機(jī)電類(lèi)大學(xué)生掌握三維CAD設(shè)計(jì)技術(shù)提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的研究與實(shí)踐

婁建樓 荊忠勝

摘 要：本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)人才市場(chǎng)需求和國(guó)內(nèi)外的三維CAD應(yīng)用狀況的調(diào)研分析，得出機(jī)電類(lèi)大學(xué)生掌握三維CAD設(shè)計(jì)技術(shù)是提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的必然要求的結(jié)論，通過(guò)對(duì)機(jī)電專(zhuān)業(yè)大學(xué)生進(jìn)行三維CAD課程的多種教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，結(jié)合就業(yè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，驗(yàn)證了這一結(jié)論。

關(guān)鍵詞：三維CAD；就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力；研究；實(shí)踐

引言

目前，大學(xué)生就業(yè)難，是一個(gè)普遍的社會(huì)問(wèn)題，這一問(wèn)題的產(chǎn)生有多方面原因。突發(fā)原因是受?chē)?guó)際金融危機(jī)影響，歷史原因是中國(guó)正處于就業(yè)人口高峰期，社會(huì)發(fā)展原因則是由中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理和我國(guó)的教育體系結(jié)構(gòu)不合理所造成的。目前，機(jī)電類(lèi)大學(xué)生就業(yè)也遇到了就業(yè)難的問(wèn)題，我們通過(guò)對(duì)人才市場(chǎng)的調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)三維CAD設(shè)計(jì)人才需求旺盛，缺口很大，為此，我校組織了應(yīng)用技術(shù)學(xué)院（現(xiàn)更名為輸變電技術(shù)學(xué)院）機(jī)電工程系的教師通過(guò)進(jìn)行了本教改項(xiàng)目課題的研究與實(shí)踐。

1. 三維CAD技術(shù)的國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況分析

1.1 CAD是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平、技術(shù)水平的重要標(biāo)志

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著三維CAD、CAE、CAM等現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)得到迅速推廣和應(yīng)用，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)3D技術(shù)終于使人們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的描述重新回到了原始的直觀三維境界，“設(shè)計(jì)從三維開(kāi)始”的理念已經(jīng)隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用和三維設(shè)計(jì)軟件成熟迅速成為今天的現(xiàn)實(shí)。

1.2 國(guó)內(nèi)外三維CAD應(yīng)用廣泛

在國(guó)外，三維設(shè)計(jì)、e設(shè)計(jì)等理念已被歐美大公司全面使用，如西門(mén)子、諾基亞、波音、通用等，在美國(guó)已全面普及使用三維CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)。 我國(guó)的大中興企業(yè)，如一汽集團(tuán)、一汽大眾、上海通用、愛(ài)立信、大唐、三一重工甚至沿海的民營(yíng)企業(yè)也大量采用UG、PRO/E、SOLIDWORK等進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。

1.3 中國(guó)制造業(yè)對(duì)三維CAD應(yīng)用型人才的需求旺盛

據(jù)相關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，目前中國(guó)制造行業(yè)對(duì)三維CAD應(yīng)用型人才的需求非常龐大，缺口約為800萬(wàn)人，市場(chǎng)需求并呼喚掌握三維CAD的人才。

為此，我校于2007年末開(kāi)始進(jìn)行了本課題的研究與實(shí)踐，試圖通過(guò)加強(qiáng)機(jī)電類(lèi)大學(xué)生三維CAD的教學(xué)、培訓(xùn)、實(shí)習(xí)、實(shí)踐，從而增強(qiáng)其就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和適應(yīng)性。

2. 三維CAD教學(xué)研究與實(shí)踐

課題組從師資隊(duì)伍建設(shè)、課程體系建設(shè)、教學(xué)方法的研究、教學(xué)手段的實(shí)踐、職業(yè)培訓(xùn)與認(rèn)證實(shí)踐等多個(gè)緯度對(duì)課題進(jìn)行了研究與實(shí)踐，取得了良好的效果。

2.1 建立雙師型資隊(duì)伍

為提高師資隊(duì)伍的三維CAD設(shè)計(jì)水平，課題組組織教師參加了中國(guó)工程圖學(xué)會(huì)的三維數(shù)字建模師的培訓(xùn)，獲取了相關(guān)資格證書(shū)，掌握了UG等三維CAD軟件的使用，并與本地的汽車(chē)制造企業(yè)如一汽輕型車(chē)廠等企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系，為機(jī)電專(zhuān)業(yè)開(kāi)展三維CAD教學(xué)提供了師資保障。

2.2 建立完善的“四層課程體系”

隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，普通工科院校對(duì)這方面的教育也越來(lái)越重視，開(kāi)出的課程逐漸增多，但是缺乏一套系統(tǒng)、規(guī)范的獨(dú)立課程體系，往往開(kāi)出的課程相互獨(dú)立，一種軟件一門(mén)課，沒(méi)有延續(xù)性。學(xué)生沒(méi)有應(yīng)用所學(xué)課程解決實(shí)際的問(wèn)題的過(guò)程，使得學(xué)生到了畢業(yè)時(shí)，也不會(huì)很好地利用計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)來(lái)解決本專(zhuān)業(yè)的問(wèn)題。因此CAD/CAM技術(shù)的教育應(yīng)充分挖掘潛力，克服困難建立起層次教學(xué)，完善課程體系。

第一層次為二維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(二維CAD)

該層次教學(xué)對(duì)象是一、二年級(jí)的學(xué)生，在學(xué)生學(xué)習(xí)掌握了機(jī)械制圖的技術(shù)后，學(xué)習(xí)二維CAD軟件的操作，掌握基本的計(jì)算機(jī)繪圖技能，能夠?qū)⑺鶎W(xué)的機(jī)械制圖的知識(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)表達(dá)出來(lái)，達(dá)到學(xué)以致用。

第二層次為三維計(jì)算機(jī)輔設(shè)計(jì)(三維CAD)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)

該層次教育對(duì)象是三年級(jí)的學(xué)生，在學(xué)生具有一定的計(jì)算機(jī)二維繪圖知識(shí)后，讓其學(xué)習(xí)三維CAD和CAM技術(shù)的基本知識(shí)和相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件，掌握軟件的基本操作技能，初步掌握利用三維CAD技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和利用CAM軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單產(chǎn)品的數(shù)控加工程序的編制。

第三層次為逆向工程技術(shù)(RE)

該層次教育對(duì)象是三年級(jí)的學(xué)生，在學(xué)生具有三維的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)后，可進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)逆向技術(shù)，學(xué)習(xí)逆向工程相關(guān)技術(shù)和逆向軟件的操作，培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)逆向工程消化和吸收先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

第四層次為CAD/CAM集成技術(shù)

前面學(xué)生掌握的是分離的CAD、CAM技術(shù)，可以通過(guò)一些實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)CAD、CAM技術(shù)的集成。教師可以在課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，指導(dǎo)學(xué)生充分利用掌握的CAD/CAM技術(shù)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。通過(guò)實(shí)踐可進(jìn)一步幫助他們找差距，在實(shí)踐中鍛煉提高。

2.3 采用“項(xiàng)目式教學(xué)”模式組織教學(xué)

在教學(xué)內(nèi)容方面，采用的是項(xiàng)目式教學(xué)模式，即選取典型的產(chǎn)品或部件作為課程教授和練習(xí)的內(nèi)容，整個(gè)課程都是圍繞著產(chǎn)品如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)行的。將產(chǎn)品設(shè)計(jì)從最初的問(wèn)題確定、初始構(gòu)思到問(wèn)題細(xì)化、決策，最后到完成整個(gè)方案過(guò)程融入到該課程中來(lái)，最后通過(guò)CAD/CAM軟件實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零件的設(shè)計(jì)繪制、整個(gè)裝配圖的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)以及各零件數(shù)控加工代碼的自動(dòng)生成等等。這種項(xiàng)目式教學(xué)模式擺脫了以往教學(xué)內(nèi)容零散，教學(xué)主線不集中等缺陷，而且也可以培養(yǎng)學(xué)生整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念。

教師的主講內(nèi)容不應(yīng)局限在使用方法和使用技術(shù)上，還需結(jié)合專(zhuān)業(yè)，穿插相關(guān)理論知識(shí)，如在三維CAD/CAM的講授過(guò)程中，可結(jié)合機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、制造工藝等相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，使得學(xué)生對(duì)對(duì)以往所學(xué)的知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。如可將機(jī)械制圖中的看圖部分結(jié)合進(jìn)來(lái)，學(xué)生對(duì)工程圖樣進(jìn)行看圖理解，并想象出圖樣所表達(dá)的產(chǎn)品原型，并應(yīng)用三維CAD軟件將產(chǎn)品原型還原出來(lái)，并進(jìn)一步檢驗(yàn)理解的對(duì)與錯(cuò)。

2.4 采用“案例教學(xué)”手段，通過(guò)課內(nèi)、課外、網(wǎng)絡(luò)等多途徑進(jìn)行教學(xué)

注重培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)的能力、自行解決問(wèn)題的能力，采用案例教學(xué)方式。在軟件教學(xué)的過(guò)程中，直接進(jìn)入實(shí)例練習(xí)，通過(guò)實(shí)例講解命令，最后在對(duì)實(shí)例中未涉及到的命令做進(jìn)一步的總結(jié)，加深學(xué)生對(duì)軟件命令應(yīng)用的理解，且能夠達(dá)到快速掌握軟件使用技巧。

