基于校企合作的Pro/E課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐

劉楓

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?基于職業(yè)院校與企業(yè)校企合作，共同培養(yǎng)人才的機(jī)遇與需求。對(duì)Pro/E課程從教學(xué)環(huán)境、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)、教學(xué)模式等方面進(jìn)行教學(xué)改革探索，并通過教學(xué)實(shí)踐取得了優(yōu)良的效果和顯著的經(jīng)濟(jì)效益，為高職院校深入發(fā)展產(chǎn)學(xué)合作、課程開發(fā)建設(shè)和改革提供了經(jīng)驗(yàn)。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?Pro/E;校企合作;課程開發(fā);教學(xué)改革;教學(xué)實(shí)踐

[中圖分類號(hào)] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] ?2096-0603（2019）26-0064-02

2017年初，三一重工集團(tuán)總部提出“研發(fā)設(shè)計(jì)外包”的模式設(shè)想，湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院積極響應(yīng)本次校企合作契機(jī)，開設(shè)“研發(fā)設(shè)計(jì)定向班”，推進(jìn)人才培養(yǎng)模式變革，并實(shí)踐“1+1+1”階梯型人才培養(yǎng)模式：一年級(jí)進(jìn)行礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)，二年級(jí)采用在業(yè)務(wù)實(shí)戰(zhàn)模式進(jìn)行專業(yè)課學(xué)習(xí)，三年級(jí)企業(yè)設(shè)計(jì)崗位實(shí)習(xí)。Pro/E軟件作為三一集團(tuán)各研究院的研發(fā)設(shè)計(jì)工具軟件，其課程地位由通用的設(shè)計(jì)軟件選修課程提升為該定向班的核心課程，對(duì)Pro/E課程的教學(xué)改革與實(shí)踐就此拉開帷幕;經(jīng)過2015屆到2017屆三期的人才培養(yǎng)，共為企業(yè)輸送了120位研發(fā)設(shè)計(jì)崗位人才，學(xué)院與三一重工各研究院合作承接多項(xiàng)“研發(fā)設(shè)計(jì)外包”業(yè)務(wù)，取得直接經(jīng)濟(jì)效益100余萬元。下面從教學(xué)環(huán)境、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)、教學(xué)模式等方面展示我院深入實(shí)施校企合作、協(xié)同育人進(jìn)行的Pro/E課程教學(xué)改革過程。

一、校企共建實(shí)訓(xùn)機(jī)房，對(duì)接企業(yè)PLM數(shù)據(jù)庫(kù)

與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)房不同，由我院提供場(chǎng)地，合作企業(yè)三一汽車制造有限公司提供設(shè)備共同建設(shè)的研發(fā)設(shè)計(jì)工作室作為Pro/E課程教室兼實(shí)訓(xùn)機(jī)房，工作室與三一重工研究本院PLM系統(tǒng)云服務(wù)器通過域聯(lián)接，該P(yáng)LM系統(tǒng)內(nèi)部不僅集成Pro/E軟件，還支持設(shè)計(jì)產(chǎn)品的全生命周期信息的創(chuàng)建、管理、分發(fā)和應(yīng)用，具備豐富的與實(shí)際產(chǎn)品相關(guān)的模型、圖紙、工藝、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等資源信息和系統(tǒng)應(yīng)用;教師團(tuán)隊(duì)可以根據(jù)需要申請(qǐng)不同密級(jí)的訪問權(quán)限，學(xué)生團(tuán)隊(duì)通過教師子賬號(hào)登錄計(jì)算機(jī)訪問系統(tǒng)。課堂教與學(xué)的操作均在云服務(wù)器中設(shè)立獨(dú)立的工作空間進(jìn)行，相關(guān)軟件版權(quán)由服務(wù)器進(jìn)行動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)授權(quán)使用，通過對(duì)學(xué)生及教師進(jìn)行流程化和信息安全的培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)資源共享的同時(shí)保證數(shù)據(jù)的安全，可見，本工作室具有以下優(yōu)勢(shì)。

