学生三维建模设计能力培养方法研究

摘 要： 文章对高校三维建模设计能力培养的现状进行了分析，阐述了一些提高三维建模设计能力培养水平的途径，从教师、学生两个方面，总结出一套符合实际的学生三维建模设计能力的培养方法，提出了双结合的培养理论。

关键词： 机械 三维设计 培养方法

引言

工业设计是国家制造业自主创新发展的重要领域。在工业设计领域，三维建模能力及其应用范围，直接决定国家在制造业的自主创新水平和核心技术的掌握情况。我国制造业的三维设计建模能力，已经达到了较高层次，制造业的设计水平及核心竞争力也达到了空前水平。但目前我国许多高校对工科学生的三维建模设计能力的培养，还处于起步阶段。因此，探索一套符合我国国情的学生三维建模设计能力培养方法，是我国提升工业核心竞争力的重要基础[1][2][3]。

在分析我国高校目前三维建模设计培养方法现状的基础上，找到解决目前存在的主要问题，从而建立起符合高校普遍适用的学生三维建模设计能力培养方法，对于增强高校创新能力十分重要[4][5]。

1.学生三维建模设计能力培养方面的不足

1.1三维建模设计教学深度严重不足

目前，高校三维建模课程主要依靠课堂教学的方法实施。三维建模设计属于实践类课程，需要教师在教的同时，学生也能够进行实时操作练习，如果单凭课堂集中教学，那么当学生进行建模操作的时候，已经将多数操作方法忘记。另外，目前的高校与三维建模设计相关的课程，学时严重不足，往往只有30学时左右。而三维建模软件功能强大，操作也十分复杂，短短的30学时是根本无法完成基础教学任务的，导致学生在课程结束后，对所学内容印象不深，教师因学时过少也无法组织有效教学。

1.2三维建模设计软件资源严重不足

三维建模设计教学非常依赖其使用的软件平台，平台的质量会严重影响教学效果。由于目前的正版三维建模设计软件售价普遍较高，某些高校在此领域不愿意进行投资，因而只能通过盗版软件进行教学，无法开展正规教学活动。

值得注意的是，盗版软件的安装需要繁琐的破解过程，且盗版软件在功能上往往比正版软件有很大缩水，很多关键功能无法使用，对开展教学影响很大。

1.3三维建模设计实践严重不足

三维建模设计能力培养的最终目标是学生能够在企业通过这种方法进行工程实际设计。而目前高校在培养学生三维设计的教学过程中，往往只通过教材或简单例子引导学生实践，缺乏工程实例类的实践教学环节，导致学生只学会了软件操作，而不会用软件进行工程设计。

1.4缺乏企业实习教学过程

三维建模设计的真正应用环境是在企业，而学生的学习主要依托学校，导致学习过程和应用过程严重脱节。学生在学校学习的仅仅是理论知识，企业对学生要求的却是真正的设计技能。因此，需要把学生派到企业接触工程实践，在企业的真实环境里提高自己的三维建模设计水平，用企业的真实案例锻炼自己的工程设计能力。

1.5三维建模设计培养没有和毕业设计、就业相结合

目前的工科毕业设计主要依托三维建模设计软件完成，但与三维设计相关的教学活动脱离毕业设计而单独实施，导致三维设计教学和毕业设计没有很好地结合。在高校的三维建模设计教学活动中，更缺乏对学生就业需求相关技能的培养，导致学生到企业后无法完成任务。

2.三维建模设计的培养方法和学习途径

2.1到国内知名高校学习经验

目前，国内的主要高等院校都已经开设了与三维建模设计相关的培养课程，开展了必要的实践教学和技能竞赛。另外，还有全国三维数字化创新设计大赛这样的平台，提高全国的三维建模设计水平。所以，可以通过到国内知名高校进行学习访问，或派教师到国内知名高校进行短期培训，提高本校的三维建模设计培养水平，建立本校的相关培养体系。

2.2到部级科研机构学习经验

与三维建模设计相关的领域，国内有很多国家重点实验室、国家工程中心，可以通过派遣教师到这些部级的科研平台进行访问和培训，让教师在实际的环境中体验和学习三维建模设计的培养方法，把学习到的宝贵经验带回本校进行推广和实施。

