閉祖勤

摘 要：2018年人社部批準(zhǔn)了技工院校增設(shè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造專業(yè)（以下稱計(jì)輔專業(yè)），高職院校在該專業(yè)的教學(xué)實(shí)施過(guò)程中存在一定不足之處。作為前車(chē)之鑒，本文嘗試運(yùn)用NX軟堅(jiān)貫穿于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的核心課程的探討與研究，旨在培養(yǎng)學(xué)生更優(yōu)秀的專業(yè)能力，把學(xué)生整體專業(yè)技能提到一個(gè)新高度，解決課程設(shè)置中的不足之處。

關(guān)鍵詞：NX 計(jì)輔專業(yè) 課程教學(xué)

一、計(jì)輔專業(yè)現(xiàn)狀

技工院校計(jì)輔專業(yè)培養(yǎng)掌握計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和制造（CAM）技術(shù)基本理論和專業(yè)技能的學(xué)生，主要面向機(jī)械、模具、輕工等行業(yè)相關(guān)部門(mén)，從事計(jì)算機(jī)繪畫(huà)、三維造型設(shè)計(jì)、逆向工程、數(shù)控編程、零件數(shù)控加工、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)測(cè)量及處理、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)等相關(guān)工作，就業(yè)前景十分寬廣。高職院校已經(jīng)開(kāi)設(shè)該專業(yè)近二十年，部分高職院校關(guān)于計(jì)輔專業(yè)建設(shè)已經(jīng)做了不少研究工作，也取得了不小成績(jī)。即便如此，各高職院校結(jié)合產(chǎn)業(yè)新興和區(qū)域經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，課程設(shè)置存在一定差異，專業(yè)建設(shè)不盡相同，存在一些不足之處。如：專業(yè)課程設(shè)置存在著課程體系不夠明確、過(guò)時(shí)陳舊、缺乏特色，很多院校課程還僅停留在二維或簡(jiǎn)單三維造型的課程上，設(shè)計(jì)和制造類的課程所選用軟件有四、五種之多，工程圖軟件需要從二維繪圖開(kāi)始;零件設(shè)計(jì)軟件又需要從二維繪圖開(kāi)始，再到三維建模;加工軟件又需要從二維繪圖開(kāi)始，再到三維建模，再到加工。有大量重復(fù)的知識(shí)點(diǎn)，但是因?yàn)樗x用的輔助軟件不同，相同知識(shí)點(diǎn)需要反復(fù)學(xué)習(xí)，表面上看是學(xué)會(huì)了很多軟件，但是俗話說(shuō)“百招全，不如一招鮮。”，學(xué)習(xí)了很多軟件但是都運(yùn)用不深，還不如只選用一個(gè)功能齊全應(yīng)用范圍廣的軟件，節(jié)省下大量課時(shí)，將這個(gè)軟件學(xué)精學(xué)透，運(yùn)用游刃有余。

二、選用NX貫穿于計(jì)輔專業(yè)的專業(yè)課程教學(xué)

人社部2018年批準(zhǔn)技工院校增設(shè)該專業(yè)，我院申報(bào)并順利獲批開(kāi)設(shè)該專業(yè)，有鑒于高職院校計(jì)輔專業(yè)課程設(shè)置方面的一些不足，我們調(diào)研了一些區(qū)內(nèi)外企業(yè)，對(duì)比了他們常用的幾款設(shè)計(jì)制造軟件，發(fā)現(xiàn)NX是集多功能于一體的三維參數(shù)化軟件，是設(shè)計(jì)和制造行業(yè)運(yùn)用的高端軟件，是當(dāng)今最先進(jìn)，最流行的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件之一。NX涵蓋了平面設(shè)計(jì)、實(shí)體設(shè)計(jì)、分析與加工制造的功能，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品加工過(guò)程的無(wú)縫對(duì)接。NX廣泛應(yīng)用于機(jī)械、航天、汽車(chē)、輕工等行業(yè)。其特點(diǎn)是CAD、CAE、CAPP及CAM四大系統(tǒng)緊密集成。設(shè)計(jì)人員在使用NX強(qiáng)大的工程圖、曲面建模、實(shí)體建模及模擬裝配等功能時(shí)，可以使用分析模塊進(jìn)行有限元分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和模擬仿真，從而提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。強(qiáng)大的加工模塊可以根據(jù)所繪制的三維模型，直接生成加工刀路，然后轉(zhuǎn)化成數(shù)控加工程序，用于零件加工。NX滿足相關(guān)課程的高效、穩(wěn)定和應(yīng)用廣泛的多功能軟件。因此我們嘗試研究應(yīng)用NX貫穿于計(jì)輔專業(yè)的輔助設(shè)計(jì)、輔助分析、輔助工藝和輔助制造課程。

