摘要：逆向工程技術(shù)作為現(xiàn)代制造業(yè)重要的組成部分，在越來越多的高校中獲得重視，作為一門較新的技術(shù)，考慮該課程的特殊性，教學(xué)方法和手段需要在不斷的教學(xué)實踐中加以完善，本文闡述了結(jié)合多年教學(xué)實踐，在教學(xué)方法和教學(xué)手段、課程體系改革、教學(xué)內(nèi)容和特色建設(shè)等方面做出的一些探索。

關(guān)鍵詞：逆向工程；網(wǎng)絡(luò)；創(chuàng)新

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）29-0151-02

逆向工程（Reverse Engineering，RE）產(chǎn)品設(shè)計就是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品實物，通過掃描設(shè)備，獲得該實物的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將其形狀在電腦里面顯示出來，對該數(shù)據(jù)模型進行編輯、復(fù)原、修改，獲得制造該產(chǎn)品的模具數(shù)據(jù)或工程圖，然后反求仿造出產(chǎn)品。目前，很多高校開設(shè)了逆向工程技術(shù)及應(yīng)用方面課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生運用現(xiàn)代計算機技術(shù)，根據(jù)已存在的產(chǎn)品或零件原型，重構(gòu)產(chǎn)品或零件的CAD模型，在此基礎(chǔ)上進行后續(xù)產(chǎn)品的加工制造、快速成型制造、虛擬仿真制造和進行產(chǎn)品的再設(shè)計[1，2]，系統(tǒng)地介紹產(chǎn)品逆向反求技術(shù)，要求掌握逆向技術(shù)的基礎(chǔ)理論，采用目前主流的反求軟件，結(jié)合工程實際，使學(xué)生完成入門、提高、產(chǎn)品加工制造完整的逆向反求過程。

一、逆向教學(xué)軟件及教材的選擇

目前比較著名的逆向工程軟件有四個。GeoMagic，美國RainDrop公司的逆向工程軟件，ImageWare，UG NX中提供的逆向工程造型軟件，CopyCAD，是英國DELCAM公司系列CAD產(chǎn)品中的一個，RapidForm，是由韓國INUS公司開發(fā)的逆向工程軟件。ImageWare具有強大的測量數(shù)據(jù)處理、曲面造型、誤差檢測功能?？梢蕴幚韼兹f至幾百萬的點云數(shù)據(jù)。擁有廣大的用戶群，國外有BMW、Boeing、GM、Chrysler、Ford、raytheon、Toyota等著名國際大公司，國內(nèi)則有上海大眾、上海交大、上海DELPHI、成都飛機制造公司等大企業(yè)。通過比較，采用ImageWare作為逆向?qū)崿F(xiàn)軟件，多年實踐證明，效果良好。在教材的選用上，選用本人自己編著并出版的教材《逆向工程基礎(chǔ)及應(yīng)用實例教程》（清華大學(xué)出版社，2011），全書分為兩個部分，基礎(chǔ)部分和實例部分?；A(chǔ)部分介紹Imageware基本知識，根據(jù)命令的使用頻率，選擇常用的優(yōu)先加以講解，重要命令均提供實例操作圖形，并提供原始點云。實例部分首先根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點，剖析逆向反求思路，然后一步步具體地講解實現(xiàn)過程。精選的實例包含大量的逆向反求技巧，認(rèn)真體會，學(xué)會分析，逐步過渡到對任何復(fù)雜的產(chǎn)品均可提出有效的解決方案。此外，授課還參考了目前國內(nèi)出版的較優(yōu)秀的其他教材，例如單巖，謝斌飛編著《Imageware逆向造型應(yīng)用實例》（清華大學(xué)出版社，2007）和姜元慶/劉佩軍編譯《UG/Imageware逆向工程培訓(xùn)教程》（清華大學(xué)出版社，2003）。

