工程教育认证理念下的SolidWorks课程教学改革探索

潘圆媛

（江西制造职业技术学院 江西 南昌 330095）

随着我国高等职业教育规模持续扩大以及国际化的不断深入，如何提高人才培养质量和国际认可度是当前重要的课题。目前，较有影响力是国际学历互认协议有《华盛顿协议》《悉尼协议》《都柏林协议》，其中《悉尼协议》是面向技术工程师，与我国高职院校的人才培养定位更接近，其核心理念是以“学生中心、成果导向、持续改进”。《悉尼协议》的理念和范式不仅有助于提高工程技术类人才培养质量，也可为高职院校其他专业人才培养提供借鉴[1]。

培养社会认可的专业化人才及优质课程建设是学校发展的核心，故我们要采用《悉尼协议》的核心理念为指导思想，研究适合江西制造职业技术学院（以下简称“我校”）实际情况的机电一体化专业课程体系中“SolidWorks三维建模设计”的课程建设。

1 “SolidWorks三维建模设计”课程性质和定位

SolidWorks是一款达索公司基于Windows平台的主打三维的CAD设计软件，主要面向机械设计领域，内嵌有二维草图编辑器，运动学分析插件和有限元分析插件等，功能齐全，上手极快。在航空航天、国防、交通、机械、模具、电子通讯、医疗器械、离散制造等行业都有广泛应用，是目前进行产品开发及模具设计最有效的工具之一。“Solid-Works三维建模设计”课程是机电一化技术开设的一门专业基础课，也是一门实践性较强的技术课，是培养机械行业工程技术应用型人才的知识结构和能力结构的重要组成部分。这门课程提供机电一体化技术专业所面向的制图员、机电产品设计工程师（助理）等岗位所需要的相关知识、技能，并助力这些岗位人员素质目标的达成。

本课程先修课程是“AutoCAD”和“机械制图”，这两门课程对本课程的学习有很大帮助，尤其是“机械制图”，很好地培养了学生识别图纸的能力，只有先读懂图纸才能很好地利用SolidWorks软件进行零件的结构建模。作为机械制造类专业的一门主要专业课，它对学生的后续学习帮助也很大，为后续的“MasterCAM”“UG”等相关课程打下基础。学生通过学习本课程，掌握SolidWorks软件的基础建模命令的使用方法，掌握实体建模、零件装配及工程图绘制的能力，提升自身的空间想象能力和产品设计能力，为未来的实际应用提供必要的基础。

2 课程目标设定

依据《悉尼协议》中“以学生为中心”的核心理念，课程教学目标的设定要始终围绕学生，强调“教主于学”[2]。根据学生所需掌握的岗位职业能力和核心知识对课程的需求，来设计教师教什么，怎么教，使学生能应用课程所学解决实际工程问题。“SolidWorks三维建模设计”课程的主要任务是培养学生空间想象能力和产品设计能力，掌握实体建模、零件装配及工程图绘制的能力，为未来实际应用提供必要的基础。依据课程所归属的毕业要求，设定“Solid-Works三维建模设计”课程目标，其中知识目标包括：掌握SolidWorks软件的基于特征的零件建模方法；掌握三维实体造型、建模、零件装配设计及工程图创建的相关命令；掌握灵活运用建模命令进行零件设计的技巧。能力目标包括：具有空间想象能力，能够阅读分析零件图，工程图；能够运用SolidWorks软件实现零件三维建模、装配设计及工程图；能够实现不同软件间的文件交换与共享。素质目标包括：养成从实际出发，理论联系实际，循序渐进的学习思想；具有良好的沟通能力和团队协作精神；具有分析问题、解决问题的能力；能够用理论知识解决实际问题；勇于创新、敬业乐业，具有创新意识和良好的职业道德。

3 教学内容选取

课程教学内容选取应服务于行业、企业发展要求。突出对学生职业能力培养，将能力培养贯穿于课程教学全过程，形成“以学生为主体”的能力培养型教学模式。本课程教学内容选取时将CSWA（SolidWorks认证助理工程师）考证大纲内容及要求有机融入，推进书证融通、课证融通。为使学生将软件功能学习与工程实践有机联系起来，选取典型机械零件做案例，最终将本课程教学内容划分为7个教学单元，整体理论与实践课时比例为2:3，具体教学内容及课时安排如下。

项目一：软件概述（2学时）。知识点：了解SolidWorks软件及其操作界面。案例：自定义专属模版。

项目二：草图绘制（8学时）。知识点：草绘工具使用，草绘几何命令使用，尺寸标注，约束添加，草绘其他功能。案例：①拨叉轮廓图绘制，②扳手草图绘制。

项目三：实体建模（20学时）。知识点：拉伸、旋转、扫描、放样等特征。案例：①支架三维建模，②上盖三维建模，③墨水瓶三维建模。

项目四：附加特征建模（15学时）。知识点：孔、圆角、倒角、筋、拔模、抽壳等特征。案例：①底座三维建模，②开关座三维建模。

项目五：实体特征编辑（5学时）。知识点：阵列、镜像、实体的组合及属性编辑等实体特征编辑。案例：夹头三维建模。

项目六：装配体（5学时）。知识点：重合、垂直、平行、角度、距离等装配方法、装配检查。案例：老虎钳装配。

项目七：工程图（10学时）。知识点：零件图纸的生成、标注、公差、注释，装配工程视图生成，材料明细表、零件序号。案例：①轴承座零件工程图创建，②夹具装配体工程图创建。