在課堂教學(xué)中，除了教授學(xué)生相關(guān)的知識(shí)，還要傳授給學(xué)生學(xué)習(xí)的捷徑、自學(xué)的方法。首先通過(guò)課堂學(xué)習(xí)達(dá)到快速入門(mén)的目的，而后通過(guò)個(gè)人自學(xué)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，這與完全自學(xué)相比顯然是個(gè)捷徑，可大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。

在課外，引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)深入學(xué)習(xí)和實(shí)踐創(chuàng)新，大力開(kāi)展第二課堂活動(dòng)，吸引廣大學(xué)生積極參加課外實(shí)踐活動(dòng)，使第一課堂與第二課堂相互補(bǔ)充提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)與創(chuàng)新能力。

要充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，要利用網(wǎng)絡(luò)獲取學(xué)習(xí)資料，包括大量的文檔、圖片、視頻等，也可以通過(guò)各種相關(guān)論壇，與眾多業(yè)內(nèi)高手交流，達(dá)到互相學(xué)習(xí)，揚(yáng)長(zhǎng)避短之目的。

3. 開(kāi)展三維CAD職業(yè)認(rèn)證培訓(xùn)及實(shí)踐活動(dòng)，提高學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力

3.1 積極開(kāi)展三維CAD的培訓(xùn)，開(kāi)展雙證教育

在學(xué)院支持下，積極開(kāi)展三維CAD教育和培訓(xùn)。在機(jī)電專(zhuān)業(yè)模具方向開(kāi)設(shè)了“三維數(shù)字建模技術(shù)”課程，同時(shí)開(kāi)展CAD技能培訓(xùn)，中國(guó)工程圖學(xué)會(huì)組織的CAD技能二級(jí)培訓(xùn)主要內(nèi)容就是三維軟件的使用，包括零件建模、零件裝配和三維環(huán)境下二維工程圖繪制，曲面造型。我們已經(jīng)組織了五期CAD二級(jí)培訓(xùn)，有三百多人拿到了CAD二級(jí)證書(shū)。

3.2 參加設(shè)計(jì)三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

2010年3月，我校組織學(xué)生參加了國(guó)家制造業(yè)信息化培訓(xùn)中心舉辦的“全國(guó)三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”。通過(guò)參加比賽鍛煉了學(xué)生，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，積累了一些經(jīng)驗(yàn)。

通過(guò)參加競(jìng)賽發(fā)現(xiàn)，首先，學(xué)生必須要充分掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)，才能更有利于實(shí)際動(dòng)手能力的提高。其次，雖然學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)已經(jīng)有了很大提高，設(shè)計(jì)出來(lái)的東西比較實(shí)用，但缺乏美感，不能吸引眼球。再次，原創(chuàng)性的作品欠缺，組合性的作品較多，要敢想敢做。

4. 畢業(yè)生就業(yè)情況統(tǒng)計(jì)對(duì)比

2008年以來(lái)我們逐漸的將三維CAD課程引入日常教學(xué)體系，并通過(guò)培訓(xùn)等實(shí)踐教學(xué)方式使機(jī)電專(zhuān)業(yè)的學(xué)生的三維CAD設(shè)計(jì)能力得到一定的提高，通過(guò)對(duì)2009年和2010年統(tǒng)計(jì)的畢業(yè)生就業(yè)情況分析，獲得三維CAD二級(jí)證書(shū)的機(jī)電專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)率達(dá)到了95%左右，而沒(méi)有獲得該認(rèn)證的機(jī)電專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)率只達(dá)到了73%左右，二者有22%左右的差距，從而驗(yàn)證了機(jī)電類(lèi)大學(xué)生掌握三維CAD設(shè)計(jì)技術(shù)是提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的必然要求的結(jié)論。

5. 結(jié)論

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)人才市場(chǎng)需求的調(diào)研分析，結(jié)合機(jī)電類(lèi)大學(xué)生的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，課題組全體成員通過(guò)三年來(lái)的教學(xué)研究與實(shí)踐，探索出了一套機(jī)電類(lèi)大學(xué)生三維CAD設(shè)計(jì)技術(shù)的課程體系、教學(xué)模式、教學(xué)手段和職業(yè)培訓(xùn)機(jī)制，提高了機(jī)電專(zhuān)業(yè)大學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，并通過(guò)三年來(lái)的學(xué)生就業(yè)情況的對(duì)比分析，驗(yàn)證了機(jī)電類(lèi)大學(xué)生掌握三維CAD設(shè)計(jì)技術(shù)可提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力這一結(jié)論。

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作者簡(jiǎn)介：

婁建樓（1972-），男，漢族,吉林省吉林市人，副教授，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。