丁淑輝　李學藝　王海霞

摘要：通過分析當前三維教學現狀，提出了基于應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的三維設計教學方法，以三維設計課程為平臺，重點培養(yǎng)學生科技創(chuàng)新意識。通過完善教學計劃、增加實踐環(huán)節(jié)、改革考核方式以及指導學生科技活動，進一步提高學生創(chuàng)新能力。實踐證明，新的教學方法能顯著提高學生科技創(chuàng)新能力，達到預定教學效果。

關鍵詞：應用型創(chuàng)新人才；三維教學方法；科技創(chuàng)新；課程考核

中圖分類號：G424.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2015）33-0259-02

根據《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》、《山東省高等教育內涵提升計劃（2011-2015年）》、《關于山東省高等教育名校建設工程實施意見》等文件精神，我校作為山東省應用基礎型人才培養(yǎng)特色名校建設單位，以高素質應用型創(chuàng)新人才[1]培養(yǎng)為目標，強化內涵和特色發(fā)展。作為機械類相關專業(yè)開設的重要實踐課程，《數字化設計》課程擔負著培養(yǎng)相關專業(yè)學生三維設計理論與三維設計軟件使用方法的任務。作為表達設計結果和創(chuàng)新成果的重要工具，三維設計理論與方法掌握的好壞，對于學生在校期間的課程設計或課外設計以及畢業(yè)后的設計工作都有著重要的影響。因此，基于應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標，強化三維設計教學方法改革，對于實現我校應用基礎型人才培養(yǎng)的特色名校建設目標有著重要意義。

一、三維設計教學現狀

三維設計課程屬于計算機類課程，其主要教學目標是講述三維建模理論，并教會學生如何使用三維設計軟件進行機械產品或裝備的三維建模，建模方法與建模過程的講述是教師上課的主要內容。同時，本課程又是機械類課程，其教學目標是讓學生使用軟件完成機械產品或裝備的設計，得到最終設計結果。因此，三維設計課程兼具計算機操作類基礎課和機械類專業(yè)課的特點，其操作過程雖然是固定的步驟式的，但卻也是實踐性非常強的專業(yè)課程。

現今多數院校在開設此課程時，并沒有按照課程特點對該課程教學方法進行深入研究，只是簡單的將其作為一門計算機類課程講述，按照操作步驟講解、例題練習、復習考試等常規(guī)軟件課程講解方法進行，很少體現機械類專業(yè)課程的特點，而且其學時一般較少，僅能完成基本功能講解與練習，難以進行系統(tǒng)的產品設計訓練，不能體現作為實踐性強的設計型課程的特色。

二、以三維設計課程為平臺，引導學生培養(yǎng)創(chuàng)新意識

應用型創(chuàng)新人才除了具有應用型人才所具有的一線崗位生產、管理與服務的能力外，還是能夠完成各崗位各種創(chuàng)新活動的中層次創(chuàng)新人才，其主要職能是從事中小型項目與產品的設計與研發(fā)、中小型企業(yè)設備與工藝的設計與改造、中層基層單位管理與決策創(chuàng)新等[2]。我國科技人力資源總數居全球第一，但技術創(chuàng)新的效果卻并不顯著[3]，說明我們在人才培養(yǎng)過程中，應加強學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)[4，5]。

對于機械行業(yè)應用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，除常規(guī)的設計方法、生產設備與工藝以及管理知識的學習外，還應重點引導學生的創(chuàng)新思維。三維設計課程以軟件操作的講述為主要內容，同時也給學生提供了一個表現創(chuàng)意的平臺，需要引導學生在這個設計平臺上展現自己的設計創(chuàng)新，以三維數字化模型為載體，啟發(fā)學生在掌握傳統(tǒng)設計方法基礎上拓展創(chuàng)新思維。

以三維設計課程為平臺，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識，教師的任務就是通過給學生提供一個平臺，讓學生能夠自由表達自己的創(chuàng)新設計思想。通過教師的引導，有意識地讓學生表達自己的創(chuàng)意思想。在創(chuàng)意表達需求的驅動下，學生自然會提高學習三維設計軟件的興趣，有利于課程教學。三維設計軟件教學和創(chuàng)新思維訓練相互補充、相互增強，起到相得益彰的效果。

三、基于應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的三維教學方法和措施

創(chuàng)新[6]是社會進步的核心動力和源泉，三維模型是機械相關專業(yè)學生創(chuàng)新成果的主要載體，三維設計軟件便成為表達創(chuàng)新思想最直接、最主要的工具。如何在三維軟件的教學過程中更好地培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、提高學生創(chuàng)新能力，本文提出以下方法和措施。

（一）合理安排專業(yè)教學計劃，做好課程定位

在大學機械專業(yè)課程設置中，何時開設三維設計課程非常關鍵。若開設過早，學生尚無相關專業(yè)知識，不易引導學生創(chuàng)新意識；若開設過晚，則不利于學生科技創(chuàng)新活動的開展。我校機設、機電以及材料成型等專業(yè)的三維設計課程均開設在第5學期中后段，這時學生已完成《機械制圖》、《工程材料與熱處理》、《幾何量公差與測量》等相關基礎課程的學習，也完成了《金工實習》等實踐課程，《機械原理》課程正在學習中，初步具備了進行機械設計的能力。教師在三維設計課程授課過程中，在學生已掌握的相關專業(yè)知識基礎上，結合相關案例，啟發(fā)學生創(chuàng)新思維，引導學生完成創(chuàng)新設計，鼓勵學生多參加科技創(chuàng)新活動。

