基于校企合作的Pro/E课程教学改革研究与实践

刘枫

[摘           要]  基于职业院校与企业校企合作，共同培养人才的机遇与需求。对Pro/E课程从教学环境、教学设计、教学团队、教学模式等方面进行教学改革探索，并通过教学实践取得了优良的效果和显著的经济效益，为高职院校深入发展产学合作、课程开发建设和改革提供了经验。

[关    键   词]  Pro/E;校企合作;课程开发;教学改革;教学实践

[中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                    [文章编号]  2096-0603（2019）26-0064-02

2017年初，三一重工集团总部提出“研发设计外包”的模式设想，湖南三一工业职业技术学院智能制造学院积极响应本次校企合作契机，开设“研发设计定向班”，推进人才培养模式变革，并实践“1+1+1”阶梯型人才培养模式：一年级进行础理论学习，二年级采用在业务实战模式进行专业课学习，三年级企业设计岗位实习。Pro/E软件作为三一集团各研究院的研发设计工具软件，其课程地位由通用的設计软件选修课程提升为该定向班的核心课程，对Pro/E课程的教学改革与实践就此拉开帷幕;经过2015届到2017届三期的人才培养，共为企业输送了120位研发设计岗位人才，学院与三一重工各研究院合作承接多项“研发设计外包”业务，取得直接经济效益100余万元。下面从教学环境、教学设计、教学团队、教学模式等方面展示我院深入实施校企合作、协同育人进行的Pro/E课程教学改革过程。

一、校企共建实训机房，对接企业PLM数据库

与传统的计算机房不同，由我院提供场地，合作企业三一汽车制造有限公司提供设备共同建设的研发设计工作室作为Pro/E课程教室兼实训机房，工作室与三一重工研究本院PLM系统云服务器通过域联接，该PLM系统内部不仅集成Pro/E软件，还支持设计产品的全生命周期信息的创建、管理、分发和应用，具备丰富的与实际产品相关的模型、图纸、工艺、设计标准等资源信息和系统应用;教师团队可以根据需要申请不同密级的访问权限，学生团队通过教师子账号登录计算机访问系统。课堂教与学的操作均在云服务器中设立独立的工作空间进行，相关软件版权由服务器进行动态节点授权使用，通过对学生及教师进行流程化和信息安全的培训，实现资源共享的同时保证数据的安全，可见，本工作室具有以下优势。

1.交流沟通便利的优势：所有交流可以内部邮件或是PDM研发系统交流，沟通成本低。

2.网络资源优势：三一集团研究院建有独立的信息网络系统，包含所有三一开发的产品数据、研发数据库。三一学校申请的域账号能够实现与各子公司研究院子网络互通，技术资料传输非常便利。

3.技术保密优势：在校内建立的工作室为三一集团研发域，分为A、B、C三个密级，本网段与外部互联网有安全防火墙隔离，且受《三一集团研发信息安全管理制度》约束，不用担心技术泄密，为进一步产学结合教学应用提供可能。

二、教学内容改革，突出实战

Pro/Engineer作为主流的CAD/CAM/CAE软件之一，目前在国内产品设计领域占据重要位置，各高校机械制造类专业均开设了相关课程。2016年12月湖南省经济和信息化委员会《湖南省工程机械产业“十三五”发展规划》指出：设计要模块化，采用模块化设计原理、方法和技术，通过电子计算机，采用三维数字化建模，利用专业软件进行基础零部件优化选择与分析计算，生成工程图并进行三维虚拟装配和模拟试验。但是，传统的课程标准重点是由草绘模块开始，到基本特征、高级特征，再到曲面特征等三维建模基本模块按部就班地进行学习，即使提供一些教学范例，往往也是针对单一特征或操作进行训练，缺少制造工艺分析和思考训练，也缺失虚拟装配，模拟实验等高级模块，造成学生的学习内容与研发实际内容脱节，解决实际问题的能力不足。鉴于常规的教学方法在培养学生解题能力不足和创新能力弱方面存在的问题，我院多次召集行业专家和一线研发设计工程师开展研讨会议，对课程教学内容进行梳理，根据研发设计职业岗位需求，以能力培养为纲，将学生的技能培养方面分为基础能力、核心能力和拓展能力三部分。

1.基础能力重点培养学生建立模型的能力，学生通过学习，能够掌握常见零件的三维建模手段和思路。

2.因为属于重工业的工程机械设计与普通机械设计不同，其结构设计中大量采用了焊接结构件，所以核心能力的培养在学生常规的装配设计能力之外增添钣金设计能力培养，并增加工程图模块的学习课时，工程图纸设计规范在符合国家标准的基础上还必须符合三一内部的企业标准。

3.在拓展能力方面，重点进行电气布线和液压配管模块以及仿真和优化设计模块的学习，以培养学生能够独立进行完整的、自上而下的工程机械产品设计能力。

三、重构教学团队，突出实践

作为校企合作共同育人的平台，具备实践经验的教师资源不可或缺，为此我院组建了由专兼职教师组成的“双师型”“校+企”的教学团队，团队骨干教师均由具备多年企业研发经历的教师担任，并定期组织教师到合作企业研究院进行学习，参与实际研发设计项目;其次，在课程教学过程中，阶段性地聘请合作企业具备丰富设计经验的工程师兼职授课，指导学生参与外包项目，与普通教师不同的是，工程师导师的设计思路是从产品功能需求出发，同时考虑生产制造工艺，形成知识的横向联合，拓展学生的知识视野，引发学生的求知欲，“知其然，更知其所以然”，显著拓展学生的专业知识。

