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一、對“solidworks機械設(shè)計”課程內(nèi)容優(yōu)化與教學(xué)改革的認識

提高大學(xué)生的工程實踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力是工程教育的核心問題［3］。我校是教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)［4］試點高校、陜西省高水平大學(xué)建設(shè)高校和陜西省大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)綜合改革試點學(xué)校，機械工程及自動化專業(yè)作為“卓越計劃”試點專業(yè)，充分發(fā)揮機械工程等特色學(xué)科的優(yōu)勢，貫徹“質(zhì)量工程30條”，落實“本科教學(xué)工程”，服從服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟和行業(yè)經(jīng)濟又好又快發(fā)展的要求，支持裝備制造業(yè)、機械行業(yè)更新?lián)Q代和不斷創(chuàng)新，將提供高水平人力資源和智力支持作為自己義不容辭的任務(wù)。對“SolidWorks機械設(shè)計”課程的內(nèi)容進行優(yōu)化，深入開展教學(xué)改革，就是以計算機輔助技術(shù)認證為平臺，通過專業(yè)課程的認證教學(xué)試點，解決教學(xué)管理、實驗設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容整合與優(yōu)化、能力培養(yǎng)中存在的問題，達到培養(yǎng)應(yīng)用型高級專門人才的預(yù)期目標。

二、課程教學(xué)改革的思路和方法

1．主導(dǎo)思想與目標任務(wù)

(1)主導(dǎo)思想。以行業(yè)和地方經(jīng)濟發(fā)展對工程技術(shù)人才的需求為導(dǎo)向，以服務(wù)行業(yè)為主旨，依托行業(yè)優(yōu)勢，結(jié)合專業(yè)定位和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標，充分運用現(xiàn)代化教學(xué)手段和技術(shù)，加強校企聯(lián)合，改革人才培養(yǎng)模式，優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容，加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)卓越工程師后備人才。

(2)圍繞一個目標，培養(yǎng)三種能力。以著力提高學(xué)生的工程素質(zhì)為目標，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、工程設(shè)計能力及工程創(chuàng)新能力。

(3)搭建一個平臺，依據(jù)統(tǒng)一標準。以CAXC項目為平臺，依據(jù)統(tǒng)一的全國計算機輔助技術(shù)應(yīng)用工程師認證標準進行課程教學(xué)。

(4)“課程置換”形式，完成認證考試。課程教學(xué)形式要進行置換，既要源于認證標準，又要高于認證標準，最后完成認證考試。

2．優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，細化過程控制

(1)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。縱向強化，橫向拓展，提高和充實教學(xué)內(nèi)容。應(yīng)用“海天教學(xué)系統(tǒng)軟件”進行實訓(xùn)和教學(xué)互動。2008年我校首次面向2006級機械工程及自動化專業(yè)6個班開設(shè)了32學(xué)時的“Solid-Works機械設(shè)計”課程。隨后依據(jù)學(xué)生就業(yè)信息的反饋，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，2012年開始和應(yīng)用工程師認證緊密相連，2013年課程更名為“計算機三維設(shè)計與分析”，并增加了8學(xué)時，完善充實了教學(xué)內(nèi)容，面向4個專業(yè)共13個班授課，修訂出版了新教材。應(yīng)用“海天教學(xué)系統(tǒng)軟件”進行實訓(xùn)，很好地實現(xiàn)了教師與學(xué)生的教學(xué)互動，提高了學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)熱情，加深了學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握。經(jīng)調(diào)查，有72%的學(xué)生對該實驗課學(xué)習(xí)很感興趣。

(2)采用多樣化教學(xué)組織形式。課內(nèi)教學(xué)與課外訓(xùn)練結(jié)合，由淺入深，以點帶面，一人一機，學(xué)練結(jié)合，整體把握，逐步推進。

(3)規(guī)范教學(xué)過程。交叉互學(xué)，教學(xué)研討，深入交流，總結(jié)完善。

(4)強化實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。從易到難，系統(tǒng)地設(shè)置實驗內(nèi)容，且多數(shù)內(nèi)容來自企業(yè)。如并條機牽伸機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙來源于企業(yè)，圖紙規(guī)范，數(shù)據(jù)標注合理，技術(shù)工藝全面，使實驗更加貼近生產(chǎn)實際，學(xué)生受到“真刀真槍”的實戰(zhàn)訓(xùn)練。課程教學(xué)內(nèi)容分為5章，每章配有2個單元4學(xué)時的實驗，實驗指導(dǎo)書的內(nèi)容涉及草圖以及零件、裝配體、鈑金及工程圖。每個實驗都有明確的設(shè)計意圖，學(xué)生很容易上手。

3．評估工程技術(shù)素養(yǎng)和基本能力并及時修正提高

(1)重心前移，提前介入。通過實習(xí)、參加企業(yè)活動，了解企業(yè)對CAE及CAM應(yīng)用和對學(xué)生能力的培養(yǎng)要求。通過最優(yōu)化機械設(shè)計實驗，建立機構(gòu)最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型并上機求解，使學(xué)生較好地運用計算機解決機械工程設(shè)計中的一般問題。通過三維機械設(shè)計實驗，運用SolidWorks計算機繪圖軟件，對并條機牽伸機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，使學(xué)生較熟練地掌握三維設(shè)計基本方法。

(2)探索人才培養(yǎng)新機制。實現(xiàn)課程之間、理論教學(xué)與實踐教學(xué)之間、企業(yè)學(xué)習(xí)與學(xué)校培養(yǎng)之間緊密銜接及共同培養(yǎng)人才的新機制。

