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摘要：

逆向工程技術作為現代制造業重要的組成部分，在越來越多的高校中獲得重視，作為一門較新的技術，考慮該課程的特殊性，教學方法和手段需要在不斷的教學實踐中加以完善，本文闡述了結合多年教學實踐，在教學方法和教學手段、課程體系改革、教學內容和特色建設等方面做出的一些探索。

關鍵詞：

逆向工程；網絡；創新

逆向工程，產品設計就是根據已經存在的產品實物，通過掃描設備，獲得該實物的三維坐標數據，將其形狀在電腦里面顯示出來，對該數據模型進行編輯、復原、修改，獲得制造該產品的模具數據或工程圖，然后反求仿造出產品。目前，很多高校開設了逆向工程技術及應用方面課程，旨在培養學生運用現代計算機技術，根據已存在的產品或零件原型，重構產品或零件的CAD模型，在此基礎上進行后續產品的加工制造、快速成型制造、虛擬仿真制造和進行產品的再設計[1，2]，系統地介紹產品逆向反求技術，要求掌握逆向技術的基礎理論，采用目前主流的反求軟件，結合工程實際，使學生完成入門、提高、產品加工制造完整的逆向反求過程。

一、逆向教學軟件及教材的選擇

目前比較著名的逆向工程軟件有四個。GeoMag-ic，美國RainDrop公司的逆向工程軟件，ImageWare，UGNX中提供的逆向工程造型軟件，CopyCAD，是英國DELCAM公司系列CAD產品中的一個，RapidForm，是由韓國INUS公司開發的逆向工程軟件。ImageWare具有強大的測量數據處理、曲面造型、誤差檢測功能?？梢蕴幚韼兹f至幾百萬的點云數據。擁有廣大的用戶群，國外有BMW、Boeing、GM、Chrysler、Ford、raytheon、Toyota等著名國際大公司，國內則有上海大眾、上海交大、上海DELPHI、成都飛機制造公司等大企業。通過比較，采用ImageWare作為逆向實現軟件，多年實踐證明，效果良好。在教材的選用上，選用本人自己編著并出版的教材《逆向工程基礎及應用實例教程》（清華大學出版社，2011），全書分為兩個部分，基礎部分和實例部分。基礎部分介紹Imageware基本知識，根據命令的使用頻率，選擇常用的優先加以講解，重要命令均提供實例操作圖形，并提供原始點云。實例部分首先根據產品結構特點，剖析逆向反求思路，然后一步步具體地講解實現過程。精選的實例包含大量的逆向反求技巧，認真體會，學會分析，逐步過渡到對任何復雜的產品均可提出有效的解決方案。此外，授課還參考了目前國內出版的較優秀的其他教材，例如單巖，謝斌飛編著《Imageware逆向造型應用實例》（清華大學出版社，2007）和姜元慶/劉佩軍編譯《UG/Imageware逆向工程培訓教程》（清華大學出版社，2003）。

二、教學方法和教學手段

1.多媒體教學，一人一臺計算機授課。

開設“逆向工程技術及應用”課程以來，課程授課地點選擇在計算機房，一直采用多媒體教學、網絡課程現代化教學手段，由于教學內容屬于先進的計算機軟件應用技術，實行一人一臺計算機授課，學生的操作可以與教師的講解同步，可及時解決課程中出現的問題，采用電腦同步顯示教學軟件，教師可以及時看到每個學生的電腦屏幕內容，可以檢查學生的課堂操作結果、習題完成情況、學生可以在電腦上向教師和同學展示自己的作品。優越的教學條件，極大地發揮了學生的積極性，提高了學生的學習興趣，獲得了良好的教學效果。

2.理論聯系實際，注重軟件實際操作能力。

本課程與計算機軟件技術密切相關，只有在掌握理論知識的基礎上，能夠熟練地應用工程軟件，進行產品的逆向反求，才能解決工程中的實際問題[3-5]，因此，十分注重學生的動手能力，本課程的衡量學習成績的重要標準之一，就是必須能夠獨立應用工程軟件，解決實際問題。相對其他學科，逆向工程更注重實際動手能力。逆向的產品，就是各種工程機械的外形曲面，能否構造高質量的曲面，是檢驗逆向能力的重要標準。除了基本的理論，更需要大量的實踐，在電腦上進行大量的產品實戰練習，才能快速構建合格的曲面。相對于其他工程技術，逆向工程不僅需要大量的練習，也需要一定的悟性。對同樣的點云，不同的學生，構建出來的曲面質量可能差異極大。勤能補拙，大量的實踐訓練，才可以培養出合格的逆向工程技術人員。