更具创新的是本课程引入现代学徒制，在2015届学生毕业分配到研究院实习后，均由各研究院指定有带岗师傅进行手把手的教授，能够在短期内达到了独立的设计工作能力后，再由学院牵头，每个2015届学长均带2～3名2016届学生为徒弟，在课后指导徒弟承接研发外包工作（均有一定报酬），形成传、帮、带循环。

四、改革教学方法

傳统的Pro/E课程教学注重指令讲解，而Pro/E软件体量庞大，特征命令繁多复杂，空间建模规则抽象，学生难于分析产品建模的正确顺序和层次，遇到复杂零件往往无从下手，进而失去对课程的学习兴趣，如何改革教学方法，提高学生的学习动力一直是个难题，更不要说进行课后的持续学习了，而要想达到改革后教学大纲的要求，仅仅靠课堂教学也是不够的。

由此，我院结合企业的实际研发产品，自编项目化教材，实施以任务驱动的项目化教学模式，在项目中引入真实的设计任务，各个项目任务由简入繁，相互关联，能够形成一个整体，让学生在真实的设计环境中分组进行设计实战，教师在教学过程中采用翻转课堂等多种教学手段，引导学生思考创新，通过对比竞赛激发学习热情，这样的教学模式突出了学生的主体地位，充分调动了学习积极性，学生掌握了从生产工艺理解建模逻辑的基本原理，理论和实践充分结合有效培养了学生触类旁通的创新能力，受到学生的普遍欢迎。

五、产学结合，学以致用

课程改革实施的同时，我院遵循“互利共赢、成果导向”原则，与三一应急救援装备有限公司、三一海洋重工、三一起重机等研究院深度合作，承接大量初级研发工作并分包给学生小组，建立按劳分配的奖励制度，鼓励学生在课余时间进行适当劳动从而获得一定的劳动报酬，间接提升学生的学习积极性，学生可以在做中学、学中做，充分发挥学生主观能动性，变被动学习为主动求知。这种创新式的生产性学习的实施必须与学生的课程学习进度一致，与课程项目任务一致。

1.由于三一重工各研究院存在大量早期二维设计图纸需要转换成三维模型，以及大量外购件也需要进行三维建模，学生在学习完基础模块之后，就可以承接各类三维建模以及模型装配工作了。

2.机械设计工程师在完成三维模型的设计之后，还需要将三维模型转换成规范的二维工程图以下达生产，所以在核心模块学习完成以后，学生就可以尝试完成出二维工程图的工作，以及简单的模型修改工作，工程图的出图工作看似简单，实则需要对生产工艺和设备充分了解才能绘制出规范而又美观的图纸，当学生在师傅指导下，看到亲手绘制的图纸通过校对、审核、投入生产、制造出产品后，无可替代的成就感会迅速转换成学习的动力。

3.大量的电气工程师、液压工程师是没有学过三维制图软件的、而他们设计的电气、液压图纸同样需要进行空间的三维布线、三维布管，学生在完成拓展模块的学习后，在承接三维布线、布管的工作中也学到了大量的电气元件液压元件知识。

4.在学生具备完成上述所有工作的技能后，在师傅的带领下即可以尝试开展初级研发工作，一般是从覆盖件设计开始进行蒙皮、骨架的设计，熟练后可尝试进行水路、油箱等中等难度结构件研发设计，并逐步成长为机械设计工程师。

高职院校合作制造企业设计外包服务的实践，促进了高职院校人才培养层次的改革，加大校企合作深度，提升学生创新创业能力及自身竞争力。同时可以将企业研发流程分层，使设计人员从冗杂的低研工作中剥离出来，提升研发效率，降低企业研发成本。2018年春至今，学校已与三一集团泵送、港机、起重机、湖汽等6个子公司进行合作尝试（签订《研发外包业务框架协议》），成功为企业完成约24000张图纸业务，为企业节省了约10个工程师的工作量，同时为学院创造了可观的经济利益，累计创造项目价值一百余万元，双方对合作结果非常满意。

五、结语

综上所述，我院基于校企合作的Pro/E课程教学改革研究与实践实施3年以来，取得了阶段性成果，学生的机械设计、机械制造研发能力得到很好的提升，在进入研究院实习后，不需培训即可上岗，得到企业的欢迎和好评，课程改革成果应用前景广阔，未来将进一步深入进行相关人才培养与合作机制的研究实践。

参考文献：

[1]孙伟.案例导入式情景教学在PRO/E教学中的应用[J].中国现代教育装备，2013（15）：54-55.

[2]汤煊琳.生产性教学嵌入工厂电气控制课程改革[J].中国现代教育装备，2012（1）：104-106.

[3]胡光.产学合作协同促进“工业机器人视觉系统应用”课程改革探究[J].教育教学论坛，2018（37）：104-105.

编辑 陈鲜艳