基于工作過程的機械三維繪圖課程設計

趙建平 王力 費葉琦 劉艷艷

[摘 要]基于工作過程的課程建設思路和培養(yǎng)應用型人才的要求，項目組提出了基于工作過程的機械三維繪圖課程設計方案，明確了課程目標，對課程內容進行了整理，從學習目標、主要內容、教學方式、課時安排及考核評價等方面設計了學習情境，并按“資訊、決策、計劃、實施、檢查與評價”六步驟組織教學，對工程圖形學和機械設計類課程學習有一定幫助，在實際應用中對機械三維繪圖課程的教學有一定參考價值。

[關鍵詞]工作過程;課程設計;學習情境;UG

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）06-0065-04

現在社會科技發(fā)展較快， 相關機械行業(yè)大都采用三維軟件進行輔助設計或制造，招聘時要求應聘者要有用三維軟件設計圖紙的能力。因此，如果學生在機械專業(yè)課程教學中缺乏對三維軟件設計圖紙的了解，應聘中就缺少競爭力，所以必須在機械專業(yè)課程教學中引入三維軟件的學習[1]。

在工程圖形學的教學中靈活地運用三維繪圖軟件進行三維建模，可使復雜的空間幾何形體直觀化、具體化、形象化，使學生更好地建立起空間概念，便于理解零件三維結構，進行虛擬各類零件的裝配實驗，對提高工程圖形學的教學效果有很好的輔助作用[2]。

一、基于工作過程的課程建設思路

工作工程系統(tǒng)課程開發(fā)的宗旨就是以就業(yè)為導向，以職業(yè)為載體的人的全面發(fā)展[3]。應用型技術人才能力包括項目基礎知識、項目實施能力、人際團隊能力，要求以綜合的培養(yǎng)方式使學生在這三個層面達到預定目標[4-5]。依據應用型本科人才培養(yǎng)目標和市場對機械工程人才的崗位要求，筆者對機械三維繪圖課程進行了工作過程系統(tǒng)化課程設計。

基于工作過程的課程建設的步驟是：首先進行工作過程分析，然后進行教學過程分析。工作過程分析就是根據專業(yè)對應工作崗位及崗位群實施典型工作任務分析;教學過程分析是行動領域歸納和學習領域轉換;行動領域歸納是根據能力復雜程度整合典型工作任務形成綜合能力領域;學習領域轉換是根據學生的認知及職業(yè)生成規(guī)律遞進重構行動領域轉換成課程;最后根據完整思維及崗位特征分解學習領域為主題學習單元進行學習情境設計，使學生崗位能力和職業(yè)素質得到更好的培養(yǎng)，能更好地適應企業(yè)實際工作崗位的要求[6]。

二、基于工作過程機械三維繪圖課程體系的設計

UG 是著名的UGS公司開發(fā)的一款集CAD/CAM/CAE于一體的操作軟件。該軟件功能強大，設計過程中能進行各種分析及仿真模擬，建立的三維模型直接生成數控代碼，用于產品加工 [7]。綜合技能訓練能使學生掌握機械UG軟件的基本應用，通過使用相關的機械設計手冊等技術資料，執(zhí)行正確的國家標準和規(guī)范，從而使學生具有應用UG軟件設計機械領域結構產品的能力。

（一）課程目標

基于工作過程系統(tǒng)化機械三維繪圖課程培養(yǎng)應用型技術人才為目標應達到以下要求，如表1所示。

（二）課程內容設計

根據機械工程專業(yè)的工作過程和教學過程分析，進行行動領域歸納和學習領域轉換，確定機械三維繪圖課程分為平面草圖繪制、實體建模、裝配及爆炸圖設計共3個學習情境?；诠ぷ鬟^程的機械三維繪圖課程內容設計基本上以工作過程為導向，改變了以往的“填鴨式”教學模式，提高了學生自主學習的積極性，如圖1所示。

