高职SolidWorks软件应用课程的改革与实践

周 琦

(江阴职业技术学院机电工程系，江苏江阴，214400)

随着计算机技术的不断发展，机械制造行业信息化程度的提高，人们越来越多地使用三维软件进行产品设计。对于高职机械专业学生而言，掌握三维机械CAD软件的应用已成为一项必备的专业技能。为实现学院培养高级技术技能应用型人才的目标，适应企业对毕业生CAD软件运用能力的需求，我院机械制造与自动化专业开设了SolidWorks软件应用课程。本文对SolidWorks软件应用课程教学改革与实践中的一些问题进行探讨。

一、课程教学现状与问题

(一)课程教学现状

传统的SolidWorks软件应用教学往往是教师根据该软件的基础模块内容重点讲解每个操作命令的含义，进行操作示范，学生模仿操作。这样教学的优点是使学生充分了解每个命令的具体运用，缺点是学生仅仅停留在对软件操作方法的熟悉上，缺乏对机械产品设计的整体把握和创新思维的培养，容易导致学生“掌握了软件却没办法设计”的问题。[1]

此外，学生学习的大量时间花费在人机界面的熟悉与掌握、各种操作命令的死记硬背上，很难有效地调动学生的学习积极性，影响学生学习的效果。大部分学生由于缺乏兴趣，对于该课程的学习应付了事。少部分学生虽然对SolidWorks软件学习感兴趣，但认为在课堂中学不到有用的知识，而选择从网上下载视频类教学资源，或参加社会组织的短期培训等，以此提升软件应用水平。

(二)存在的问题

SolidWorks是基于Windows系统开发的易学易用的三维CAD软件。该软件采用基于特征的实体建模功能，用智能化装配技术、智能零件技术和镜像部件等技术来加快装配体的总体装配，可快速生成完整的工程图纸。[2]随着SolidWorks软件不断更新，其功能日趋复杂。教师由于缺乏在企业工作的实践经验，不能将软件设计和行业需要有效地结合起来，教学时只能照本宣科。部分教师认为作为一门软件应用的课程，对零件建模、机构装配和工程图等知识点进行讲解示范，辅以一定的操作练习，学生完全能够掌握该课程，不必考虑这门课程与其他专业课程之间的联系。这造成该课程与前置和后续课程脱节现象，机械制图、机制工艺等专业知识点不能有效融入教学过程。如在综合运用绘图命令及编辑命令绘制复杂零件的工程图的教学环节中，学生由于缺乏机械制图、加工工艺、装配工艺等方面的实践经验，经常会出现找不到尺寸、忘记标注公差或装配错误等问题。

二、课程教学的改革

(一)以职业能力为本位的教学内容

本课程的设计理念和思路是以典型零部件为载体设计教学环节，要求学生掌握典型零件的三维造型、工程图绘制，以及典型机构的装配；具有运用SolidWorks软件进行产品设计、机构装配的能力；培养学生认真、严谨的治学态度、职业道德，以及对企业文化的认知和适应能力。本课程的教学内容围绕对SolidWorks软件的操作与应用全面展开，讲授造型命令和编辑命令的使用技巧；同时紧密联系实际，融入制图基本知识和专业基本技能，将国标规定和专业制图规则融入教学过程中，使学生一开始就在头脑中形成专业的概念。训练学生进行实际操作，掌握软件使用技巧，培养学生严谨的工作态度，锻炼学生的实际操作能力。[3]

在进行课程教学内容的具体安排时，按照“项目导入，任务驱动”的教学模式，以企业岗位工作中的各项任务为驱动，现代产品CAD过程为标准，将各模块划分为若干个具体应用项目。以某个典型机构作为项目任务的载体，将教学内容分为软件应用基础、零件的三维造型与工程图、机构虚拟装配三个模块，如表1所示。其中，每个模块的教学项目设计，都是由简单到复杂，能使学生接受全过程训练，将企业新产品设计要求的内容与技能融入教学过程中，使学生在完成课程学习后可直接进入企业进行产品设计造型。

表1 SolidWorks软件应用课程模块任务分配

(二)以典型范例为重点的教材建设

教材建设是课程改革的重要组成部分。当前可供选择的SolidWorks软件教材分为两种类型：1.帮助文档型。内容几乎是软件的使用帮助文档，详细介绍和强调命令及软件环境，编写者是软件开发人员而非机械专业人员，缺乏专业理论与实践知识，不能有效结合机械专业背景知识。2.行业专家型。所编写的教材适合于企业工程师使用，教材大多以实际项目作为案例，缺乏基础知识的介绍，学生照书进行操作会出现“掉步”现象。这两种教材均不适合高职院校在教学中使用。我院教师结合机械制造与自动化专业的特点编写了适合本专业使用的教材，该教材依据“项目导入、任务驱动”的理念编写，按照现代企业产品设计的流程组织教材内容，符合高职机械类专业学生的使用要求。

