武立波，宋若冰，蔡衛(wèi)國，慕光宇

（大連海洋大學機械與動力工程學院，遼寧 大連116023）

三維實體建模與設計課程教學改革

武立波，宋若冰，蔡衛(wèi)國，慕光宇

（大連海洋大學機械與動力工程學院，遼寧 大連116023）

本文針對三維實體建模與設計課程的特點及當前教學存在的一些問題，提出了圍繞“工程設計”開展教學，對課堂教學過程重新設計、制定課堂教案，以機械工程實例貫穿課堂教學的整個過程，創(chuàng)造了以教師為主導、以學生為主體的教學模式，提高了學生的學習興趣，達到了較好的教學效果。

三維實體建模；工程實例；教學改革

《三維實體建模與設計》課程是面向機械工程等各專業(yè)開設的一門課程，是學習利用三維繪圖軟件進行零部件造型設計及制圖的實踐性課程，它是計算機輔助設計與制造的重要手段。但在長期的教學中發(fā)現該課程的教學目前主要側重培養(yǎng)學生相關軟件的應用操作技能，并沒有圍繞“工程設計”的方法和規(guī)律開展教學，沒有結合工程實際去精心設計和組織教學內容，完全按照教材照本宣科、強力灌輸、學生被動學習，導致學生興趣不高，對該零件的結構、材料、所標注的形狀、位置公差的含義以及粗糙度等技術要求不清楚。在畢業(yè)設計過程中零件圖、裝配圖表達極不規(guī)范，零件圖中沒有尺寸精度要求，裝配圖沒有配合、安裝尺寸，抄襲現象很嚴重。因此，必須改革教學模式以提高該課程的教學水平以及教學質量。

筆者學校今年剛剛成立了中新合作學院，看到了新西蘭奧塔哥理工學院的“工程設計與制圖”這門課的大綱和課程教案，開設這門課的目的是以“實際工程”為背景，掌握工程設計與制圖的原則、標準和技術。并且他們沒有教材，而是每堂課都有一個主題，通過工程案例讓學生掌握機械設計過程，繪圖命令及方法、制圖規(guī)范及技術要求等，受這些導師的啟發(fā)，具體改革如下：

1 改革的目標

通過改革，教師應學會確定課程和課堂教學目標，掌握課程設計基本理念和步驟，掌握并能使用高效的教學方法，能夠對教學效果進行定量評價；學生通過對《三維實體建模與設計》課程的學習，提高學生學習的主動性，培養(yǎng)學生學習的積極性，掌握知識的連貫性、相關性和綜合性，增強學生對專業(yè)的全面認識，從“基礎學習、專業(yè)學習、實踐訓練”三方面提高學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創(chuàng)新能力。

2 擬解決的關鍵問題

1）如何圍繞教學目標、課程教學內容，結合現代教育理念和教學技術和學生的實際情況，合理設計教學過程，提高學生的學習興趣，做到因材施教、注重實效。

2）如何將現代信息技術與傳統(tǒng)的教學方式有機的整合，探討以教師為主導、以學生為主體的教學方法，調動學生的積極性，讓學生知道畫的“是什么”，出現問題了知道“為什么”，要解決問題應該知道“怎么辦”。

3）如何以《三維實體建模與設計》課程為基礎進行科學研究，讓科研帶動教學。

3 具體實施方法

1）突破傳統(tǒng)教學模式的束縛，轉變教學理念，圍繞“以學生學習為中心”來指導“教師如何進行教”，確定課程和課堂教學目標，課堂教學目標。

2）加強教學團隊的協(xié)作與分工，開展團隊合作，合理設計教學過程，教學內容注重進一步與工程實踐相結合，完善不同層次的實踐教學內容和教學組織形式，提倡開展具有工程背景的案例教學以工程設計實例，培養(yǎng)學生的工程意識、工程設計能力。

3）使用高效的教學方法，激發(fā)學生的學習興趣。課上教給學生如何學習，如何思考，指導學生構建自己的知識框架、思維習慣，教師需要定期組織相關教學研討會，討論教學方法，總結教學得失。

4）課下組織學生自主學習，通過完成小組作業(yè)、問題討論、課程論文、創(chuàng)新實驗等培養(yǎng)學生協(xié)調能力和創(chuàng)新應用能力。