三、NX在《機(jī)械制圖》課程教學(xué)中的應(yīng)用

《機(jī)械制圖》課在專業(yè)中起著基石的作用，是一門(mén)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要學(xué)習(xí)幾何投影、零件圖、裝配圖和軸測(cè)圖等的畫(huà)法，是理論與實(shí)踐結(jié)合的課程，需要學(xué)生具備較高的空間思維能力，學(xué)習(xí)難度較高，教學(xué)效果一直不理想。我們?cè)诮虒W(xué)中在下面三個(gè)方面運(yùn)用NX輔助解決教學(xué)難點(diǎn)，提高教學(xué)質(zhì)量。

1. 組合體相貫線是《機(jī)械制圖》學(xué)習(xí)前期學(xué)生碰到的普遍難題，運(yùn)用掛圖雖然能夠清晰表達(dá)相貫線的畫(huà)法，但是相貫線的各個(gè)方向及角度的形狀還是很難表達(dá)清晰。運(yùn)用NX構(gòu)造組合體，生成3D圖片，學(xué)生就可以用電腦、手機(jī)等設(shè)備全方位清晰透徹地觀察相貫線在不同視圖和角度的形狀，組合體相貫線的繪制正確率大大提高。

2. 零件圖的繪制是對(duì)制圖基本規(guī)定、幾何投影、尺寸和形位公差標(biāo)注等的綜合運(yùn)用。掌握計(jì)算機(jī)繪圖是當(dāng)下不可或缺的一項(xiàng)基本技能。NX工程圖模塊繪圖效率高，上手輕松，操作便捷，功能全面，具有二次開(kāi)發(fā)模塊Open Grip，可以完成絕大多數(shù)曲線的繪制，是個(gè)不可多得的選擇。學(xué)生運(yùn)用該軟件繪制零件圖，高效學(xué)習(xí)，規(guī)范作圖，理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生興趣愛(ài)好。

3. 軸測(cè)圖是基于人們的視覺(jué)習(xí)慣，形象、逼真地反應(yīng)零件三個(gè)坐標(biāo)面的形狀。軸測(cè)圖的繪制是培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力，提高繪圖和讀圖能力行之有效的手段。NX具有超過(guò)二百個(gè)建模命令，三維功能強(qiáng)大，并且具備將三維圖形直接生成軸測(cè)圖或軸測(cè)剖視圖，直觀、清晰、準(zhǔn)確地展示軸測(cè)圖與二位圖之間的關(guān)系。課堂運(yùn)用NX直觀教學(xué)，有效地培養(yǎng)了學(xué)生空間思維能力。

四、NX在《產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中的應(yīng)用

《產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)》課程是根據(jù)產(chǎn)品的使用或改進(jìn)要求，對(duì)其中某個(gè)或某部分零件改進(jìn)或重新設(shè)計(jì)并利用3D打印機(jī)加工出塑料模型，然后裝配到產(chǎn)品中試用，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)成果的一門(mén)課程，注重零件設(shè)計(jì)。業(yè)界公認(rèn)在三維造型方面，NX要比國(guó)內(nèi)外同類軟件強(qiáng)出不少，在《產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中，我們運(yùn)用NX采用項(xiàng)目教學(xué)法開(kāi)展教學(xué)，具體實(shí)施步驟如下：

1.項(xiàng)目布置

（1）領(lǐng)取任務(wù)書(shū)

