基于全国CAD 技能等级考证的学生三维建模能力提升

2019-08-15蔡萍孔松涛刘娟王堃

教育现代化 2019年102期

蔡萍，孔松涛，刘娟，王堃

（重庆科技学院机械与动力工程学院，重庆）

工程图学是工科学生必修的专业基础课，传统教学强调投影理论，基于二维投影及表达进行教学，形成了教师灌输知识，学生被动接受知识的局面，这与21 世纪培养创新型人才的要求相距甚远。

以三维参数化实体设计为标志的现代设计、制造技术已被广泛应用。三维CAD 的应用已成为许多企业提高产品开发能力、缩短产品开发周期、增强企业市场竞争能力的迫切需要。从三维到二维更符合人的认知规律。2016 年教育部高等学校工程图学课程教学指导委员会制定的《普通高等学校工程图学课程教学基本要求》中在机械制图课程任务第4 点明确提出了“培养计算机二维绘图和三维形体建模的能力”的要求。为适应时代发展，满足制造业对设计人才能力的需求，更好的挖掘学生的潜能，建立基于三维CAD 为主线的现代设计工程图学教学模式，强调构形思维，培养学生空间想象力，提升学生利用三维CAD 进行设计和表达的能力，将是机械制图课程教学改革的必然趋势。

一全国CAD 技能等级考证简介

计算机绘图与三维建模技能，简称CAD 技能。每年6 月、12 月由国家人力资源和社会保障部教育培训中心与中国图学学会共同开展“全国CAD 技能等级考试”岗位培训考证，并按《CAD 技能等级考评大纲》进行考试。分为一级计算机绘图师（具备二维计算机绘图能力）、二级三维数字建模师（具备三维几何建模能力）、三级高级三维数字建模师（具备复杂三维模型制作与处理能力）。每级分为工业产品类、土木与建筑类两种类型，各等级的考评时间均为180 分钟，采用现场技能操作方式，成绩达到60 分以上（含60 分）者为合格，要求考生具备机械制图的基本知识和相应报考等级CAD 技能。

我校主要组织学生参加二级工业产品类考试，成绩优秀的学生再参加三级考试。二级工业产品类考试内容包括：零部件三维建模环境设置、草图设计、基于特征的零件实体造型、规则曲面造型、三维装配建模、生成二维零件图和装配图、图形文件管理等内容[1]。

二参加全国CAD 技能等级考证情况

我们组织学生从2008 年第一期开始至今2019年第二十二期每期都参加全国CAD 技能等级考证，每年组织学生千人左右参加，经过逾十年教师和多届学生的共同努力获得较好成绩，每年考试平均通过率70%以上，培养了一大批三维数字建模师和高级三维数字建模师。通过CAD 技能等级考证激发了学生学习兴趣、学习积极性，提升了学生的三维建模能力。我们在组织和指导学生参加全国CAD 技能等级考证积累的经验和体会对后期进一步提升学生三维建模能力具有一定的参考意义[2]。

三基于全国CAD 技能等级考证的学生三维建模能力提升

（一）基于全国CAD 技能等级考证教材编写

结合CAD 技能等级考证需要，2013 年我们主编出版了“十二五”规划教材《计算机绘图辅导书》，该书包括二维和三维CAD 两部分。三维CAD 以工程界典型实例齿轮油泵为例，详细介绍了齿轮油泵各零件建模、装配、在位创建零件、到生成表达视图（动画）、生成二维工程图的完整解题步骤，为学生提供三维CAD 学习和上机指导，当时国内还没有针对一个部件系统地详细介绍解题步骤的CAD 教材。该书成为我校理工科学生公选课《机械CAD》教材和CAD 技能等级考证培训教材，使用至今受到学生和教师的好评，为学生考证带来了极大的帮助[3]。

根据教育部高等学校工程图学课程教学指导委员要求，2017 年我们工程图学教学中心重新编写出版了《机械制图》教材，将二维计算机绘图和三维建模同时编入了新教材，三维建模部分结合CAD 技能等级考证需要，编写了Inventor 软件基础知识、零件三维建模、部件装配、工程图四部分，上课16 学时讲三维建模，强调三维建模能力的培养，学生自学二维计算机绘图。

教材对学生参加CAD 技能等级考证起到了主导作用，结合CAD 技能等级考证的教学能激发学生的学习兴趣、学习积极性，提升学生三维建模能力，真正提高教学质量，培养出适应现代社会需求的创新型人才。

（二）培养学生自主学习能力

用人单位的要求，以及证书资格的审查，学生普遍对CAD 技能等级证书很感兴趣，兴趣就是最好的动力，促进了学生学习积极性、主动学习，课内学习时间有限、考证培训时间也有限，学生必须课后自主学习，练习的历届考题，熟悉三维CAD 软件的操作，练习过程中遇到问题，主动询问老师、同学解决问题。教师通过布置任务并按时检查任务的形式来约束学生自主学习，自主学习能力培养不仅能提升学生三维建模能力，对学生后续学习、科研工作都非常有益[4]。

（三）利用中国大学MOOC 资源

推荐学生上“中国大学MOOC”这个没有围墙的好大学，学习《现代工程制图》讲授的三维CAD，该课程也使用Inventor 软件，《现代工程制图》分上下两学期，三维CADInventor 实践贯穿两个学期始终，两个学期第零周集中发布了Inventor 实践视频，可从零开始学习，掌握零件建模、装配、工程图、表达视图、部件工作原理动画。学生在这里学到的是全国名师的教导，站在巨人的肩膀上丰富了知识、开阔了眼界，充分利用中国大学MOOC 资源，促进学生自主学习，达到掌握三维CAD 的目的。

（四）提高教师综合素质，发挥教师主导作用

教师的宣传和组织影响学生报考积极性，考证不仅仅满足合格证书，是为了真正熟练掌握三维CAD，为后续学习、毕业设计、科研工作打下良好的基础，同时鼓励他们去争取优秀证书，至少拿到良好证书。教师的鼓励对学生有很大的激励作用。

学生在学习三维CAD 过程中会遇到很多各种各样的问题，需要教师答疑解惑，这就要求教师具有足够的专业知识、丰富的实践经验、良好的与人沟通相处的能力。教师要注重自身综合素质的不断提高，不断更新知识，积极参与科研项目，科研中应用三维CAD 软件进行设计的过程中不断积累实践经验，同时教师之间相互交流、总结提高。这样的教师才能吸引更多的学生对三维CAD 的学习感兴趣，才能激发学生的学习主动性和积极性，在有限的时间内最高效率的熟练掌握三维CAD。

考证培训提供了更多教师与学生交流的时间，教师要与学生成为好朋友，营造一个轻松和谐的学习环境，以学生为中心，教师为主导，这样的环境才利于学生发挥聪明才智。学生缺乏自制力，在考证学习过程遇到困难，容易放弃考证，我每次课都考勤，一定亲自电话通知到缺勤同学，教师的关心对学生有很大的鼓励作用，是他们坚持下来的动力。提高教师综合素质是提升学生三维建模能力的保障。