在编写教材时，教师通过对机械制造与自动化专业岗位群的分析，依据企业中相关工作岗位所需从事的工作任务，有计划地从企业引进各种产品的零、部件工程图纸作为教学素材，作为课程的教学内容。我们特别注意了零部件选择的实用性和典型性，并进行适当的教学处理，然后作为素材编写进教材。整个教材内容的安排与课程教学内容相呼应，从基本零件到复杂零件再到机构或机器的装配，由简到繁，由易到难，逐步深入。

(三)以项目教学为主体的课堂教学

SolidWorks软件应用课程涉及内容广泛，学生接受过程缓慢且很难达到灵活应用的程度，不能体现高职院校技能型人才培养目标。以项目式教学为主的课堂教学，通过教师在课堂中对大量精选项目实例的讲解与操作示范，辅以有针对性的课后练习，可以充分调动学生学习的积极性和主动性，提高高职学生专业技能操作水平和应用能力。[4]

本课程以真实工作任务及工作过程为依据，以学生为主体、教师主导、师生互动、小组协作与讨论等开展教学。在课堂教学中广泛采用多媒体技术，教师利用多媒体课件等讲授基础理论知识，学生模拟企业实际工作流程，在CAD机房进行零件或机构的造型设计。整个教学过程实现了教师“教”理论、学生“学”技能、课外“练”能力一体化。在教学过程中，教师采用项目教学法、案例教学法等多种教学方法，突出学生学习的主体地位，提高学生学习的积极性。

在进行课程教学时，模块中的项目任务按照引入、分析、实施、总结、评价五个环节组织教学。现以该课程模块2中的项目3中的“任务1 建立叉架零件的三维造型”为例，来说明每个项目任务的具体教学过程。

1.项目引入。本次课以某企业设计生产的球阀装配视频作为项目引入，在学生观看视频的同时让学生思考，如何实现该扳手的造型，已有的方法能否完成？若不能，该怎么办？

2.项目分析。分析零件图纸，细分球阀扳手的结构组成及其造型方法，并由此提出新的特征建模方法——扫描。充分利用多媒体资源，说明扫描特征建模的原理及步骤，并进行操作示范，让学生在掌握理论知识的同时初步了解扫描特征建模的方法。

3.项目实施。该环节在课前教师需录制扳手造型的操作录像，并将班级学生按机房桌椅的位置进行分组。在实施过程中采用分层次的教学模式，即领悟力强的学生通过知识点的讲解，独立思考直接完成造型；一般的学生可通过观看教师分发的操作视频后完成造型，其中少部分学生在造型过程中会出现一些问题，则由小组讨论，帮助其完成造型，整个过程体现师生互动、生生互动。

4.项目总结。在绝大多数学生完成后，可将出错的截屏图片上传、广播，学生按组讨论错误产生的原因及解决的方法，并由此总结扫描的特征要素操作。最后，教师总结在扫描操作中的注意事项。整个过程充分体现学生学习的主导化、教师教学的辅导化。

5.项目评价。在每个项目的具体任务完成后，以学生完成的设计作品为依据，参考学生在项目实施过程中的表现，进行本次任务实施效果的评价。课堂任务实施的评价注重学生学习习惯的培养，包括学生自评、小组互评和教师评价三个部分，各部分的比例为1∶4∶5。

三、结语

在我院机械制造与自动化专业的人才培养体系中，SolidWorks软件应用课程的设置符合本专业的培养目标和企业对学生职业技能的要求。通过对本课程进行改革，确定以职业能力为本位，按照“项目导入，任务驱动”教学模式设置课程教学内容，从企业选择教学处理后的典型范例编写对应的课程教材，采用以项目教学为主体的课堂教学方法，模拟现代企业产品设计流程开展教学。学生在完成课程的学习后，可直接从事企业一线的产品造型、图纸绘制及机构的装配测试等工作，缩短了学生掌握的技能与企业实际需求的差距，促进了学生职业素质和职业能力的提高。

[1] 肖苏华，李俊松，陈建环.高职机械类专业Pro/Engineer软件课程教学改革探索和实践[J].广州城市职业学院学报，2010(3)：81-84.

[2] 杨国新，王定标.基于SolidWorks的机械零部件虚拟装配体设计技术[J].煤矿机械，2007(7)：75-77.

[3] 闫文平，肖亚慧.基于职业能力本位的高职CAD教学改革[J].职业技术教育，2008(32)：31-32.

[4] 郑金辉.高职机械类CAD软件应用的教学设计与实践[J].成都航空职业技术学院学报，2006(3)：19-21.

[5] 刘亚纳，田辉.SolidWorks课程的教学探讨[J].科技信息，2011(5)：136.