崗位為導(dǎo)向，將三維零件設(shè)計(jì)建模、三維零件裝配與二維出圖相結(jié)合，學(xué)生在課堂上完成了三維設(shè)計(jì)到二維出圖的一套過程練習(xí)，有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)校到崗位的“零距離”。（2）教學(xué)過程中以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，教師采用邊講邊做的形式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)軟件基本技術(shù)，學(xué)生也在“學(xué)中做、做中學(xué)”中掌握軟件操作技巧；并且采用小組討論的形式可以發(fā)散學(xué)生三維分析能力，提高三維構(gòu)圖能力。（3）通過小組形式完成實(shí)訓(xùn)安排的工作任務(wù)，每個(gè)學(xué)生各盡其職完成各自的零件圖，并且合作完成裝配圖，不僅強(qiáng)化了專業(yè)能力，而且提高了職業(yè)素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。（4）每節(jié)課以上機(jī)實(shí)例操作為主，將三維設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)能學(xué)以致用，將三維設(shè)計(jì)理論融入于三維零件的實(shí)際設(shè)計(jì)中。

注釋

① 姜大源.職業(yè)教育專業(yè)教學(xué)論初探[J].教育研究，2004（5）.

② 趙婭.面向應(yīng)用的高職院校課程改革與實(shí)踐[J].遼寧行政學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（8）.

③ 隋學(xué)圃，顏玉鳳.關(guān)于高職課程改革的思考[J].教育與職業(yè)，2005（21）.

④ 劉曉歡，劉騁.論職業(yè)教育的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量評(píng)價(jià)[J].職業(yè)技術(shù)教育，2005（19）.

⑤ 詹國(guó)祥，曹煥亞.論高職院校教師行為評(píng)價(jià)[J].北華大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2004（4）.

⑥ 張琦英，沈美媛.淺析我國(guó)高職教育的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系[J].職業(yè)教育研究，2008（3）.