UGNX三維造型設計課程教學探索

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摘要：《ugnx三維造型設計》是我校機械類專業開設的一門專業核心課程，在工學結合、“互聯網+”背景下，該課程要求學生通過使用UG三維造型設計軟件進行零件建模、產品裝配以及完成工程制圖，具備工業產品數字化設計的基本能力。該文基于案例教學法從教學模式的建立到教學實施，通過教學評價探討課程的教學效果，實踐表明：該教學模式能更好地突出課堂教學效率，激發學生的三維建模興趣，培養自主學習，提高創新思維能力。

關鍵詞：案例教學法；UG軟件；三維造型設計；課程教學

1引言

當今網絡信息快速發展，計算機輔助設計（CAD）技術[1]已成為必不可少的核心技術之一。機械制造企業非常重視三維CAD技術的應用，為推進校企合作、工學結合[2]人才培養模式的改革，各高職院校機械類專業相繼開設“三維造型設計”課程，并設有相關的學生職業技能大賽賽項。盡管如此，目前高職教育的質量、規模還不能很好地適應社會發展的需要，部分高職院校畢業生不能很好地滿足工作崗位對相關技能人才的需求。高職學生普遍存在理論知識體系不飽滿、自主學習能力差、理實一體化薄弱的特點，而《UGNX三維造型設計》課程要求學生將工學思維與文學審美結合融入機械零件的設計中，對教學提出了更高的要求。因此，開展相應的教學研究勢在必行。為促使學生迅速適應職業崗位，筆者以就業為導向[2]，于2019年秋季學期開始，將“互聯網+”思維融入課堂教學，應用功能強大的三維造型軟件，研究案例教學法[1-3]在“三維造型設計”課程中的應用，探索高教改革下高職課堂教學的新模式，充分體現“案例導向、任務驅動”的教學理念[4]，促使學生能主動學習，增強三維機械零件設計技能，全面提升造型審美和解決問題的能力。

2教學模式

案例教學法是一種通過獨特的案例形式，引導學生“做中學、學中思、思中練”的教學方法，注重問題的求解過程，有助于啟發學生對特殊情景的思考，培養和發展學生主動參與到課堂討論。高職教育中，《UGNX三維造型設計》課程是機械類專業學生掌握的一門專業技能型課程，重在培養學生靈活運用UG軟件實現零件產品三維造型設計的能力，具備一定的崗位技能。筆者圍繞UGNX12.0的“零件建?！薄爱a品裝配”和“工程制圖”3個基本模塊以及“GB標準定制”“GC工具箱”等功能，以企業產品工程設計為背景，教學情景為單元，學習任務為驅動，造型案例學習和操作應用為主體，研究案例教學法在教學中的實施效果。課堂教學教法上：講練結合、案例演示、理實一體，教師對半分配課時，1/2課時由授課者講解理論及演示案例，1/2課時由學習者實操訓練、內化知識。期末考核評估[5]由考勤+考評+考試3部分組成，平時的課堂考勤占比10%；對于考評，教師對學生自主完成的訓練案例進行評分，占比40%；對于考試，采用機房上機實操改革考試方式，占比50%。

3教學實施

在教學模式的指導下，啟動案例教學法實施教學內容。案例教學最突出的特點是情景案例的運用，《UGNX三維造型設計》教學案例是根據企業產品開發設計要求和UG軟件的功能特點來設計的。

3.1選擇案例

根據教學目標和高職學生的認知規律，遵從由簡至繁、由淺入深、由易到難、由基礎到高級逐步過渡的原則，設計適用的教學案例素材提高教學質量。課程安排的部分情景教學案例及考核的知識技能分布如表1所示，包括示教案例和訓練案例。

3.2實施案例

我校實驗實訓條件優越，建有三維造型設計實訓基地，給教學研究提供便利的實施環境。為驗證案例教學法的實施效果，以我校機電一體化19030班、19031班、19032班為教學對象，從任務的布置到任務的分析，再到任務的完成，引導學生開展個性化學習。課中教師演示講授表1中所示的示教案例，學生模仿完成后再自主練習完成訓練案例，示教案例和訓練案例具有相似性，實施過程中學生不僅可以舉一反三、鞏固考核的知識點及造型命令，還可以訓練三維造型設計的思維模式。案例實施中的幾點創新：（1）機房裝有極域課堂管理軟件，連接教師端和學生端，教師對教室內的計算機進行控制，便于實現教師端電腦屏幕的投屏、案例素材的共享，學生作業的提交，學生動態的監控等；（2）學生遇到命令操作上的疑惑，可進入優慕課平臺[4][6]觀看教師已上傳的講解視頻，捷徑高效地解決問題；（3）允許學生之間相互討論交流，形成臨時的課堂互幫互助小組，培養組內成員的團隊協作精神；（4）教師在課堂中因材施教，時刻關注學生的學習狀態，針對學生的不同問題個性指導，將普遍存在的共性問題提出來專門講解；（5）課堂結合案例的講解，引入課程思政，引導學生在造型設計中精益求精，培養學生的造型審美、縝密的設計思維和嚴謹的工作態度，面對困難能迎難而上；（6）教師現場打分評估學生要提交的課堂作業，作為平時成績的一部分，讓學生有一種你追我趕的緊迫感。最后統一講評并總結作業中出現的共性問題。

