郭便

【摘 要】针对三维设计软件Pro/E在教学中存在的问题，将CDIO工程教育理念引用到Pro/E课程教学中，通过改革教学方法、优化课程体系和教学内容、改革考核方式，让学生主动参与项目设计，激发学生学习兴趣，培养学生创新能力、团队协作意识以及工程应用能力，提高教学质量和教学效果。

【关键词】CDIO；Pro/E；教学改革；项目教学法

Pro/E（Pro/ENGINEER）是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）推出的新一代CAD/CAM/CAE软件，它集零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、钣金件设计、造型设计、逆向工程、机构模拟等功能于一体，在轻工、电器及其模具设计制造等中小型制造企业中得到了广泛的应用，大大缩短了新产品的开发周期[1]。Pro/E课程是高校结合机械类专业特点和企业对机械类专业人才需求模式，开设的一门专业必修课，其教学目标是培养学生学习参数化建模方法，熟练应用Pro/E软件设计产品模型，培养学生的创新能力和工程应用能力，增强就业竞争力。

1 Pro/E教学中存在的主要问题

1.1 教学方法不合理

目前大部分高校采用的依旧是“教师讲，学生被动听”的传统教学方法。一般先由教师逐个介绍各项命令的功能和操作方法，学生按照教师讲解或者书本的样例进行操作练习。这种传统的教学方法，教学过程是以教师和教材为中心，灌输书本知识，师生之间缺乏互动，同时学生缺少主动思考问题、解决问题的能力培养，影响教学效果。

1.2 学生积极性不高

很多高校的Pro/E软件教学过程中，一般是教师以简单的案例逐步讲解，学生依样画瓢似地进行练习，缺乏主动思考的过程，加之案例缺少实践性，无法调动学生学习的积极性；尤其当学生遇到工程实际中的复杂模型时，无从下手，学习过程中无成就感，难以激发学生的学习兴趣。

1.3 考核方式无法真实反映学生的工程应用能力

考核方式分为理论考试和上机考试。理论考试主要考察学生基本知识点的掌握，以选择题为主；上机考试考察学生三维建模能力，一般给出零件二维工程图，创建三维实体造型。这种考核方式比较单一，无法真实反映学生的工程应用能力。

1.4 学生所学软件知识未能与专业技术知识渗透、融合

Pro/E软件涉及机械制图、机械设计、机械制造技术基础等课程的专业知识，产品设计过程中既要考虑外形先进美观，又要考虑生产工艺的可行性。由于教学内容实用性不强，加之学生专业基础不牢，软件操作与专业技术知识被割裂在互不相同的环节，未能有效渗透与融合，导致学生分析和解决工程实际问题的能力较弱，无法满足企业的人才需求模式。

2 CDIO工程教育理念

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果[2]。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，根据课程之间的有机联系，培养学生主动的、实践的学习工程理论与经验技术的能力[3]。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为四个层面，即工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标，实现创新的教育思想[4]。

3 基于CDIO的Pro/E课程教学改革

由于传统Pro/E教学模式存在很多弊端，将CDIO工程教育理念引入Pro/E教学的组织过程中，提倡学生主动参与、自主创新同时与工程实践相结合，注重学生创造性能力和工程实践能力的培养，改革教学方法，优化课程体系和教学内容，改革考核方式，提高教学效果。具体的教学改革措施如下。

3.1 改革教学方法

基于CDIO的Pro/E课程的教学方法将改变“教师讲，学生被动听”的教学模式，教学过程中采用项目教学法，学生是主要的参与者，充分调动学生学习的自主性、积极性，提高教学质量和效果。基于CDIO工程教育理念，结合Pro/E软件中的草绘、零件设计、曲面设计、装配及工程图等主要模块，设计具有典型性、实用性的教学案例，以项目为导向进行教学。项目可以分为初级、中级和高级，教学过程中采用初级—中级—高级的顺序依次进行。初级项目以学生学习掌握Pro/E基本命令为主；中级项目以学生练习掌握多个命令之间的联系为主，使学生能综合应用多个命令；高级项目以工程实际项目为主，使学生能综合运用相关知识解决工程实际问题。项目实施过程中，学生分组以团队形式完成，尤其是高级项目的实施过程中只有学生之间相互协作才能很好地完成项目。通过项目分层教学法，学生不但能够掌握基本知识，同时学生的创新能力、工程实践能力也会得到很大提升，为以后走上工作岗位奠定良好的基础。

3.2 优化课程体系和教学内容

在开设Pro/E课程之前，应该完成机械制图、制图测绘、机械设计等相关课程的学习，使学生对三维建模具有基本认识，便于学生在学习Pro/E软件過程中，能够与与相关专业知识结合起来，充分发挥Pro/E软件参数化设计的优势。同时教师在组织课堂教学过程中，应该注重工程实践能力的培养，提高学生解决工程实际问题的能力。教学过程中应该让学生主动参与设计教学内容，发挥学生学习的主动性。例如，中级项目的设计过程中可以让学生根据自己的兴趣爱好自己设计，这样不但可以激发学生的学习兴趣，也能充分培养学生的创新能力和工程实践能力。

3.3 考核方式的改革

为了更好地体现学生的学习效果，基于CDIO工程教育理念，Pro/E课程考核方式应该注重学生创新能力、团队协作能力和工程实践能力的考核。考核以学生分组完成高级项目为主，分组采取学生自愿组合，但是必须保证每组至少有一名同学具备较强的学习能力，确保项目的顺利完成，最终考核成绩由团队协作的程度、设计的合理性、项目完成的质量和美观程度、学生解决工程实际问题的能力等方面组成，综合考评学生的团队协作精神和工程实践应用能力[5]。

4 结束语

将CDIO工程教育理念引入到Pro/E课程教学中，通过改革教学方法，优化课程体系和教学内容，改革考核方式，加强师资队伍建设，激发学生的学习兴趣，发挥学生的学习主动性，同时通过小组合作完成项目的锻炼，培养学生的团队协作意识、创新意识以及工程实践能力，提高Pro/E课程的教学质量和教学效果。

【参考文献】

[1]钟日铭.Pro/ENGINEER Wildfire5.0从入门到精通[M].北京：机械工业出版社，2015.

[2]陶勇芳，商存慧.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究，2016（11）：81-83.

[3]周雪峰，王剑，刘万辉.CDIO教育理念在应用型本科院校的UG教学中的应用探索[J].科技视界，2016（14）：79-80.

[4]韩绍程，罗长杰.基于CDIO工程教育理念的电类基础实验教学改革探索[J].实验室科学，2011，14（4）：46-47，50.

[5]田美霞.浅谈任务驱动法在PRO/E教学中的应用[J].科教文汇，2009（10）：136-137.

[责任编辑：朱丽娜]