1.交流溝通便利的優(yōu)勢(shì)：所有交流可以內(nèi)部郵件或是PDM研發(fā)系統(tǒng)交流，溝通成本低。

2.網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢(shì)：三一集團(tuán)研究院建有獨(dú)立的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包含所有三一開發(fā)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、研發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)。三一學(xué)校申請(qǐng)的域賬號(hào)能夠?qū)崿F(xiàn)與各子公司研究院子網(wǎng)絡(luò)互通，技術(shù)資料傳輸非常便利。

3.技術(shù)保密優(yōu)勢(shì)：在校內(nèi)建立的工作室為三一集團(tuán)研發(fā)域，分為A、B、C三個(gè)密級(jí)，本網(wǎng)段與外部互聯(lián)網(wǎng)有安全防火墻隔離，且受《三一集團(tuán)研發(fā)信息安全管理制度》約束，不用擔(dān)心技術(shù)泄密，為進(jìn)一步產(chǎn)學(xué)結(jié)合教學(xué)應(yīng)用提供可能。

二、教學(xué)內(nèi)容改革，突出實(shí)戰(zhàn)

Pro/Engineer作為主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，目前在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置，各高校機(jī)械制造類專業(yè)均開設(shè)了相關(guān)課程。2016年12月湖南省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)《湖南省工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》指出：設(shè)計(jì)要模塊化，采用模塊化設(shè)計(jì)原理、方法和技術(shù)，通過電子計(jì)算機(jī)，采用三維數(shù)字化建模，利用專業(yè)軟件進(jìn)行基礎(chǔ)零部件優(yōu)化選擇與分析計(jì)算，生成工程圖并進(jìn)行三維虛擬裝配和模擬試驗(yàn)。但是，傳統(tǒng)的課程標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)是由草繪模塊開始，到基本特征、高級(jí)特征，再到曲面特征等三維建?；灸K按部就班地進(jìn)行學(xué)習(xí)，即使提供一些教學(xué)范例，往往也是針對(duì)單一特征或操作進(jìn)行訓(xùn)練，缺少制造工藝分析和思考訓(xùn)練，也缺失虛擬裝配，模擬實(shí)驗(yàn)等高級(jí)模塊，造成學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容與研發(fā)實(shí)際內(nèi)容脫節(jié)，解決實(shí)際問題的能力不足。鑒于常規(guī)的教學(xué)方法在培養(yǎng)學(xué)生解題能力不足和創(chuàng)新能力弱方面存在的問題，我院多次召集行業(yè)專家和一線研發(fā)設(shè)計(jì)工程師開展研討會(huì)議，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理，根據(jù)研發(fā)設(shè)計(jì)職業(yè)崗位需求，以能力培養(yǎng)為綱，將學(xué)生的技能培養(yǎng)方面分為基礎(chǔ)能力、核心能力和拓展能力三部分。

1.基礎(chǔ)能力重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生建立模型的能力，學(xué)生通過學(xué)習(xí)，能夠掌握常見零件的三維建模手段和思路。

2.因?yàn)閷儆谥毓I(yè)的工程機(jī)械設(shè)計(jì)與普通機(jī)械設(shè)計(jì)不同，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大量采用了焊接結(jié)構(gòu)件，所以核心能力的培養(yǎng)在學(xué)生常規(guī)的裝配設(shè)計(jì)能力之外增添鈑金設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)，并增加工程圖模塊的學(xué)習(xí)課時(shí)，工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)范在符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上還必須符合三一內(nèi)部的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.在拓展能力方面，重點(diǎn)進(jìn)行電氣布線和液壓配管模塊以及仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊的學(xué)習(xí)，以培養(yǎng)學(xué)生能夠獨(dú)立進(jìn)行完整的、自上而下的工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力。