3.3實施評價

隨機調查一體化19030、19031、19032班的學生，案例教學法實施之后頗具績效。從整個教學過程來看，由于每次的課堂評分占期末考核的2/5，學生普遍反映這會調動大家參與課堂的積極性，每節課緊張又充實，擁有知識的獲得感；從學生的課堂訓練來看，課堂效率有所提高，作業完成速度有提升，學生由被監督學習變為主動學習，課堂作業的質量提升了6個百分點；從期末考核成績來看，不及格率降低了近10個百分點。

4教學特色

從課堂與學生的關系出發，筆者通過設計教學模式和實施教學內容，歸納出以下幾點教學特色：

4.1滿足教學需要

設計的每個教學案例，都使用“學習目標—理論指導—任務實踐（示教案例到訓練案例）—課堂考核—任務總結”的教學組織。（1）學習目標：課堂中強調要了解的UG繪圖命令和掌握的實際應用技能，使學生明確本節課的學習目標。（2）理論指導：講解本節課的基礎知識和要掌握的軟件技能，根據造型命令的難易程度選用不同的講解方式。例如，對于較抽象難理解的命令，用小例子的方式演示講解，化抽象為具體。（3）任務實踐：是課堂的核心內容，以學生為主體，列舉多個案例，讓學生在實踐練習中內化知識點，學會應用軟件功能。例如設計的示教案例和訓練案例，就是很好的課堂練習素材。（4）課堂考核：教師通過隨堂打分，考核學生對本節課堂知識的掌握情況，一對一指導學生解決出現的個性問題，最后列出共性問題清單，再次強化理解。（5）任務總結：回顧課堂內容，列出案例學習過程中需要注意的重點和難點，關注本節需要掌握的新知識。

4.2滿足就業需要

在每個任務中，精心挑選與實際應用緊密相關的知識點和教學案例，從而讓學生在完成應用案例后掌握到對應的專業技能，為從業上崗奠定基礎。

4.3增強學生興趣

設計學習案例的難易程度，遵從由簡至繁、由淺入深、由易到難、由基礎到高級逐步過渡的原則，教師在一定時間內完成理論指導，給學生騰出動手操作的時間，從而增強學生的動手能力和學習興趣，讓學生能輕松學習掌握相關技能。

5結束語

《UGNX三維造型設計》課程教學研究表明，案例教學法適用于UG軟件和三維機械零件設計的學習?；诎咐虒W法的教學模式將UG軟件的操作命令和課程理論知識融入情景案例，引入課堂訓練，充分發揮教師的引領作用，激發學生自主學習的興趣，使學生的思維模式得到系統的訓練，從而提高軟件的操作能力和知識的綜合運用能力。案例教學法注重具體案例的操作應用，實施過程靈活多變，有助于開啟學生的散發性和創造性思維，教學中根據高職學生的特點選用典型的案例素材，更能滿足現代高職教育的教學要求。

參考文獻：

[1]戴曉琴.基于模塊化案例教學的《UG三維造型設計及制圖》課程內容設計[J].教育教學論壇,2018(3):181-182.

[2]張文健,紀紅.基于企業需求的高職專業課程校本化重構—以《CAD/CAM技術（UG）》課程為例[J].南方農機,2020,51(9):159-160.

[3]許冬梅.Pro/E三維造型設計案例教學法[J].裝備制造技術,2010(4):190-192.

[4]慕光宇,潘瀾瀾,蔡衛國,等.以學生為中心的“三維實體建模與設計”課程教學改革與實踐[J].黑龍江科學,2020,11(17):10-11,15.

[5]張培艷,李翠超,黃蓓蕾,等.三維建模實踐課程的教學和考核評估模式改革探索[J].實驗室研究與探索,2020,39(10):195-197,207.

[6]史諾,劉瓊,TranVanCuong.《三維機械設計》教學優化與實踐研究[J].輕工科技,2015,31(10):153-154,172.

作者：汪雨蓉 單位：楊凌職業技術學院