5）針對少數優(yōu)秀的學生，可以和教師科研項目緊密聯系，這樣可以拓寬學生的知識面，提高學生的科研能力，為這部分學生考研和進一步深造奠定良好的基礎。

6）注重組織和引導學生在校內開展創(chuàng)新活動和競賽，同時鼓勵學生積極參加省、市乃至全國性的各類競賽，如機械創(chuàng)新設計大賽、挑戰(zhàn)杯賽、機器人大賽等。

4 課堂教學改革

首先教師的教學理念由教為中心轉換為學生以學為中心。課前，教師應進行教學過程設計，發(fā)給學生課堂目標和教學內容、布置工程案例；學生應課前預習教學內容，查閱相關資料，完成任務。課上，教師圍繞教學案例講解，組織學生進行討論；學生應提出問題，展示作業(yè)，與老師討論出現的問題。課下，布置小組作業(yè)，問題討論，課程設計實踐、創(chuàng)新。整個過程教師起主導作用，學生作為主體，最終提高學生工程設計的能力。以普通V帶輪零件建模教案為例：

（1）教學目標

1）了解普通V帶輪的材料、結構、輪緣的截面圖及其各部分尺寸的確定；

2）掌握普通V帶輪的建模過程；

3）理解和應用工程背景下零件設計和繪圖的原則、標準和技術。

（2）教學方法

啟發(fā)式、差異式、項目驅動式的教學方法。

（3）內容

1）熟悉零件建模過程中通常用到的專用術語：特征、平面、拉伸、草圖、凸臺、切除、內圓角和外圓角等；

2）熟練操作旋轉、旋轉切除、拉伸、拉伸切除、圓周陣列；

3）選擇最佳的草圖輪廓和建模方法；

4）模型完全定義。

（4）課堂討論的問題

1）什么是設計意圖？它如何影響零件的建模過程？

2）建模過程中如何選擇最佳草圖輪廓？

3）普通V帶輪有幾種建模方法？那種建模方法最佳？

（5）評價要點

1）完全定義草圖，沒有錯誤；

2）正確貫徹零件的設計意圖。見圖1.

圖1 普通V帶輪

5 結論

經過教學實踐，圍繞“工程設計”的方法和規(guī)律開展教學，結合工程案例設計和組織教學內容，探討了以教師為主導、以學生為主體的現代化教學模式，調動學生的積極性，提高了學生的學習興趣。同時，教師在教學改革中也得到了鍛煉和提高。但是，由于課堂教學時數有限，不可能對所有的命令進行詳細的講解和演示，為提高教學質量，熟練操作三維軟件，課下需要學生投入更多的時間，為了課下更好的對學生進行指導，我們可以利用學校泛雅網絡教學平臺，制作相關教學視頻并建立網站，開展了慕課教學模式探索，這也是下一步教學改革的重要方面。

[1]鄧小雷，周兆忠，謝長雄.翻轉教學模式在應用型本科教學中的應用研究——以三維實體建模與設計課程為例[J].教育現代化，2016，（23）：125-126.

[2]張容.《計算機輔助設計》課程項目教學改革與實施[J].武漢職業(yè)技術學院學報，2013，12（6）：68-71.

[3]王 波，張崎靜.Solidworks三維建模設計課程教學模式改革與實踐[J].長春教育學院學報，2014，30（1）：133-134.

[4]周 宇，段 軍，劉 冰.貫穿計算機輔助設計課程的教學研究[J].現代制造技術與裝備，2015：76-78.

Teaching Reform of 3D Solid Modeling and Design Course

WU Li-bo，SONG Ruo-bing，CAI Wei-guo，MO Guang-yu
（School of Mechanical and Power Engineering，Dalian Ocean University，Dalian Liaoning 116023，China）

according to the characteristics of 3D solid modeling and design course and some problems existing in the current teaching，put forward around the“engineering design”teaching，the classroom teaching process re design，formulate teaching plan，through the whole process of classroom teaching in mechanical engineering，created the roles of teachers and students as the main body the teaching mode，improve the students’interest in learning,to achieve better teaching effect.

3D solid modeling；engineering example；teaching reform

H191

A

1672-545X（2017）08-0273-02

2017-05-04

宋若冰（1978－）女，河北晉州人，講師，碩士，研究方向：漁業(yè)機械設計。