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摘 要 ：探讨了开展中职Pro/E课程教学的必要性,本着以中职教育培养目标为依据,遵循“知识够用、实用”原则,突出创新能力培养的课改理念,对Pro/E课程进行了研究与探索.通过由易到难、阶梯式教学提高课堂教学质量,激发学生潜在的求知欲,把学生引入渴求知识的新境界.
关 键 词 ：中职；Pro/E课程教学；教学设计理念；基本操作
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）06-0049-02
随着科学技术和生产力的飞速发展,产业结构和教育模式都发生了深刻的变化,机械生产已进入了数字化设计、分析与制造时代.Pro/Engineer（简称Pro/E）软件以其强大的功能广泛应用于机械、建筑、航天等领域.
2009年11月,教育部职业教育与成人教育司和美国参数技术软件有限公司（简称PTC公司）联合推出了面向中职学校的教育部—PTC校园计划.该计划旨在为各职业院校提供高质量的培训服务,培养学生的职业能力,提高职业学校学生应用Pro/E软件的能力,推动职业学校在相关专业领域的教学改革和发展.该合作项目的实施对提升校企合作水平,改革传统的职教课程体系和培养适应新型工业化进程的人才具有积极意义.结合我校的办学定位、人才培养目标、岗位需求,通过广泛调查就业岗位群工作范围和技术领域,分析人才知识、能力和素质的结构,我校也加入了教育部—PTC校园计划.借助该平台,我校数控和模具专业开设了Pro/E课程.
Pro/E课程的性质与定位
Pro/E是当今世界上应用最为广泛的高级CAD软件之一.Pro/E是美国PTC公司的产品,于1988年问世,二十多年来,经历了二十余次改版,现主要用于产品的工业设计、零部件装配、数控加工仿真、工程图绘制等领域,常作为企业产品设计的标准软件.它强大的功能、全参数化的设计,提高了设计效率和设计质量.随着计算机与电子技术的飞速发展,利用计算机软件进行机械零件的设计已经成为机械类各专业学生应该掌握的核心技能之一.
Pro/E课程以机械制图、机械设计基础、机械制造基础、金工实训等课程为基础,着重培养学生设计各种机械零件的基本技能,为所有需要零件设计的课程、实训、课程设计、毕业设计服务.本课程是为后续课程和专业实践服务的一门核心技术课程,是整个专业培养方案中承上启下的重要一环.通过本课程的学习,可以使学生对先修的机械制图与CAD、机械制造、机械设计等课程理论知识的理解更加透彻,也为后续学习数控编程、数控加工等课程奠定基础.
学生现状与课程目标
中职生普遍存在学习基础差,学习目的性不强、学习兴趣低下的问题.兴趣是最好的老师,如果不感兴趣自然也不可能学好.Pro/E以机械制图、机械设计基础、机械制造基础、金工实训等课程为基础,在前导课程的学习中,理论多,概念多,学生都觉得枯燥乏味,这也严重影响学生对Pro/E课程的学习.另外,中职学生的学习基础相对薄弱,理解能力不强,教学进度与学生掌握程度往往不同步.
本课程主要针对的就业岗位为制图人员、装配人员、设计人员、编程人员等.这些岗位要求从业人员能根据图纸或实物对产品进行三维建模,具备对产品进行三维建模设计、虚拟装配、工程图制作以及进行数控编程的能力.
课程目标定位就是要把以上工作领域的职业能力转化为学习领域的学习能力.因此,本课程的课程目标是：（1）知识目标：能够正确地使用各种造型方法和实体的变更方法,掌握零件造型、零件装配、零件工程图制作技能.（2）能力目标：培养学生具有空间形象思维和三维形体设计的能力；培养学生善于运用现代设计工具和软件思考、绘制、造型及解决问题的能力；培养学生的机械综合设计能力（包括查阅标准和规范、设计手册、图册等技术性资料、文献的能力）.（3）素质目标：培养学生自学能力,创新和动手能力,分析问题和解决问题的能力,认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风,在学习中培养合作精神,养成优良的职业道德素质.
课程教学设计理念与教学思路
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出：“发展职业教育是推动经济发展、促进就业、改善民生、解决‘三农’问题的重要途径,是缓解劳动力供求结构矛盾的关键环节,必须摆在更加突出的位置.职业教育要面向人人、面向社会,着力培养学生的职业道德、职业技能和就业创业能力.”在这段话中我们可以看到,职业教育主要是要培养学生的职业技能和创新能力.围绕这个目标,本课程以知识够用、实用为原则,采用基于工作过程的设计思路,在教学中引导学生积极思考,培养学生的创新能力.
