《Pro/Engineer三维CAD应用技术》课程教学设计研究与探索*

张春红1张 宁2王开德1宋如敏1（1.徐州生物工程职业技术学院 江苏 徐州 221006；2.徐州工程学院 江苏 徐州 221008）

《Pro/Engineer三维CAD应用技术》课程教学设计研究与探索*

张春红1张 宁2王开德1宋如敏1
（1.徐州生物工程职业技术学院 江苏 徐州 221006；2.徐州工程学院 江苏 徐州 221008）

本着以高职教育培养目标为依据，遵循“知识够用、实用”原则，突出创新能力培养的课改理念，对《Pro/Engineer三维CAD应用技术》课程进行了为期三年的研究与探索，设计出了20多个项目作为实践教学研发的对象，以案例教学为主要教学方法，构建了该课程的基于工作过程的导向式、三维立体化教学设计模式，并取得了较好的教学效果。

高职；Pro/Engineer三维CAD应用技术；教学设计

Pro/Engineer软件（简称Pro/E）是美国PTC公司开发的三维建模软件，主要用于产品的工业设计、零部件装配、数控加工仿真、工程图绘制等方面。

课程性质与定位

课程性质 我校调查了机电一体化专业就业岗位群的工作范围，分析了人才的知识、能力、素质结构，确定《Pro/Engineer三维CAD应用技术》课程为该专业的核心技术课程。本课程是整个专业培养方案中承上启下的重要一环，通过本课程的学习，可以使学生对先修的《机械制图与CAD》、《机械制造》、《机械设计》等课程理论知识的理解更加透彻，也可为后续学习《数控编程》、《数控加工》等课程奠定基础。本课程主要面对的就业岗位为制图人员、装配人员、设计人员、编程人员等。这些岗位需要的职业能力分为：（1）初级能力。临摹产品，对产品进行三维建模、虚拟装配、工程图绘制的能力。（2）中级能力。根据图纸和实物对产品进行三维建模、虚拟装配的能力。（3）高级能力。根据客户要求对产品进行三维建模设计、虚拟装配、工程图制作、编程的能力。

课程目标定位 要把这些工作领域的职业能力转化为学习领域的学习能力，因此，本课程的课程目标制定如下：（1）知识目标。掌握软件的一些常用功能，能归纳典型零件结构分析方法。（2）能力目标。具备资料收集能力、三维想象能力、三维建模能力、虚拟装配能力、工程图绘制能力、编程能力及创新设计能力。（3）素质目标。培养合作精神，养成优良的职业道德素质。

课程教学设计理念与思路

课程教学设计理念 本课程以知识够用、实用为原则，采用基于工作过程的设计思路，以减速器项目的三维设计为主线进行导向式教学，以20多个工程案例设计为主要学习领域，内容涵盖了4个学习情境，采用集中教学的方式，让学生在教师的引导下进行探究性学习。

课程教学设计思路 （1）根据工作过程要求序化教学内容。以减速器项目的教学设计为例：减速器实物→拆解与测绘→拆解成机体、机盖、齿轮轴等12个子零件→对每一个子零件进行草图绘制→对每一个子零件进行三维建模→12个子零件在Pro/E软件下虚拟装配→12个子零件在Pro/E软件下运动仿真→12个子零件在Pro/E软件下编程加工。这样，可以让学生的学习过程与工厂工作过程相符合，使学生建立零件设计整体概念，从而提高其零件设计应用能力。（2）理实一体化的学习情境。每一个学习情境完成一个或多个工程案例的设计任务。本课程构建了4个学习情境：典型零件实体创建情境；零件装配情境；零件编程加工情境；简单产品设计情境。并对每个学习情境按六步法（目标确定、结构分解、知识点介绍、示范操作、练习、评价小结）组织教学。下面以典型零件实体创建情境为例，说明学习情境的内容及学时分配，如表1所示。

表1 学习情境的内容及学时分配表

课程教学内容设计

教学内容的针对性与适用性 根据企业的需要确定课程教学内容。教学内容在产品选择上应注重产品的典型性、实用性和先进性，并且课程教学内容与职业资格证书的知识点和技能点应相互吻合。

教学内容的组织与安排 （1）教学内容的组织。以机械制造典型工作任务及工作过程为主线组织教学内容。（2）教学内容的安排。通过校内实训+企业参观的方式安排教学内容。

课程教学模式设计

具体如图1所示。

三维立体化教学模式 这种教学模式构建了由理论到实践、由课内到课外、由基础到创新、由课本到网络的立体化教学模式，能拓展学生的学习空间，使学习与工作气氛更加接近。

基于工作过程的导向式教学模式 使学生的学习过程与工厂工作过程相符合，使学生建立起零件设计的整体概念，从而提高其零件设计的应用能力，最终培养学生从事职业工作所需要的个人能力、方法能力、社会能力、专业能力。

