三维计算机辅助设计教学改革研究与实践吴燕摘要：本文通过对三维计算机辅助设计课程的主要介绍、课程对机械专业的重要性、教学过程中主要存在的问题、教学改革方法等方面内容进行了研究。以三维计算机辅助设计为平台，采用OBE的教学理念，以成果导向教学法和指导教学法为主要授课方法，进行课程的教学改革。该方案以“所有所得、学以致用”为教学目的并于实践教学相结合，使三维计算机辅助设计课程的教学达到理论与实践的统一，培养具有创新意识的应用型人才，有利于学生学会如何用理论知识来解决机械专业的实际问题。关键词：三维计算机辅助设计；OBE理念；教学改革DOI：10.16640/jki.37-1222/t.2019.13.2080引言在当前德国工业4.0和中国制造2025等大背景下，三维技术普及化是必然趋势。“计算机辅助设计”是一门重要的专业必修课，是为了适应机械、建筑、设计学科的发展而开设的一门现代化技术类课程。对于机械专业该课程的开设主要使学生对二维和三维计算机辅助设计的基础知识、基本理论和基本技能有深入的了解和具体实际操作技能，使学生能初步掌握计算机辅助设计的基本方法。三维计算机辅助设计的零部件不仅所见即所得，而且由于全相关，零件、装配和工程图中的修改可以实现牵一发动全身；并且可以对零部件进行质量属性评测、装配干涉检查、空间运动仿真、应力应变分析、可加工性分析以及模拟仿真制造等一系列的功能，极大地提高了设计水平和效果以及设计效率。数字化时代下的产品设计和加工制造已由三维设计技术和制造迅速取代传统的二维设计和制造方式。如何快速适应当前形式，加强计算机辅助设计课程的教学质量是当前迫切需要解决的问题[1-3]。由于课程实践性强的特点，而传统的教学模式存在着相当大的弊端，显然已经不能适应机械类专业的工作要求和社会需求。所以对此问题的研究具有重大意义。1机械专业三维计算机辅助设计课程概述1.1课程重要性三维计算机辅助设计是机械工程系各专业的一门实践性很强的专业课程。该课程的形成是基于现代设计表现的革命性变化，即由手工绘图设计表现到电脑设计上。希望学生通过对三维软件的学习，能够熟练的建模，充分表达自己的设计思想，并在今后的实际学习和生活中运用三维软件解决一系列实际问题，如对实际结构工程的分析、设计作品方案等。因而该课程对机械专业学生进行机械装备设计和车辆设计有非常重要的实际作用，在许多后续的学习环节中都有十分重要的意义，甚至对学生以后的就业方向和实际工作都有极大的影响。1.2存在问题（1）绘图课程的学习缺乏连续性，机械制图在第一学期开设，二维计算机辅助设計课程安排在第二学期开设，而三维计算机辅助设计在第五学期开设，二维和三维软件学习过程无法进行很好的融合，造成学生学习三维软件的时候，对二维软件的使用已经很生疏。（2）传统的按课本按部就班的授课方法和教学方法不适应软件的教学。（3）缺乏合理有效的实践方式是导致学生软件学习不能学以致用的主要原因。2有效教学改革举措2.1OBE理念20世纪80年代，美国教育家Spady发表了《成果导向教学管理：以社会学的视角》一文，文中首先使用了“成果导向教育（OBE）”的概念[4]。OBE（Outcomes-BasedEducation）成果导向教育理念倡导反向设计，正向实施的原则，按照本专业学生毕业后能够达到的能力确定其培养目标，并制定方案，更有利于专业人才综合素质的培养[5]。“OBE”模式，基于产出的教育，以学生为中心、按需授课、按照学生发展的要求授课。BE理念下的课堂教学，聚焦于三个方面的改进。2.2基于OBE的教学改革从课堂教学目标来说，强调以学生为中心，注重“知识系统、能力培养和素质要求”三位一体的课程体系，课堂教学不仅仅是老师讲授，而是促进学生全面、有效发展，如图1所示。让学生明白计算机辅助设计是机械制图、二维计算机辅助设计、机械原理、机械设计以及机械制造等课程的理论知识的综合运用，是“产品设计与制造仿真，而非简单的画图”。让学生在学习过程中把设计、绘图、制造等步骤连接起来，建立基于三维技术的全新机械设计知识系统。在画图的过程中，深入浅出的归纳设计方法和原理，让学生专注于设计方法的总结...