（2）任務(wù)書(shū)分析解讀

（3）子任務(wù)分配

將全班根據(jù)項(xiàng)目難易程度分成若干小組，每組同學(xué)根據(jù)任務(wù)書(shū)的功能要求分析討論，組內(nèi)成員分別提出自己的思路或解決方案，方案對(duì)比并做合理調(diào)整選擇最恰當(dāng)?shù)姆桨福贫?xiàng)目實(shí)施計(jì)劃，分配任務(wù)，做到人人有事做，事事有人做。萬(wàn)事開(kāi)頭難，老師在此階段要做好規(guī)范和引導(dǎo)作用。

2.項(xiàng)目實(shí)施

（1）繪制零件圖

（2）零件三維建模

（3）零件3D打印

確定零件具體尺寸，運(yùn)用NX繪制零件圖，選擇基準(zhǔn)面，繪制草圖，建立實(shí)體特征，然后將實(shí)體特征導(dǎo)出，用切片軟件導(dǎo)入，正確設(shè)置參數(shù)，通過(guò)增材3D打印方式，獲得零件。在此階段，通過(guò)對(duì)比不同方式建立實(shí)體特征，掌握NX各特征建立命令是該項(xiàng)目的重點(diǎn)。

3.總結(jié)與評(píng)價(jià)

（1）組內(nèi)總結(jié)與評(píng)價(jià)

（2）小組相互總結(jié)與評(píng)價(jià)

（3）教師總結(jié)與評(píng)價(jià)

各組組長(zhǎng)介紹項(xiàng)目制定的思路、項(xiàng)目的實(shí)施和項(xiàng)目成果，相關(guān)人員根據(jù)項(xiàng)目評(píng)價(jià)表，完成自評(píng)和互評(píng)打分。教師串聯(lián)總結(jié)歸納，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)零件設(shè)計(jì)過(guò)程的理解，提高學(xué)生對(duì)NX建模命令和各模塊的掌握程度。教師對(duì)在項(xiàng)目完成過(guò)程中表現(xiàn)優(yōu)異的組和學(xué)生或做法提出表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)，對(duì)表現(xiàn)欠妥的方面提出建議。

五、NX在《數(shù)控綜合加工》課程教學(xué)中的應(yīng)用

《數(shù)控綜合加工》課是在掌握數(shù)控車(chē)床和數(shù)控銑床操作技能基礎(chǔ)之上，對(duì)前期所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，機(jī)械加工工藝知識(shí)和編程知識(shí)的綜合運(yùn)用。課程要求完成一個(gè)完整動(dòng)作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、工藝安排、編程加工、質(zhì)量檢測(cè)、正確裝配、動(dòng)態(tài)分析和撰寫(xiě)報(bào)告等內(nèi)容。是理論和操作技能的綜合運(yùn)用，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的深刻理解和提高，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考能力、分析能力、工藝能力、操作技能和撰寫(xiě)能力等。在實(shí)施教學(xué)過(guò)程中，其中機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝安排和編程加工，分別用到NX工程圖模塊、實(shí)體造型模塊、3D-CAPP模塊、自動(dòng)編程模塊、裝配模塊、動(dòng)畫(huà)及分析模塊等，NX滿足了該課程大部分教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了CAD、CAPP和CAM無(wú)縫對(duì)接。該課程同時(shí)也是對(duì)NX的綜合應(yīng)用和提高。

NX貫穿于計(jì)輔專業(yè)的主要課程，經(jīng)過(guò)一年多實(shí)踐，該做法培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生能夠更積極主動(dòng)地參與教學(xué)，學(xué)生解決設(shè)計(jì)類問(wèn)題的能力明顯提升，從而提高了教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量，在一定程度上解決了教與學(xué)的問(wèn)題。實(shí)踐證明，這樣的做法對(duì)計(jì)輔專業(yè)課程改革或構(gòu)建有較明顯的促進(jìn)作用，我們將繼續(xù)修正和完善計(jì)輔專業(yè)課程體系，為相近專業(yè)的課程改革，為其他技工院校計(jì)輔專業(yè)的課程體系構(gòu)建或調(diào)整提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

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