图1 三维立体化教学模式图

教学方法 整个课程教学灵活运用了案例法、启发法、讨论法、现场教学、创新法等教学方法。

多种教学手段的运用 网络教学、多媒体教学、技能竞赛等多种教学手段综合运用，把制作的学材、工作任务单、课件、教学录像等制作成光盘发给学生，供学生课外学习，将这些教学资料发到学校网站上，供学生自主学习。同时，组建了CAD协会，挖掘优秀学生资源，协助教师科研攻关及参加校内外竞赛。

教学评价设计

实施多元化开放式评价体系的设计，即把项目学习理论应用于实际教学之中，并在新的模式引导下对传统评价方法进行相应的变革：使过程性评价与总结性评价相结合，用社会评价补充校内评价，用学生互评、自评、教师评价相结合替代教师独立评价，构建多元开放的评价体系。

课程创新

将项目教学法引入课堂教学中 采用生产和生活中的实例，学生在教师的引导下，通过一个个项目的完成进行探究性学习，培养研究精神。同时，采用师生互问互答、学生上台讲建模思路、疑难问题大讨论、建模方法大搜捕等形式，活跃课堂气氛，提高学生的学习兴趣。

课程之间紧密联系、案例教学贯穿始终 将本课程与其他课程（制图、液压、机械设计）紧密结合起来，不仅可以扩大本课程的教学范围，还可以促进对其他课程的理解与学习。同时，将案例教学贯穿全过程，通过本课程的学习，使学生能够真正设计出可以生产的产品。

工学结合 邀请企业工程师共同确定课程内容，使企业工程师参与课程开发。教师脱产到企业锻炼，将教研活动搬到企业，与企业开展技术交流活动。

创新性学习 在教学中，教师还可以不限定题目，完全要求学生自主寻找案例，自主创新、自主设计出各种各样的个性化产品，然后根据设计的难易程度评定分数，这样才能培养出具有研发能力的学生。

教学评价的创新 （1）教学评价的对象。基于项目学习的高职《Pro/Engineer三维CAD应用技术》课程教学评价的对象是课堂教学系统。这一系统由教师、学生、教学过程及教学手段等要素构成。传统的教学评价主要是对学生的评价，评价的对象过于片面化。对整个教学系统进行评价，既可以为学生的学习起一个导向作用，又可以引导教师勤奋工作、完善教学，还可以总结教学经验，为学校管理层提供决策依据。（2）评价内容突出企业特色。职业教育是开放性的、社会化的教育，职业学校的办学质量只有得到用人单位、学生及家长的认可才有实际意义。社会的多角度评价不仅能保证学校为社会经济发展带来效益，还能提高学校的声誉。

课程改革成效

我们本着以高职教育培养目标为依据，遵循“知识够用、实用”原则，工学结合，突出创新能力培养的课改理念，对《Pro/ Engineer三维CAD应用技术》课程进行了为期三年的教学改革，取得的成果如下：

1.完成了包括《Pro/Engineer应用技术》在内的机电一体化主干课程的校企共建及课程体系重构。

2.在课改理念的指导下，教师以课堂为载体，经过不断的教学实践，培养了大批具有创新能力的学生，他们自主寻找案例，设计出了自行车、飞机、人脸肖像等多种个性化产品。

3.学校设立了CEAC（计算机辅助设计工程师）技能鉴定点，学生参加技能鉴定考证培训的认证通过率达98%以上。

4.基于项目的《Pro/Engineer三维CAD应用技术》课程教学设计模式有效地提高了教师的教学质量。该设计模式从各个方面对教师提出了具体要求，特别是在务实的方面，如教学设计是否从学生实际出发，教学内容是否反映了科学前沿信息，教学过程是否充分调动了学生的积极性，教学态度是否平等友善等。从总的情况来看，这些要求对教师自觉提高专业技能、不断完善教学效果具有良好的推动作用，同时对促进教师的专业发展也有明显的作用。

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G712

A

1672-5727（2011）09-0081-02

张春红（1978—），女，江苏徐州人，硕士，徐州生物工程职业技术学院讲师，研究方向为与材料相关的高职教学。

张宁（1980—），男，江苏徐州人，博士，徐州工程学院讲师，研究方向为与材料相关的高职教学。