工程教育認(rèn)證理念下的SolidWorks課程教學(xué)改革探索

潘圓媛

（江西制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江西 南昌 330095）

隨著我國(guó)高等職業(yè)教育規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大以及國(guó)際化的不斷深入，如何提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和國(guó)際認(rèn)可度是當(dāng)前重要的課題。目前，較有影響力是國(guó)際學(xué)歷互認(rèn)協(xié)議有《華盛頓協(xié)議》《悉尼協(xié)議》《都柏林協(xié)議》，其中《悉尼協(xié)議》是面向技術(shù)工程師，與我國(guó)高職院校的人才培養(yǎng)定位更接近，其核心理念是以“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”。《悉尼協(xié)議》的理念和范式不僅有助于提高工程技術(shù)類人才培養(yǎng)質(zhì)量，也可為高職院校其他專業(yè)人才培養(yǎng)提供借鑒[1]。

培養(yǎng)社會(huì)認(rèn)可的專業(yè)化人才及優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)是學(xué)校發(fā)展的核心，故我們要采用《悉尼協(xié)議》的核心理念為指導(dǎo)思想，研究適合江西制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我?！保?shí)際情況的機(jī)電一體化專業(yè)課程體系中“SolidWorks三維建模設(shè)計(jì)”的課程建設(shè)。

1 “SolidWorks三維建模設(shè)計(jì)”課程性質(zhì)和定位

SolidWorks是一款達(dá)索公司基于Windows平臺(tái)的主打三維的CAD設(shè)計(jì)軟件，主要面向機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，內(nèi)嵌有二維草圖編輯器，運(yùn)動(dòng)學(xué)分析插件和有限元分析插件等，功能齊全，上手極快。在航空航天、國(guó)防、交通、機(jī)械、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、離散制造等行業(yè)都有廣泛應(yīng)用，是目前進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及模具設(shè)計(jì)最有效的工具之一?！癝olid-Works三維建模設(shè)計(jì)”課程是機(jī)電一化技術(shù)開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的技術(shù)課，是培養(yǎng)機(jī)械行業(yè)工程技術(shù)應(yīng)用型人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)的重要組成部分。這門課程提供機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)所面向的制圖員、機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師（助理）等崗位所需要的相關(guān)知識(shí)、技能，并助力這些崗位人員素質(zhì)目標(biāo)的達(dá)成。

本課程先修課程是“AutoCAD”和“機(jī)械制圖”，這兩門課程對(duì)本課程的學(xué)習(xí)有很大幫助，尤其是“機(jī)械制圖”，很好地培養(yǎng)了學(xué)生識(shí)別圖紙的能力，只有先讀懂圖紙才能很好地利用SolidWorks軟件進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)建模。作為機(jī)械制造類專業(yè)的一門主要專業(yè)課，它對(duì)學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)幫助也很大，為后續(xù)的“MasterCAM”“UG”等相關(guān)課程打下基礎(chǔ)。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)本課程，掌握SolidWorks軟件的基礎(chǔ)建模命令的使用方法，掌握實(shí)體建模、零件裝配及工程圖繪制的能力，提升自身的空間想象能力和產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力，為未來(lái)的實(shí)際應(yīng)用提供必要的基礎(chǔ)。

2 課程目標(biāo)設(shè)定

依據(jù)《悉尼協(xié)議》中“以學(xué)生為中心”的核心理念，課程教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定要始終圍繞學(xué)生，強(qiáng)調(diào)“教主于學(xué)”[2]。根據(jù)學(xué)生所需掌握的崗位職業(yè)能力和核心知識(shí)對(duì)課程的需求，來(lái)設(shè)計(jì)教師教什么，怎么教，使學(xué)生能應(yīng)用課程所學(xué)解決實(shí)際工程問(wèn)題?！癝olidWorks三維建模設(shè)計(jì)”課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力和產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力，掌握實(shí)體建模、零件裝配及工程圖繪制的能力，為未來(lái)實(shí)際應(yīng)用提供必要的基礎(chǔ)。依據(jù)課程所歸屬的畢業(yè)要求，設(shè)定“Solid-Works三維建模設(shè)計(jì)”課程目標(biāo)，其中知識(shí)目標(biāo)包括：掌握SolidWorks軟件的基于特征的零件建模方法；掌握三維實(shí)體造型、建模、零件裝配設(shè)計(jì)及工程圖創(chuàng)建的相關(guān)命令；掌握靈活運(yùn)用建模命令進(jìn)行零件設(shè)計(jì)的技巧。能力目標(biāo)包括：具有空間想象能力，能夠閱讀分析零件圖，工程圖；能夠運(yùn)用SolidWorks軟件實(shí)現(xiàn)零件三維建模、裝配設(shè)計(jì)及工程圖；能夠?qū)崿F(xiàn)不同軟件間的文件交換與共享。素質(zhì)目標(biāo)包括：養(yǎng)成從實(shí)際出發(fā)，理論聯(lián)系實(shí)際，循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)思想；具有良好的溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；具有分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；能夠用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題；勇于創(chuàng)新、敬業(yè)樂(lè)業(yè)，具有創(chuàng)新意識(shí)和良好的職業(yè)道德。