三、重構(gòu)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，突出實(shí)踐

作為校企合作共同育人的平臺(tái)，具備實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師資源不可或缺，為此我院組建了由專兼職教師組成的“雙師型”“校+企”的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)骨干教師均由具備多年企業(yè)研發(fā)經(jīng)歷的教師擔(dān)任，并定期組織教師到合作企業(yè)研究院進(jìn)行學(xué)習(xí)，參與實(shí)際研發(fā)設(shè)計(jì)項(xiàng)目;其次，在課程教學(xué)過程中，階段性地聘請(qǐng)合作企業(yè)具備豐富設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的工程師兼職授課，指導(dǎo)學(xué)生參與外包項(xiàng)目，與普通教師不同的是，工程師導(dǎo)師的設(shè)計(jì)思路是從產(chǎn)品功能需求出發(fā)，同時(shí)考慮生產(chǎn)制造工藝，形成知識(shí)的橫向聯(lián)合，拓展學(xué)生的知識(shí)視野，引發(fā)學(xué)生的求知欲，“知其然，更知其所以然”，顯著拓展學(xué)生的專業(yè)知識(shí)。

更具創(chuàng)新的是本課程引入現(xiàn)代學(xué)徒制，在2015屆學(xué)生畢業(yè)分配到研究院實(shí)習(xí)后，均由各研究院指定有帶崗師傅進(jìn)行手把手的教授，能夠在短期內(nèi)達(dá)到了獨(dú)立的設(shè)計(jì)工作能力后，再由學(xué)院牽頭，每個(gè)2015屆學(xué)長(zhǎng)均帶2～3名2016屆學(xué)生為徒弟，在課后指導(dǎo)徒弟承接研發(fā)外包工作（均有一定報(bào)酬），形成傳、幫、帶循環(huán)。

四、改革教學(xué)方法

傳統(tǒng)的Pro/E課程教學(xué)注重指令講解，而Pro/E軟件體量龐大，特征命令繁多復(fù)雜，空間建模規(guī)則抽象，學(xué)生難于分析產(chǎn)品建模的正確順序和層次，遇到復(fù)雜零件往往無從下手，進(jìn)而失去對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣，如何改革教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力一直是個(gè)難題，更不要說進(jìn)行課后的持續(xù)學(xué)習(xí)了，而要想達(dá)到改革后教學(xué)大綱的要求，僅僅靠課堂教學(xué)也是不夠的。

由此，我院結(jié)合企業(yè)的實(shí)際研發(fā)產(chǎn)品，自編項(xiàng)目化教材，實(shí)施以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化教學(xué)模式，在項(xiàng)目中引入真實(shí)的設(shè)計(jì)任務(wù)，各個(gè)項(xiàng)目任務(wù)由簡(jiǎn)入繁，相互關(guān)聯(lián)，能夠形成一個(gè)整體，讓學(xué)生在真實(shí)的設(shè)計(jì)環(huán)境中分組進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)，教師在教學(xué)過程中采用翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生思考創(chuàng)新，通過對(duì)比競(jìng)賽激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，這樣的教學(xué)模式突出了學(xué)生的主體地位，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生掌握了從生產(chǎn)工藝?yán)斫饨＿壿嫷幕驹恚碚摵蛯?shí)踐充分結(jié)合有效培養(yǎng)了學(xué)生觸類旁通的創(chuàng)新能力，受到學(xué)生的普遍歡迎。

五、產(chǎn)學(xué)結(jié)合，學(xué)以致用

課程改革實(shí)施的同時(shí)，我院遵循“互利共贏、成果導(dǎo)向”原則，與三一應(yīng)急救援裝備有限公司、三一海洋重工、三一起重機(jī)等研究院深度合作，承接大量初級(jí)研發(fā)工作并分包給學(xué)生小組，建立按勞分配的獎(jiǎng)勵(lì)制度，鼓勵(lì)學(xué)生在課余時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)勞動(dòng)從而獲得一定的勞動(dòng)報(bào)酬，間接提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生可以在做中學(xué)、學(xué)中做，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)求知。這種創(chuàng)新式的生產(chǎn)性學(xué)習(xí)的實(shí)施必須與學(xué)生的課程學(xué)習(xí)進(jìn)度一致，與課程項(xiàng)目任務(wù)一致。