二、教學(xué)方法和教學(xué)手段

1.多媒體教學(xué)，一人一臺計算機授課。開設(shè)“逆向工程技術(shù)及應(yīng)用”課程以來，課程授課地點選擇在計算機房，一直采用多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)課程現(xiàn)代化教學(xué)手段，由于教學(xué)內(nèi)容屬于先進的計算機軟件應(yīng)用技術(shù)，實行一人一臺計算機授課，學(xué)生的操作可以與教師的講解同步，可及時解決課程中出現(xiàn)的問題，采用電腦同步顯示教學(xué)軟件，教師可以及時看到每個學(xué)生的電腦屏幕內(nèi)容，可以檢查學(xué)生的課堂操作結(jié)果、習(xí)題完成情況、學(xué)生可以在電腦上向教師和同學(xué)展示自己的作品。優(yōu)越的教學(xué)條件，極大地發(fā)揮了學(xué)生的積極性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，獲得了良好的教學(xué)效果。

2.理論聯(lián)系實際，注重軟件實際操作能力。本課程與計算機軟件技術(shù)密切相關(guān)，只有在掌握理論知識的基礎(chǔ)上，能夠熟練地應(yīng)用工程軟件，進行產(chǎn)品的逆向反求，才能解決工程中的實際問題[3-5]，因此，十分注重學(xué)生的動手能力，本課程的衡量學(xué)習(xí)成績的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，就是必須能夠獨立應(yīng)用工程軟件，解決實際問題。相對其他學(xué)科，逆向工程更注重實際動手能力。逆向的產(chǎn)品，就是各種工程機械的外形曲面，能否構(gòu)造高質(zhì)量的曲面，是檢驗?zāi)嫦蚰芰Φ闹匾獦?biāo)準(zhǔn)。除了基本的理論，更需要大量的實踐，在電腦上進行大量的產(chǎn)品實戰(zhàn)練習(xí)，才能快速構(gòu)建合格的曲面。相對于其他工程技術(shù)，逆向工程不僅需要大量的練習(xí)，也需要一定的悟性。對同樣的點云，不同的學(xué)生，構(gòu)建出來的曲面質(zhì)量可能差異極大。勤能補拙，大量的實踐訓(xùn)練，才可以培養(yǎng)出合格的逆向工程技術(shù)人員。

3.強調(diào)創(chuàng)新能力，討論啟發(fā)式教學(xué)。僅僅能夠應(yīng)用理論知識，采用計算機軟件進行反求設(shè)計，不能算是一個優(yōu)秀的人才。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是本課程重中之重，采用的方法為鼓勵學(xué)生對一個具體機械設(shè)計案例進行分析，課外廣泛搜集網(wǎng)絡(luò)資料，對此進行消化理解，提出多種方案，進行創(chuàng)新設(shè)計，在課堂上提出自己的看法，相互討論、啟發(fā)，教師點評其優(yōu)劣，將學(xué)生在課題上的發(fā)言及表現(xiàn)能力，作為評定其成績的重要依據(jù)。創(chuàng)新能力，是當(dāng)代大學(xué)生需要具備的重要素質(zhì)。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在逆向工程課程中尤其重要。從汽車到手機、電腦等，我國在這些方面的主要產(chǎn)品，很多來自于模仿，特別是外形的模仿。逆向工程正是針對產(chǎn)品外形的一門技術(shù)，從山寨到自主研發(fā)，是每個技術(shù)人員必須面對的課題，只有創(chuàng)新，才能成功。

三、課程特色建設(shè)

1.結(jié)合本土制造業(yè)教學(xué)。瞄準(zhǔn)重慶作為我國汽車、摩托車等機械產(chǎn)品的重要生產(chǎn)基地應(yīng)用環(huán)境，教學(xué)內(nèi)容結(jié)合工程實踐，提供產(chǎn)品反求設(shè)計，直接為企業(yè)機械產(chǎn)品的設(shè)計制造提供服務(wù)，為研究生的課題研究、畢業(yè)設(shè)計提供理論和技術(shù)支持。與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，收集企業(yè)產(chǎn)品逆向作品，對逆向制作精度、曲面的光順性等技術(shù)指標(biāo)，提出較高的要求，使得理論與實踐相結(jié)合，為將來在企業(yè)實際運用逆向技術(shù)提前預(yù)演。汽車和摩托車的外部曲面，是汽車品質(zhì)的重要構(gòu)成部分，如何借鑒優(yōu)秀的產(chǎn)品，在此基礎(chǔ)上得到自己個性化的曲面，并且構(gòu)造出A級曲面，是逆向課程的一個挑戰(zhàn)，不僅在技術(shù)上需要大量的基礎(chǔ)積蓄，在介入到產(chǎn)品計劃、工藝、生產(chǎn)等各個環(huán)節(jié)，在教學(xué)上均有極大的挑戰(zhàn)，作為一門技術(shù)課程，這方面還有很長的路要走。