3 教學(xué)內(nèi)容選取

課程教學(xué)內(nèi)容選取應(yīng)服務(wù)于行業(yè)、企業(yè)發(fā)展要求。突出對(duì)學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)，將能力培養(yǎng)貫穿于課程教學(xué)全過(guò)程，形成“以學(xué)生為主體”的能力培養(yǎng)型教學(xué)模式。本課程教學(xué)內(nèi)容選取時(shí)將CSWA（SolidWorks認(rèn)證助理工程師）考證大綱內(nèi)容及要求有機(jī)融入，推進(jìn)書(shū)證融通、課證融通。為使學(xué)生將軟件功能學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，選取典型機(jī)械零件做案例，最終將本課程教學(xué)內(nèi)容劃分為7個(gè)教學(xué)單元，整體理論與實(shí)踐課時(shí)比例為2:3，具體教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)安排如下。

項(xiàng)目一：軟件概述（2學(xué)時(shí)）。知識(shí)點(diǎn)：了解SolidWorks軟件及其操作界面。案例：自定義專屬模版。

項(xiàng)目二：草圖繪制（8學(xué)時(shí)）。知識(shí)點(diǎn)：草繪工具使用，草繪幾何命令使用，尺寸標(biāo)注，約束添加，草繪其他功能。案例：①撥叉輪廓圖繪制，②扳手草圖繪制。

項(xiàng)目三：實(shí)體建模（20學(xué)時(shí)）。知識(shí)點(diǎn)：拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等特征。案例：①支架三維建模，②上蓋三維建模，③墨水瓶三維建模。

項(xiàng)目四：附加特征建模（15學(xué)時(shí)）。知識(shí)點(diǎn)：孔、圓角、倒角、筋、拔模、抽殼等特征。案例：①底座三維建模，②開(kāi)關(guān)座三維建模。

項(xiàng)目五：實(shí)體特征編輯（5學(xué)時(shí)）。知識(shí)點(diǎn)：陣列、鏡像、實(shí)體的組合及屬性編輯等實(shí)體特征編輯。案例：夾頭三維建模。

項(xiàng)目六：裝配體（5學(xué)時(shí)）。知識(shí)點(diǎn)：重合、垂直、平行、角度、距離等裝配方法、裝配檢查。案例：老虎鉗裝配。

項(xiàng)目七：工程圖（10學(xué)時(shí)）。知識(shí)點(diǎn)：零件圖紙的生成、標(biāo)注、公差、注釋，裝配工程視圖生成，材料明細(xì)表、零件序號(hào)。案例：①軸承座零件工程圖創(chuàng)建，②夾具裝配體工程圖創(chuàng)建。