1.由于三一重工各研究院存在大量早期二維設(shè)計(jì)圖紙需要轉(zhuǎn)換成三維模型，以及大量外購(gòu)件也需要進(jìn)行三維建模，學(xué)生在學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)模塊之后，就可以承接各類三維建模以及模型裝配工作了。

2.機(jī)械設(shè)計(jì)工程師在完成三維模型的設(shè)計(jì)之后，還需要將三維模型轉(zhuǎn)換成規(guī)范的二維工程圖以下達(dá)生產(chǎn)，所以在核心模塊學(xué)習(xí)完成以后，學(xué)生就可以嘗試完成出二維工程圖的工作，以及簡(jiǎn)單的模型修改工作，工程圖的出圖工作看似簡(jiǎn)單，實(shí)則需要對(duì)生產(chǎn)工藝和設(shè)備充分了解才能繪制出規(guī)范而又美觀的圖紙，當(dāng)學(xué)生在師傅指導(dǎo)下，看到親手繪制的圖紙通過校對(duì)、審核、投入生產(chǎn)、制造出產(chǎn)品后，無可替代的成就感會(huì)迅速轉(zhuǎn)換成學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

3.大量的電氣工程師、液壓工程師是沒有學(xué)過三維制圖軟件的、而他們?cè)O(shè)計(jì)的電氣、液壓圖紙同樣需要進(jìn)行空間的三維布線、三維布管，學(xué)生在完成拓展模塊的學(xué)習(xí)后，在承接三維布線、布管的工作中也學(xué)到了大量的電氣元件液壓元件知識(shí)。

4.在學(xué)生具備完成上述所有工作的技能后，在師傅的帶領(lǐng)下即可以嘗試開展初級(jí)研發(fā)工作，一般是從覆蓋件設(shè)計(jì)開始進(jìn)行蒙皮、骨架的設(shè)計(jì)，熟練后可嘗試進(jìn)行水路、油箱等中等難度結(jié)構(gòu)件研發(fā)設(shè)計(jì)，并逐步成長(zhǎng)為機(jī)械設(shè)計(jì)工程師。

高職院校合作制造企業(yè)設(shè)計(jì)外包服務(wù)的實(shí)踐，促進(jìn)了高職院校人才培養(yǎng)層次的改革，加大校企合作深度，提升學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力及自身競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)可以將企業(yè)研發(fā)流程分層，使設(shè)計(jì)人員從冗雜的低研工作中剝離出來，提升研發(fā)效率，降低企業(yè)研發(fā)成本。2018年春至今，學(xué)校已與三一集團(tuán)泵送、港機(jī)、起重機(jī)、湖汽等6個(gè)子公司進(jìn)行合作嘗試（簽訂《研發(fā)外包業(yè)務(wù)框架協(xié)議》），成功為企業(yè)完成約24000張圖紙業(yè)務(wù)，為企業(yè)節(jié)省了約10個(gè)工程師的工作量，同時(shí)為學(xué)院創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)利益，累計(jì)創(chuàng)造項(xiàng)目?jī)r(jià)值一百余萬元，雙方對(duì)合作結(jié)果非常滿意。

五、結(jié)語

綜上所述，我院基于校企合作的Pro/E課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐實(shí)施3年以來，取得了階段性成果，學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造研發(fā)能力得到很好的提升，在進(jìn)入研究院實(shí)習(xí)后，不需培訓(xùn)即可上崗，得到企業(yè)的歡迎和好評(píng)，課程改革成果應(yīng)用前景廣闊，未來將進(jìn)一步深入進(jìn)行相關(guān)人才培養(yǎng)與合作機(jī)制的研究實(shí)踐。

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編輯 陳鮮艷