(3)注重學(xué)生綜合能力的強化過程。組織學(xué)生參加各類大賽等創(chuàng)新活動，將理論和實踐的有機結(jié)合提升到新高度。

4．加強質(zhì)量監(jiān)控和信息反饋分析

(1)建設(shè)并完善教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量保障體系。嚴格的過程管理與考核，將計算機認證考試成績、理論考試成績和日常階段性實物設(shè)計作業(yè)成績分別按一定比例計算，形成最終成績。

(2)克服同質(zhì)化傾向，實現(xiàn)特色化培養(yǎng)，提升整體質(zhì)量。圍繞行業(yè)發(fā)展和產(chǎn)品升級換代，瞄準企業(yè)對人才素質(zhì)的綜合要求，進行立項研究。

三、取得的主要成果

1．教學(xué)管理

2010年，教育部教育管理信息中心批準在我校建立全國計算機輔助技術(shù)認證(CAXC)項目考試點，成為陜西省第一家高校CAXC項目考試點單位，向校內(nèi)外開放。由于機械類專業(yè)在2011—2012年度“全國計算機輔助技術(shù)認證”工作中的突出成績，我校被教育部教育管理信息中心評為優(yōu)秀考試點，項目組負責(zé)人在全國大會上作專題發(fā)言，項目組成員、機電學(xué)院王貫超教授被評為優(yōu)秀教師。

2．教學(xué)改革

(1)發(fā)表《培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的探索與實踐》等論文4篇。

(2)編著的《SolidWorks機械設(shè)計教程》2012年9月被中國紡織服裝教育學(xué)會列入高等院校紡織服裝類“十二五”部委級規(guī)劃教材，獲得學(xué)校優(yōu)秀教材獎。

(3)編寫了《SolidWorks機械設(shè)計實訓(xùn)習(xí)題集》、“計算機三維設(shè)計建模與分析”課程教學(xué)大綱、“計算機三維設(shè)計建模與分析”多媒體教材(光盤)、“計算機三維設(shè)計教學(xué)平臺”實驗作業(yè)報告單(無紙化)、“計算機三維設(shè)計建模與分析”視頻教材(光盤)。

(4)建立了具有紡織機械設(shè)計和面向陜西省裝備制造業(yè)發(fā)展需要的多行業(yè)特色和需求的考試內(nèi)容和課外實訓(xùn)習(xí)題庫。

3．應(yīng)用工程師認證

2012年，我校首次組織學(xué)生參加Solid-Works應(yīng)用工程師項目考試認證，225人獲全國計算機輔助技術(shù)應(yīng)用工程師證書。至今，連續(xù)三屆學(xué)生參加了該項認證，共有587人獲得證書。

4．工程設(shè)計實踐創(chuàng)新能力的實訓(xùn)

連續(xù)四年在“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽中獲得好成績，獲第五屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽省級一等獎、全國一等獎，團隊省級二等獎。調(diào)查結(jié)果表明，96%的學(xué)生認為，該課程的學(xué)習(xí)對提高機械設(shè)計能力很明顯。第五屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽兩項作品獎得主劉暉同學(xué)感言，“其中的圖紙、三維模型及運動模擬都是應(yīng)用SolidWorks軟件來設(shè)計完成的，這款軟件的功能的確很強大，也易學(xué)、實用”。

5．主要解決的教學(xué)問題

(1)依托CAXC項目平臺，依據(jù)認證標準，以“課程置換”形式，完成標準化考試和認證工作。

(2)解決了理論與實踐相脫節(jié)，人才培養(yǎng)與行業(yè)企業(yè)對學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的要求相脫節(jié)，學(xué)校教學(xué)與服務(wù)社會、促進行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級換代相脫節(jié)的矛盾。

(3)解決了教學(xué)質(zhì)量保障和教學(xué)標準衡量存在不一致的問題。

(4)找到了工程類專業(yè)大學(xué)生工程設(shè)計、實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效途徑和方法。

四、創(chuàng)新點

1．開辟了標準化教學(xué)管理新途徑

建立了陜西省第一個CAXC項目平臺，為校內(nèi)外人才培養(yǎng)提供了訓(xùn)練場所。規(guī)范了應(yīng)用工程師認證標準，豐富了教學(xué)內(nèi)容。采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，強化教學(xué)管理，整合教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)方法，細化實訓(xùn)環(huán)節(jié)，完善課程質(zhì)量和教學(xué)效果的評價體系，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2．實現(xiàn)作業(yè)無紙化

從最初的單純課程教學(xué)到理論教學(xué)+實踐操作+認證訓(xùn)練等多個環(huán)節(jié)，面向機械類專業(yè)全部學(xué)生，提高了教學(xué)效果。學(xué)生上機建模，作業(yè)以電子版形式提交，圖文并茂地說明作業(yè)過程，實現(xiàn)作業(yè)無紙化。

3．綜合考核學(xué)習(xí)效果

從教學(xué)、實驗及能力訓(xùn)練三方面著手，在計算分析、設(shè)計制圖及性能測試等方面全方位培養(yǎng)學(xué)生，將認證考試、理論考試和日常作業(yè)成績按比例進行綜合考核，保證了項目質(zhì)量和水平。

4．開辟了人才培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量評價新途徑

將課程的課堂教學(xué)質(zhì)量和國家級計算機應(yīng)用能力認證考試標準相結(jié)合，將理論教學(xué)和強化實訓(xùn)相結(jié)合，將實驗教學(xué)和創(chuàng)新大賽相結(jié)合，將課內(nèi)外學(xué)習(xí)和企業(yè)實踐教學(xué)相結(jié)合，開辟了人才培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量評價新途徑，符合特色化的發(fā)展目標。

作者：趙寧 王貫超 曹亞斌 單位：西安工程大學(xué)機電工程學(xué)院