4 課程組織與實(shí)施

基于《悉尼協(xié)議》理念，要以學(xué)生為中心開(kāi)展教學(xué)工作。提倡“教主于學(xué)”，在實(shí)際教學(xué)中提供應(yīng)盡可能多的條件、采用不同教學(xué)方法、策略和手段，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。隨著信息化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，應(yīng)加強(qiáng)利用線上資源，使學(xué)生更有目的和計(jì)劃地學(xué)習(xí)。故我校課題組教師及同合作企業(yè)工程師共同開(kāi)發(fā)建設(shè)了在線開(kāi)放資源，網(wǎng)絡(luò)鏈接為https://www.xueyinonline.com/detail/227092480。采用線上線下混合式教學(xué)模式，將知識(shí)技能點(diǎn)的學(xué)習(xí)劃分為課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)。課前線上學(xué)習(xí)理論或熟悉操作過(guò)程、課中線下進(jìn)行任務(wù)實(shí)施及問(wèn)題解決、課后線上討論答疑或查缺補(bǔ)漏或深度學(xué)習(xí)的三個(gè)環(huán)節(jié)，采用翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合教學(xué)、案例法、任務(wù)導(dǎo)向法等教法，小組協(xié)作、團(tuán)隊(duì)討論、任務(wù)實(shí)施等學(xué)法完成課程的學(xué)習(xí)。學(xué)生想要形成三維的思維能力和模型構(gòu)建能力，一周兩次的練習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要學(xué)生課后不斷強(qiáng)化。因此通過(guò)線上學(xué)習(xí)平臺(tái)，打通學(xué)生與老師之間的溝通渠道，讓學(xué)生課下也可以自主學(xué)習(xí)、和教師討論問(wèn)題、分享設(shè)計(jì)過(guò)程；同時(shí)通過(guò)平臺(tái)實(shí)時(shí)采集學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程信息，便于教師進(jìn)行教學(xué)管理和調(diào)整教學(xué)。

以教學(xué)案例貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，對(duì)于難度較高的案例，為確保學(xué)生能夠完成任務(wù)，小組團(tuán)隊(duì)由3～4人組成，組長(zhǎng)由實(shí)踐能力強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任，將教學(xué)環(huán)節(jié)分為“引”（任務(wù)引入）、“演”（教學(xué)演示）、“做”（任務(wù)實(shí)施）、“評(píng)”（考核評(píng)價(jià)）4個(gè)階段[5]。

5 課程考核形式

課程評(píng)價(jià)的目的在于教學(xué)的診斷、激勵(lì)和調(diào)節(jié)。通過(guò)全面客觀的評(píng)價(jià)工作，參照教學(xué)目標(biāo)對(duì)學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行估計(jì)，分析成績(jī)不良的原因。評(píng)價(jià)對(duì)教師和學(xué)生具有監(jiān)督和強(qiáng)化作用，激發(fā)他們內(nèi)在的需要和動(dòng)力。評(píng)價(jià)結(jié)果信息能夠使師生了解自身的教和學(xué)的情況，教師和學(xué)生可以根據(jù)反饋信息修訂教學(xué)和學(xué)習(xí)計(jì)劃，調(diào)整教學(xué)和學(xué)習(xí)的行為，以達(dá)到所預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。評(píng)價(jià)堅(jiān)持過(guò)程性評(píng)價(jià)與對(duì)結(jié)果性評(píng)價(jià)相統(tǒng)一、教師評(píng)價(jià)與學(xué)生自我評(píng)價(jià)和相互評(píng)價(jià)相統(tǒng)一、對(duì)學(xué)生智力因素與非智力因素評(píng)價(jià)相統(tǒng)一的原則。注重對(duì)學(xué)生的知識(shí)和技能、學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)方法、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造性思維、科學(xué)素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

針對(duì)如以布局整齊度、位置合理性等評(píng)價(jià)要點(diǎn)和考核評(píng)價(jià)中主觀性評(píng)估問(wèn)題，借鑒CSWA考試，給定材料選擇，通過(guò)零件質(zhì)量分析、組件質(zhì)心的坐標(biāo)系判定，作為零件建模和裝配體裝配的正確性考核。通過(guò)草圖的輪廓距離和面積測(cè)量，作為草圖繪制的正確性考核，以這樣方式來(lái)評(píng)估學(xué)生的草圖繪制、零件建模和元件裝配的軟件使用能力，都是一種客觀評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，避免受教師主觀的過(guò)多影響。