2.教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革。加強教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革，廣泛吸收先進的教學(xué)經(jīng)驗，積極整合優(yōu)秀教改成果，將能夠反映本學(xué)科領(lǐng)域的最新科技成果及時納入教學(xué)之中。充分利用網(wǎng)絡(luò)上的視頻教程。目前，網(wǎng)絡(luò)一些培訓(xùn)機構(gòu)，上傳了很多比較成功的逆向案例，既有點云素材，也有逆向制作的視頻，比如汽車翼子板，后視鏡，鞋子，卡扣，安全帽等，這些案例，對幫助學(xué)生了解逆向制作的不同方法，開闊視野，具有良好的作用。需要指出的是，網(wǎng)上的一些點云及視頻，由于來源復(fù)雜，很多照片素材與視頻嚴(yán)重不符，提供的原始點云，與視頻中操作的點云并非同一個，需要教師親力親為，自己加以驗證，才能找出真正適合教學(xué)的素材。

3.網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。注重使用先進的教學(xué)手段，改革考核方法，教學(xué)方式進一步進行改革：把教師課堂授課、課堂討論、課外實踐等有機結(jié)合起來，進一步發(fā)揮信息技術(shù)的作用，逐步完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。加強試題庫的建設(shè)工作，通過網(wǎng)絡(luò)課堂批改作業(yè)和與學(xué)生討論，做到每三個月對課程上網(wǎng)資源進行有針對性的更新，學(xué)生可以通過校園網(wǎng)隨時查詢有關(guān)課程學(xué)習(xí)的最新參考資料。

時代的發(fā)展，淘汰了靜態(tài)網(wǎng)頁，即使動態(tài)網(wǎng)頁，可以提供數(shù)據(jù)交流互動的網(wǎng)頁，如果沒有特色，也不能吸引學(xué)生參與。成功的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，應(yīng)該是簡單易用，信息豐富，便于交流的平臺。廣泛借鑒目前常用的社交軟件，例如微信、QQ、微博、社區(qū)論壇等形式，甚至有這方面接口，才能真正為學(xué)生所接受和利用，才會有生命力。目前還沒有真正意義上這樣的網(wǎng)站出現(xiàn)。逆向工程，作為一個既有工程技術(shù)，又有人文美術(shù)等方面知識的學(xué)科，具有其他課程所沒有的優(yōu)勢，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上，可以做出很多的選擇。如何把教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)得既有學(xué)術(shù)交流的元素，又像社交網(wǎng)站一樣廣受歡迎，是一個巨大且有趣的挑戰(zhàn)。

參考文獻：

[1]吳鳳林，李雄.逆向工程技術(shù)在工業(yè)設(shè)計實踐中的應(yīng)用[J].學(xué)園：教育科研，2013，（9）：60-61

[2]高惠明，孫偉，曲卯林.論逆向工程關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].商品與質(zhì)量：理論研究，2012：148-149

[3]張晉西，郭學(xué)琴，林昌華.開設(shè)高校創(chuàng)新機械設(shè)計課程構(gòu)想[J].重慶工學(xué)院學(xué)報，2006，（8）

[4]席成孝.從發(fā)達國家人才培養(yǎng)模式改革看我國地方高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新[J].安康學(xué)院學(xué)報，2013，（1）：92-97.

[5]程永強，苗淑清，張建文，呂明.地方工科院校加強實踐教學(xué)的探索與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2013，（2）：5-9.