长期以来,受到技术手段的限制,传统机械设计不得不弃用直观感强的立体图表达产品,而大量采用二维图形,使得制图教学内容和方法都远远落后于现代工业生产实际.学生也对机械制图缺乏信心和兴趣.受空间想象力的影响,大多数学生都认为机械制图深奥、无趣.而Pro/E是三维制图软件,可用以直观地进行零件设计.笔者的做法是：
(一)熟悉Pro/E软件的主要功能和基本操作
作为行业软件,Pro/E以其简单明了的界面以及参数化的设置受到越来越多的业内人士喜爱.目前,Pro/E已成为许多中职机械类专业的必修课.但传统的教学手段在一定程度上使其与实际应用脱节.如今社会需要中职毕业生离校就能做事,然而实际上,学生出现了“学”但不会“用”的现象.要学会该软件,必须先熟悉软件的主要功能.熟悉软件功能最好的方法就是练中学,学中练.通过具体的操作来熟悉软件,了解软件的功能.
(二)课堂教学内容即为工作内容,通过完成工作任务而完成教学
自2007年接触生本教育理念,我校的办学理念也从传统教学转化为把学生作为教学中心,教师只是适当地引导,让学生参与到教学的思考过程中来.
过去我在讲解AutoCAD机械制图时,对一个个工具详细地讲解使用方法,但学生觉得枯燥,提不起学习兴趣,效果不佳.在Pro/E教学中,我调整了教学方式,按照以下环节展开教学：首先,介绍Pro/E软件的基本功能,介绍软件在现代工业生产实际中的运用.通过展示应用实例引发学生兴趣.其次,采用任务驱动法让学生主动参与到解决问题的过程中来.在第一个环节,由教师提出学习任务,让学生思考如何完成任务.通过小组合作学习,让学生在思考的过程中,进行思维碰撞,相互学习,并融合以前所学知识,让学生主动参与到学习过程中来,而非像以往那样被动学习.再次,当学生思考到一定程度后,学习进入第二环节,即教师引导学生分析完成任务需要哪些工具.继而由教师指定一个小组的成员与大家分享完成以上任务所需的知识,并演示如何完成任务,即为教学的第三环节.最后,由学生思考如何完成图纸的绘制,并要求学生在一定时间内完成.这样,教学就与实际工作过程有效对应起来了,学生由被动学习转为主动学习,既增强了学习的积极性,又有效地锻炼了思维能力. （三）实施阶梯式教学
Pro/E属于专业性很强的工具软件,它不需要很多理论知识的讲解,需要的是在实际操作中总结学习.通过对课程的分析,我决定实施阶梯式教学,将教学的过程分成难度由低到高的三个阶段.
在第一阶段,我所提出的任务是很简单的,是只有一两个特征的零件,并且也给出详细的步骤.经过这个阶段的学习,让学生基本掌握Pro/E三维实体造型的基本操作,对常用的特征能够熟练地掌握,对一些简单零件也能够自主分析,完成三维模型的建立.
在第二阶段教学中,我只给学生提供一些典型零件图,涉及的零件相对比较复杂.在这个阶段我不再提供创建过程,而是引导学生自己分析零件,确定零件涉及的特征类型,操作步骤.并且引导学生展开讨论,寻找可能的方法,以及确定最优的方案.在这个阶段,学生学会了分析零件,互相学习,运用不同的方法造型,并且会最终确定最优方案.经过这个阶段的学习,学生已经能够熟练地运用Pro/E软件进行单体的零件造型.
学会了基本零件的造型后,我带领学生进入第三阶段的学习.在这个阶段,我不再限定题目,而是让学生以小组为单位,制作自己的作品.这些作品要求是多个零件装配而成的机械部件.我要求学生以小组为单位合作完成,每个学生完成1～2个零件,然后将这些零件装配成型,形成部件或者机构.完成这个阶段的学习,学生就学会了装配,并且学会了如何在工作中合作.
至此,Pro/E软件的教学基本完成,还有一些技能提高和工程图生成之类教学活动,留给个别学生课余提高之用.
综上所述,Pro/E课程教学须与实际应用紧密相连,实施任务式教学,并针对学生实际水平,根据任务难易度的不同,把任务细化,使每个学生都能找到适合自己水平的训练实例,从而让他们觉得每节课都有收获.作为中职教育工作者,我们的目的就是培养出社会需要的高级职业技术人才,并不追求高深,让学生能用、够用就行.