（三）課程學習情境設計

學習情境的設計，是將學生應該掌握的知識點巧妙地融合到項目任務中，讓學生在完成任務的過程中自主發(fā)現哪些知識可以用來解決問題，并且通過查閱資料及尋求教師的技術支持等方式學以致用。學習情境的設計主要包括學習目標、主要內容、教學方式、課時安排及考核評價，如表2所示。

（四）課程教學組織實施與評價

該課程的突出特點是理論教學與實際操作并重，在課程內容安排上以上機實踐操作為主，以情境為主線進行分解，以若干子情境任務為支撐，再將新的知識融入其中，循序漸進、由淺入深，逐步擴展知識面，讓學生在不知不覺中掌握更全面、更完整的知識體系，如表3所示。

本文以實體建模學習情境中較難組合體的三維繪制子情境為例，按資訊、決策、計劃、實施、檢查與評價六個步驟組織教學。

1.資訊

首先要分配下發(fā)工作任務書，如表4所示。各小組先進行討論分析，再和老師交流意見。教師要引導學生明確工作任務單的要求，收集相關學習資源，引導學生利用相關資料及任務書開展工作。

2.決策計劃

小組學生按照工作任務書進行討論，查找相應的繪制方法并制定繪制方案。如本工作任務中的建模方案是可先采用圓柱、凸臺、拉伸和孔等基本命令粗略完成管道主體模型，再運用鏡像特征、對特征形成圖樣及邊倒圓命令完成細節(jié)特征的創(chuàng)建與操作，學生根據操作規(guī)程編寫具體的操作繪制步驟。

3.實施

各小組進行UG軟件繪圖設計準備工作，按照各小組討論后確定的操作步驟進行，在操作過程中，如果發(fā)現問題有更好的設計方案，應及時記錄并與小組成員討論進行相應的調整，直到工作任務完成，保存文檔。

4.檢查與評價

對繪制完成的三通管通零件進行檢查，如體積是否正確、草圖中尺寸標注及約束是否合理等，完成后上傳圖紙文檔，上交工作成果。各小組要根據工作要求及操作實施對工作過程進行總結，對工作成果進行自我檢查、提出意見、自我評價、小組互評、教師評價[8]。

三、結論

以應用型技術人才為培養(yǎng)目標，基于工作過程的機械三維繪圖課程設計以平面圖繪制、實體建模、裝配及爆炸圖為學習情境，每個學習情境配有相應的學習子情境;將知識點逐漸融入任務中，并按資訊、決策、計劃、實施、檢查與評價的六步驟組織教學，打破原有學科知識模塊，知識點并沒有減少只是進行重新組織。該課程結構的設計，在一定程度上不僅鞏固了學生的工程圖形學知識，而且對機械專業(yè)后續(xù)的課程有先驅作用;同時對學生的溝通能力、自我反思能力以及協(xié)作學習能力的培養(yǎng)有很大幫助。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 白鷺.三維軟件在機械制圖教學中的運用分析[J].科技經濟市場，2016（5）：93.

[2] 王莉莉.三維繪圖軟件在《機械制圖》教學中的應用與實踐[J].濰坊學院學報，2010（2）：155-157.

[3] 姜大源.工作過程系統(tǒng)化課程的結構邏輯[J].教育與職業(yè)，2017（13）：5-12.

[4] 吳靜，任偉.工作過程系統(tǒng)化移動通信技術課程理論創(chuàng)新[J].科教文匯（上旬刊），2017（3）：62-63.

[5] 林健.工程師的分類與工程人才培養(yǎng)[J].清華大學教育研究，2010（1）：51-60.

[6] 張文兵，高慧.基于工作過程的“模具Pro/E軟件應用”課程建設[J].北京工業(yè)職業(yè)技術學院學報，2010（3）：89-95.

[7] 劉民杰.UG NX 8.0機械設計基礎及應用[M].北京：人民郵電出版社，2013.

[8] 陳志強，谷霞英.基于工作過程高職UG課程設計[J].輕工科技，2016（8）：146-147.

[責任編輯：劉鳳華]