机电类大学生掌握三维CAD设计技术提高就业竞争力的研究与实践

娄建楼 荆忠胜

摘 要：本文通过对国内人才市场需求和国内外的三维CAD应用状况的调研分析，得出机电类大学生掌握三维CAD设计技术是提高就业竞争力的必然要求的结论，通过对机电专业大学生进行三维CAD课程的多种教学实践活动，结合就业数据的统计，验证了这一结论。

关键词：三维CAD；就业竞争力；研究；实践

引言

目前，大学生就业难，是一个普遍的社会问题，这一问题的产生有多方面原因。突发原因是受国际金融危机影响，历史原因是中国正处于就业人口高峰期，社会发展原因则是由中国产业结构不合理和我国的教育体系结构不合理所造成的。目前，机电类大学生就业也遇到了就业难的问题，我们通过对人才市场的调研，我们发现三维CAD设计人才需求旺盛，缺口很大，为此，我校组织了应用技术学院（现更名为输变电技术学院）机电工程系的教师通过进行了本教改项目课题的研究与实践。

1. 三维CAD技术的国内外应用情况分析

1.1 CAD是衡量一个国家工业水平、技术水平的重要标志

进入21世纪以来，随着三维CAD、CAE、CAM等现代设计制造技术得到迅速推广和应用，现代计算机3D技术终于使人们对现实世界的描述重新回到了原始的直观三维境界，“设计从三维开始”的理念已经随着计算机的普及应用和三维设计软件成熟迅速成为今天的现实。

1.2 国内外三维CAD应用广泛

在国外，三维设计、e设计等理念已被欧美大公司全面使用，如西门子、诺基亚、波音、通用等，在美国已全面普及使用三维CAD进行设计。 我国的大中兴企业，如一汽集团、一汽大众、上海通用、爱立信、大唐、三一重工甚至沿海的民营企业也大量采用UG、PRO/E、SOLIDWORK等进行三维设计。

1.3 中国制造业对三维CAD应用型人才的需求旺盛

据相关部门统计，目前中国制造行业对三维CAD应用型人才的需求非常庞大，缺口约为800万人，市场需求并呼唤掌握三维CAD的人才。

为此，我校于2007年末开始进行了本课题的研究与实践，试图通过加强机电类大学生三维CAD的教学、培训、实习、实践，从而增强其就业的竞争力和适应性。

2. 三维CAD教学研究与实践

课题组从师资队伍建设、课程体系建设、教学方法的研究、教学手段的实践、职业培训与认证实践等多个纬度对课题进行了研究与实践，取得了良好的效果。

2.1 建立双师型资队伍

为提高师资队伍的三维CAD设计水平，课题组组织教师参加了中国工程图学会的三维数字建模师的培训，获取了相关资格证书，掌握了UG等三维CAD软件的使用，并与本地的汽车制造企业如一汽轻型车厂等企业建立了良好的合作关系，为机电专业开展三维CAD教学提供了师资保障。

2.2 建立完善的“四层课程体系”

随着CAD/CAM技术的发展，普通工科院校对这方面的教育也越来越重视，开出的课程逐渐增多，但是缺乏一套系统、规范的独立课程体系，往往开出的课程相互独立，一种软件一门课，没有延续性。学生没有应用所学课程解决实际的问题的过程，使得学生到了毕业时，也不会很好地利用计算机应用技术来解决本专业的问题。因此CAD/CAM技术的教育应充分挖掘潜力，克服困难建立起层次教学，完善课程体系。

第一层次为二维计算机辅助设计(二维CAD)

该层次教学对象是一、二年级的学生，在学生学习掌握了机械制图的技术后，学习二维CAD软件的操作，掌握基本的计算机绘图技能，能够将所学的机械制图的知识通过计算机表达出来，达到学以致用。

第二层次为三维计算机辅设计(三维CAD)和计算机辅助制造(CAM)

该层次教育对象是三年级的学生，在学生具有一定的计算机二维绘图知识后，让其学习三维CAD和CAM技术的基本知识和相关的计算机软件，掌握软件的基本操作技能，初步掌握利用三维CAD技术进行产品设计和利用CAM软件进行简单产品的数控加工程序的编制。

第三层次为逆向工程技术(RE)

该层次教育对象是三年级的学生，在学生具有三维的设计基础后，可进一步深化学习逆向技术，学习逆向工程相关技术和逆向软件的操作，培养学生通过逆向工程消化和吸收先进的设计理念，并在此基础上进行创新设计。