采取過(guò)程性考核與結(jié)果考核相結(jié)合，按平時(shí)成績(jī)占60%，期末考試成績(jī)占40%。

過(guò)程考核全部記錄在平臺(tái)上，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)全過(guò)程進(jìn)行全方位考察，包括學(xué)生對(duì)本課程的參與度，學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題能力，學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)情況，學(xué)生對(duì)作業(yè)的完成度和完成質(zhì)量，學(xué)生對(duì)比前期的進(jìn)步情況等，均作為評(píng)定成績(jī)的依據(jù)，針對(duì)不同層次的學(xué)生靈活設(shè)置各項(xiàng)的占比情況。過(guò)程考核包括：學(xué)習(xí)態(tài)度、考勤、單元實(shí)踐，學(xué)習(xí)態(tài)度根據(jù)課堂回答問(wèn)題、課堂紀(jì)律等由教師綜合評(píng)定，占比10%；考勤根據(jù)上課考勤情況由教師評(píng)定，占比5%；單元實(shí)踐根據(jù)學(xué)生完成課堂實(shí)練的情況由教師評(píng)定，占比45%。結(jié)果考核采取上機(jī)考試形式，由教師評(píng)定，占比評(píng)定成績(jī)40%。期末考試考題題型和結(jié)構(gòu)借鑒CSWA考試進(jìn)行設(shè)計(jì)，考試內(nèi)容重點(diǎn)放在考核學(xué)生利用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和技能進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用的能力。

6 課程評(píng)價(jià)與改進(jìn)

基于《悉尼協(xié)議》理念，要求對(duì)課程建設(shè)情況及時(shí)反饋并評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)修正，并持續(xù)改進(jìn)課程建設(shè)。對(duì)課程采取診斷性、性成性、總結(jié)性等多維度評(píng)價(jià)[6]；將檢驗(yàn)成果,筆試考試、實(shí)際操作評(píng)價(jià)等直接評(píng)價(jià)與問(wèn)卷調(diào)查、座談會(huì)等間接評(píng)價(jià)相結(jié)合。

課程的建設(shè)從來(lái)沒(méi)有終點(diǎn)，必須向著符合學(xué)生發(fā)展、教學(xué)要求、企業(yè)需要持續(xù)改進(jìn)。SolidWorks軟件具有更新速度快、模塊多等特點(diǎn)，更需要對(duì)課程建設(shè)持續(xù)改進(jìn)和完善。

故我校課題組建立持續(xù)改進(jìn)質(zhì)量控制小組，對(duì)課程建設(shè)質(zhì)量進(jìn)行常態(tài)教研。按照PDCA循環(huán)，即“計(jì)劃（PLAN）—執(zhí)行(DO)—檢查(CHECK)—處理(ACTION)”的人才培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)與反饋機(jī)制，開(kāi)展《SolidWorks三維建模設(shè)計(jì)》課程建設(shè)的持續(xù)改進(jìn)工作。在計(jì)劃階段，確定改進(jìn)的目標(biāo)和達(dá)成目標(biāo)的方法措施；在執(zhí)行階段，嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)劃，如有變化，小組討論后及時(shí)修改更新計(jì)劃；在檢查階段，課題組根據(jù)預(yù)期目標(biāo)，檢查進(jìn)度和效果的達(dá)成度，并進(jìn)行自我診斷分析，學(xué)校進(jìn)行抽查評(píng)估。在處理階段，對(duì)總結(jié)檢查的結(jié)果進(jìn)行處理，對(duì)成功的經(jīng)驗(yàn)加以肯定，并予以標(biāo)準(zhǔn)化；對(duì)于失敗的教訓(xùn)也要總結(jié)，引起重視。對(duì)于沒(méi)有解決的問(wèn)題，應(yīng)提交給下一個(gè)PDCA循環(huán)中去解決。

7 總結(jié)

本文借鑒國(guó)際工程教育資格互認(rèn)協(xié)議中《悉尼協(xié)議》“以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的核心理念，指導(dǎo)“SolidWorks三維建模設(shè)計(jì)”課程建設(shè)。將信息化技術(shù)與課程融合，以培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型人才為目標(biāo)，從課程目標(biāo)確定、課程內(nèi)容重構(gòu)、課程資源建設(shè)、課程實(shí)施方式改革、課程評(píng)價(jià)體系構(gòu)建等方面進(jìn)行研究與實(shí)踐。江西制職業(yè)技術(shù)學(xué)院SolidWorks課程組經(jīng)過(guò)2年的實(shí)踐，成果明顯，對(duì)提升學(xué)生的三維建模的技能核心能力和創(chuàng)新思維能力、培養(yǎng)出社會(huì)需要的高素質(zhì)的三維設(shè)計(jì)的技術(shù)型人才具有重大意義。雖然改革已初見(jiàn)成效，但仍然有問(wèn)題有待進(jìn)一步改正，課程的建設(shè)沒(méi)有終點(diǎn)，需要不斷實(shí)踐研究，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并持續(xù)改進(jìn)。