（二）增加產品建模實踐環(huán)節(jié)，以項目為中心帶動知識點的學習

在開設三維設計類課程時，一般本科院校僅設置兩個學分、安排30～40個學時。由于課時的限制，教師在授課時一般僅能完成基本內容講述以及這些知識點的簡單練習，沒有時間對軟件所有功能進行綜合練習，導致學生對軟件僅有零散的了解，無法系統(tǒng)掌握軟件功能。我校在講授該課程時，采用“實例引入→知識點解析與例題講解→實踐鞏固”的過程，首先通過生產中的實例引出該節(jié)知識點，讓學生帶著好奇與疑惑傾聽后面的內容，然后在知識點講解基礎上，讓學生對照課本逐一練習基本知識點，最后針對某一個或幾個關鍵知識點選擇生產中的復雜零件進行綜合練習。以實例作為課程引入，最后以企業(yè)現場產品的三維數字化建模作為練習鞏固所學知識點，以應用為目標，讓實踐貫穿整個課程，便于學生系統(tǒng)把握整個軟件功能。

同時，在我校作為山東省特色名校建設單位的建設規(guī)劃中，對專業(yè)培養(yǎng)計劃進行了大刀闊斧的修訂。其中，實踐環(huán)節(jié)添加了1個學分的產品建模與仿真課程。在這個環(huán)節(jié)中，教師首先綜合概述前期課程中講述的三維建模知識點，讓學生從整體上進一步把握軟件功能；然后補充一些課程未涉及到的知識點，如高級建模方法、模型仿真方法等內容；最后結合學生所學專業(yè)布置設計課題，引導學生根據課程所學以及已經具備的專業(yè)知識完成設計，通過綜合性強的項目為中心帶動三維建模知識的學習與掌握，并借此增強學生的應用創(chuàng)新能力。

（三）轉變課程考核方法，多種考核方式并用

對于三維設計軟件課程的考核，由于計算機等硬件條件以及考核題目、考核過程的限制，多數高校繼續(xù)沿用了其他理論課閉卷筆試的方法來完成。因設計軟件的理論性不強且建模過程中操作隨機性較大，采用筆試的方法完成課程考核，不易反映學生對課程的掌握程度，甚至還會誤導學生偏離課程學習方向，為考試而學習。也有少數院校對于人數較少的班級能夠采用固定題目軟件上機考核的方法，但其操作局限性大，不便于當前多數高校學生數量較多的情況。

采用多種考核方式并用的方法，就是采用機考與筆試相結合的方法。對于理論性強的要點，或是操作過程中的關鍵步驟，采用筆試考核；一般操作性的步驟采用機考完成。對于機考內容，要建立全面而且豐富的考核題庫，考前由計算機軟件隨機生成每個學生的考試內容。使用這種方法可以分期分批完成學生上機考核，成績公平公正且考核過程不受人數及計算機硬件條件限制。

（四）與學生科技創(chuàng)新活動結合，重點培養(yǎng)突出人才

課程結束不代表學生學習任務的完成，后期要結合學生的各類創(chuàng)新競賽活動，選拔并進一步重點培養(yǎng)一批突出的創(chuàng)新人才。課程教學已經使學生具備了初步的產品或裝備的建模能力，對于表現突出的學生，要進一步引導他們參加行業(yè)內的各類創(chuàng)新競賽活動，結合生產實際完成復雜產品建模，進一步提高其創(chuàng)新能力。

我校多年來一直支持學生參加各類學生創(chuàng)新活動，如山東省大學生機電產品創(chuàng)新設計大賽、全國三維創(chuàng)新設計大賽、“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽、山東省大學生機器人大賽等。通過活動過程中學生的設計參與，進一步提高了其建模能力，并培養(yǎng)了學生初步的科技創(chuàng)新能力。

四、結論

以應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標，改進三維設計教學方法，對提高學生創(chuàng)新能力有著重大意義。以三維設計課程為平臺，結合學生已經掌握的專業(yè)知識，以數字化模型為載體，通過表達學生創(chuàng)意，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。通過各種新型措施的實施，近年來我校學生多次在全國三維創(chuàng)新設計大賽、山東省大學生機電產品大賽等比賽中獲得好成績，這些優(yōu)異成績的取得，證明了我校三維設計教學方法改革，對達到應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標起到了積極的推動作用。

參考文獻：

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[2]黃順年，劉建國.應用型人才與應用型創(chuàng)新人才比較分析[J].當代教育理論與實踐，2012，4（5）：51-53.

[3]趙豐義.我國裝備制造業(yè)技術創(chuàng)新路徑優(yōu)化研究[D].沈陽：遼寧大學，2010.

[4]徐巍.培養(yǎng)創(chuàng)新人才探索“數字化設計與制造”教學改革[J].實驗室研究與探索，2014，33（7）：218-220.

[5]陳鵬，基于數字化技術的應用性本科機械類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系的構建[J].中國電力教育，2008，（23）：101-103.

[6]王曉迪，王松武，李海波.論創(chuàng)新教育與教育創(chuàng)新[J].實驗室研究與探索，2013，32（6）：283-286.