3.強調創新能力，討論啟發式教學。

僅僅能夠應用理論知識，采用計算機軟件進行反求設計，不能算是一個優秀的人才。創新能力的培養，是本課程重中之重，采用的方法為鼓勵學生對一個具體機械設計案例進行分析，課外廣泛搜集網絡資料，對此進行消化理解，提出多種方案，進行創新設計，在課堂上提出自己的看法，相互討論、啟發，教師點評其優劣，將學生在課題上的發言及表現能力，作為評定其成績的重要依據。創新能力，是當代大學生需要具備的重要素質。創新能力的培養，在逆向工程課程中尤其重要。從汽車到手機、電腦等，我國在這些方面的主要產品，很多來自于模仿，特別是外形的模仿。逆向工程正是針對產品外形的一門技術，從山寨到自主研發，是每個技術人員必須面對的課題，只有創新，才能成功。

三、課程特色建設

1.結合本土制造業教學。

瞄準重慶作為我國汽車、摩托車等機械產品的重要生產基地應用環境，教學內容結合工程實踐，提供產品反求設計，直接為企業機械產品的設計制造提供服務，為研究生的課題研究、畢業設計提供理論和技術支持。與生產實踐相結合，收集企業產品逆向作品，對逆向制作精度、曲面的光順性等技術指標，提出較高的要求，使得理論與實踐相結合，為將來在企業實際運用逆向技術提前預演。汽車和摩托車的外部曲面，是汽車品質的重要構成部分，如何借鑒優秀的產品，在此基礎上得到自己個性化的曲面，并且構造出A級曲面，是逆向課程的一個挑戰，不僅在技術上需要大量的基礎積蓄，在介入到產品計劃、工藝、生產等各個環節，在教學上均有極大的挑戰，作為一門技術課程，這方面還有很長的路要走。

2.教學內容和課程體系改革。

加強教學內容和課程體系改革，廣泛吸收先進的教學經驗，積極整合優秀教改成果，將能夠反映本學科領域的最新科技成果及時納入教學之中。充分利用網絡上的視頻教程。目前，網絡一些培訓機構，上傳了很多比較成功的逆向案例，既有點云素材，也有逆向制作的視頻，比如汽車翼子板，后視鏡，鞋子，卡扣，安全帽等，這些案例，對幫助學生了解逆向制作的不同方法，開闊視野，具有良好的作用。需要指出的是，網上的一些點云及視頻，由于來源復雜，很多照片素材與視頻嚴重不符，提供的原始點云，與視頻中操作的點云并非同一個，需要教師親力親為，自己加以驗證，才能找出真正適合教學的素材。

3.網絡建設。

注重使用先進的教學手段，改革考核方法，教學方式進一步進行改革：把教師課堂授課、課堂討論、課外實踐等有機結合起來，進一步發揮信息技術的作用，逐步完善網絡教學，充分發揮學生學習的主動性和積極性。加強試題庫的建設工作，通過網絡課堂批改作業和與學生討論，做到每三個月對課程上網資源進行有針對性的更新，學生可以通過校園網隨時查詢有關課程學習的最新參考資料。時代的發展，淘汰了靜態網頁，即使動態網頁，可以提供數據交流互動的網頁，如果沒有特色，也不能吸引學生參與。成功的網絡教學，應該是簡單易用，信息豐富，便于交流的平臺。廣泛借鑒目前常用的社交軟件，例如微信、QQ、微博、社區論壇等形式，甚至有這方面接口，才能真正為學生所接受和利用，才會有生命力。目前還沒有真正意義上這樣的網站出現。逆向工程，作為一個既有工程技術，又有人文美術等方面知識的學科，具有其他課程所沒有的優勢，在網絡建設上，可以做出很多的選擇。如何把教學網站建設得既有學術交流的元素，又像社交網站一樣廣受歡迎，是一個巨大且有趣的挑戰。

作者：張晉西 單位：重慶理工大學

參考文獻：

[1]吳鳳林，李雄.逆向工程技術在工業設計實踐中的應用[J].學園：教育科研，2013，（9）：60-61

[2]高惠明，孫偉，曲卯林.論逆向工程關鍵技術研究現狀[J].商品與質量：理論研究，2012：148-149

[3]張晉西，郭學琴，林昌華.開設高校創新機械設計課程構想[J].重慶工學院學報，2006，（8）

[4]席成孝.從發達國家人才培養模式改革看我國地方高校應用型人才培養模式的創新[J].安康學院學報，2013，（1）：92-97.

[5]程永強，苗淑清，張建文，呂明.地方工科院校加強實踐教學的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2013，（2）：5-9.