第四层次为CAD/CAM集成技术

前面学生掌握的是分离的CAD、CAM技术，可以通过一些实践教学环节来实现CAD、CAM技术的集成。教师可以在课程设计和毕业设计等实践教学环节中，指导学生充分利用掌握的CAD/CAM技术来进行产品的设计。通过实践可进一步帮助他们找差距，在实践中锻炼提高。

2.3 采用“项目式教学”模式组织教学

在教学内容方面，采用的是项目式教学模式，即选取典型的产品或部件作为课程教授和练习的内容，整个课程都是围绕着产品如何实现进行的。将产品设计从最初的问题确定、初始构思到问题细化、决策，最后到完成整个方案过程融入到该课程中来，最后通过CAD/CAM软件实现产品零件的设计绘制、整个装配图的设计实现以及各零件数控加工代码的自动生成等等。这种项目式教学模式摆脱了以往教学内容零散，教学主线不集中等缺陷，而且也可以培养学生整个产品的设计理念。

教师的主讲内容不应局限在使用方法和使用技术上，还需结合专业，穿插相关理论知识，如在三维CAD/CAM的讲授过程中，可结合机械制图、机械设计、制造工艺等相关专业知识，使得学生对对以往所学的知识有机的结合起来。如可将机械制图中的看图部分结合进来，学生对工程图样进行看图理解，并想象出图样所表达的产品原型，并应用三维CAD软件将产品原型还原出来，并进一步检验理解的对与错。

2.4 采用“案例教学”手段，通过课内、课外、网络等多途径进行教学

注重培养学生自学的能力、自行解决问题的能力，采用案例教学方式。在软件教学的过程中，直接进入实例练习，通过实例讲解命令，最后在对实例中未涉及到的命令做进一步的总结，加深学生对软件命令应用的理解，且能够达到快速掌握软件使用技巧。

在课堂教学中，除了教授学生相关的知识，还要传授给学生学习的捷径、自学的方法。首先通过课堂学习达到快速入门的目的，而后通过个人自学进行深入学习，这与完全自学相比显然是个捷径，可大大提高学生学习的效率。

在课外，引导学生继续深入学习和实践创新，大力开展第二课堂活动，吸引广大学生积极参加课外实践活动，使第一课堂与第二课堂相互补充提高学生的科学素质与创新能力。

要充分利用网络资源。在网络时代，要利用网络获取学习资料，包括大量的文档、图片、视频等，也可以通过各种相关论坛，与众多业内高手交流，达到互相学习，扬长避短之目的。

3. 开展三维CAD职业认证培训及实践活动，提高学生就业竞争力

3.1 积极开展三维CAD的培训，开展双证教育

在学院支持下，积极开展三维CAD教育和培训。在机电专业模具方向开设了“三维数字建模技术”课程，同时开展CAD技能培训，中国工程图学会组织的CAD技能二级培训主要内容就是三维软件的使用，包括零件建模、零件装配和三维环境下二维工程图绘制，曲面造型。我们已经组织了五期CAD二级培训，有三百多人拿到了CAD二级证书。

3.2 参加设计三维数字化创新设计大赛，培养学生创新能力

2010年3月，我校组织学生参加了国家制造业信息化培训中心举办的“全国三维数字化创新设计大赛”。通过参加比赛锻炼了学生，培养了学生的创新能力，积累了一些经验。

通过参加竞赛发现，首先，学生必须要充分掌握专业知识，才能更有利于实际动手能力的提高。其次，虽然学生创新意识已经有了很大提高，设计出来的东西比较实用，但缺乏美感，不能吸引眼球。再次，原创性的作品欠缺，组合性的作品较多，要敢想敢做。

4. 毕业生就业情况统计对比

2008年以来我们逐渐的将三维CAD课程引入日常教学体系，并通过培训等实践教学方式使机电专业的学生的三维CAD设计能力得到一定的提高，通过对2009年和2010年统计的毕业生就业情况分析，获得三维CAD二级证书的机电专业毕业生的就业率达到了95%左右，而没有获得该认证的机电专业毕业生的就业率只达到了73%左右，二者有22%左右的差距，从而验证了机电类大学生掌握三维CAD设计技术是提高就业竞争力的必然要求的结论。

5. 结论

通过对国内人才市场需求的调研分析，结合机电类大学生的专业特点，课题组全体成员通过三年来的教学研究与实践，探索出了一套机电类大学生三维CAD设计技术的课程体系、教学模式、教学手段和职业培训机制，提高了机电专业大学生的就业竞争力，并通过三年来的学生就业情况的对比分析，验证了机电类大学生掌握三维CAD设计技术可提高就业竞争力这一结论。

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作者简介：

娄建楼（1972-），男，汉族,吉林省吉林市人，副教授，硕士，研究方向：计算机应用技术。