4 课程组织与实施

基于《悉尼协议》理念，要以学生为中心开展教学工作。提倡“教主于学”，在实际教学中提供应尽可能多的条件、采用不同教学方法、策略和手段，引导学生主动学习。随着信息化技术在教学中的应用，应加强利用线上资源，使学生更有目的和计划地学习。故我校课题组教师及同合作企业工程师共同开发建设了在线开放资源，网络链接为https://www.xueyinonline.com/detail/227092480。采用线上线下混合式教学模式，将知识技能点的学习划分为课前、课中、课后三个环节。课前线上学习理论或熟悉操作过程、课中线下进行任务实施及问题解决、课后线上讨论答疑或查缺补漏或深度学习的三个环节，采用翻转课堂、线上线下混合教学、案例法、任务导向法等教法，小组协作、团队讨论、任务实施等学法完成课程的学习。学生想要形成三维的思维能力和模型构建能力，一周两次的练习是远远不够的，需要学生课后不断强化。因此通过线上学习平台，打通学生与老师之间的沟通渠道，让学生课下也可以自主学习、和教师讨论问题、分享设计过程；同时通过平台实时采集学生的学习过程信息，便于教师进行教学管理和调整教学。

以教学案例贯穿整个教学过程，对于难度较高的案例，为确保学生能够完成任务，小组团队由3～4人组成，组长由实践能力强的学生担任，将教学环节分为“引”（任务引入）、“演”（教学演示）、“做”（任务实施）、“评”（考核评价）4个阶段[5]。

5 课程考核形式

课程评价的目的在于教学的诊断、激励和调节。通过全面客观的评价工作，参照教学目标对学生的成绩进行估计，分析成绩不良的原因。评价对教师和学生具有监督和强化作用，激发他们内在的需要和动力。评价结果信息能够使师生了解自身的教和学的情况，教师和学生可以根据反馈信息修订教学和学习计划，调整教学和学习的行为，以达到所预定的教学目标。评价坚持过程性评价与对结果性评价相统一、教师评价与学生自我评价和相互评价相统一、对学生智力因素与非智力因素评价相统一的原则。注重对学生的知识和技能、学习过程和学习方法、创新意识和创造性思维、科学素质和职业素养进行评价。

针对如以布局整齐度、位置合理性等评价要点和考核评价中主观性评估问题，借鉴CSWA考试，给定材料选择，通过零件质量分析、组件质心的坐标系判定，作为零件建模和装配体装配的正确性考核。通过草图的轮廓距离和面积测量，作为草图绘制的正确性考核，以这样方式来评估学生的草图绘制、零件建模和元件装配的软件使用能力，都是一种客观评估标准，避免受教师主观的过多影响。

采取过程性考核与结果考核相结合，按平时成绩占60%，期末考试成绩占40%。

过程考核全部记录在平台上，对学生的学习全过程进行全方位考察，包括学生对本课程的参与度，学生的创新思维和解决问题能力，学生在课堂上的表现情况，学生对作业的完成度和完成质量，学生对比前期的进步情况等，均作为评定成绩的依据，针对不同层次的学生灵活设置各项的占比情况。过程考核包括：学习态度、考勤、单元实践，学习态度根据课堂回答问题、课堂纪律等由教师综合评定，占比10%；考勤根据上课考勤情况由教师评定，占比5%；单元实践根据学生完成课堂实练的情况由教师评定，占比45%。结果考核采取上机考试形式，由教师评定，占比评定成绩40%。期末考试考题题型和结构借鉴CSWA考试进行设计，考试内容重点放在考核学生利用所学基础知识和技能进行实际运用的能力。

6 课程评价与改进

基于《悉尼协议》理念，要求对课程建设情况及时反馈并评价，发现问题，及时修正，并持续改进课程建设。对课程采取诊断性、性成性、总结性等多维度评价[6]；将检验成果,笔试考试、实际操作评价等直接评价与问卷调查、座谈会等间接评价相结合。

课程的建设从来没有终点，必须向着符合学生发展、教学要求、企业需要持续改进。SolidWorks软件具有更新速度快、模块多等特点，更需要对课程建设持续改进和完善。

故我校课题组建立持续改进质量控制小组，对课程建设质量进行常态教研。按照PDCA循环，即“计划（PLAN）—执行(DO)—检查(CHECK)—处理(ACTION)”的人才培养质量评价与反馈机制，开展《SolidWorks三维建模设计》课程建设的持续改进工作。在计划阶段，确定改进的目标和达成目标的方法措施；在执行阶段，严格执行计划，如有变化，小组讨论后及时修改更新计划；在检查阶段，课题组根据预期目标，检查进度和效果的达成度，并进行自我诊断分析，学校进行抽查评估。在处理阶段，对总结检查的结果进行处理，对成功的经验加以肯定，并予以标准化；对于失败的教训也要总结，引起重视。对于没有解决的问题，应提交给下一个PDCA循环中去解决。

7 总结

本文借鉴国际工程教育资格互认协议中《悉尼协议》“以学生为中心、以成果为导向、持续改进”的核心理念，指导“SolidWorks三维建模设计”课程建设。将信息化技术与课程融合，以培养高素质技术技能型人才为目标，从课程目标确定、课程内容重构、课程资源建设、课程实施方式改革、课程评价体系构建等方面进行研究与实践。江西制职业技术学院SolidWorks课程组经过2年的实践，成果明显，对提升学生的三维建模的技能核心能力和创新思维能力、培养出社会需要的高素质的三维设计的技术型人才具有重大意义。虽然改革已初见成效，但仍然有问题有待进一步改正，课程的建设没有终点，需要不断实践研究，发现问题并持续改进。