2.3教师在职进修学习经验

为更好地提高三维建模设计的水平，可以让教师在职攻读博士研究生、进入博士后科研工作站，提高教师的三维建模设计水平。同时，教师可以把博士、博士后期间的科研项目，牵引到本单位，通过真实的科研项目增强本单位的三维建模设计能力。

2.4到企业学习三维建模设计方面的经验

企业是三维建模设计的实际使用基地，只有企业掌握三维建模工程设计的真正实施方法。所以，可以派遣教师和学生去周边大中型企业实习，让教师和学生参与到企业的真实建模设计工作中，通过实际工作经验提升本校的三维建模设计水平。

2.5通过三维建模设计类学生竞赛学习经验

可以通过参加各种三维建模设计类学生竞赛，锻炼学生的三维建模设计能力，提高本校的三维建模设计培养水平。

3.学生三维建模设计能力培养体系的建立

3.1总体培养体系分析

学生三维建模设计能力的培养体系，需要从学校总体来统筹设计，然后从教师、学生两个层面具体实施，形成完整配套的学校培养体系。

3.2教师引导培养制度

教师是目前高等学校教育的主要实施力量，因此，教师在学生三维建模设计能力的培养方面起到关键作用。但是，传统的教学过程中，都是以教师展开课堂教学为主，学生被动地听、学教师所讲授的内容。无论教师讲授的内容是否与学生的具体需求相一致，学生都只能被动接受，这种方式大大降低了授课效率，而且没有考虑到学生的各异性，导致学生三维建模设计能力培养缺乏活力。

基于目前的企业人才需求和学生的基本状况，应该建立教师引导培养制度，即教师不是根据自己的想法和设计组织教学，而是根据不同学生的不同需求，用自助餐的方式对学生进行教学。最重要的是，教师在教学过程中主要起引导作用，关键的学习过程由学生自主完成，这样既能够根据不同学生实现不同层次和方向的教学，又能够最大限度地发挥学生自主学习的灵活性，很好地达到学生三维建模设计的培养目标。

3.3学生自主学习制度

学生是三维建模设计能力培养的对象，整个培养体系最终的主体，就是学生是否能够掌握三维建模设计能力，是否能够在企业的职业生涯灵活运用三维建模设计能力。

所以，在三维建模设计能力培养制度中，必须让学生最大限度地自主学习，让学生从自主实践中找到自己的兴趣所在，也可以及时弥补自己在其他专业知识学习中的不足。尤其是即将毕业的学生，要把自主学习和企业工作的实际有效结合，使学生在教师的引导下自觉地完成从学校理论学习到企业工作实践的转换。

4.三维建模设计培养“双结合”理念

把“双结合理念”（即三维设计理论与三维设计实例相结合；学生三维设计实践与设计工具、手段相结合）作为教学内容和教学效果之间的“桥梁”，通过“双结合理念”把理论知识转化为三维建模设计能力，按照：产生兴趣初步了解理解概念深入思考灵活运用的顺序建立培养方法。以此为主线，建立一套行之有效的学生三维建模设计能力培养体系。

结语

通过学生三维建模设计能力培养体系的建立，形成能够同时培养学生“三维建模意识”和“三维设计能力”的培养方法，完善学生三维建模设计能力培养的相关制度，提高工利大学生三维建模设计能力的培养水平。

参考文献：

[1]罗耿波，东娟，赵芳利.基于Solidworks三维设计软件解决制造中的工艺问题[J].科技创新与应用，2013（35）：174-175.

[2]王咏梅，田宪伟.飞机全三维数字化建模技术[J].航空制造技术，2013（21）：87-89.

[3]洪伟宏，韦乃琨.船舶产品三维设计仿真验证技术研究与应用[J].造船技术，2013（5）：154-155.

[4]陈西府，罗继权.基于三维造型的工程制图教学改革[J].考试周刊，2013（84）：8-9.

[5]叶建华，高诚辉，江吉彬.机械产品三维互动选型与定制系统[J].图学学报，2013（5）：13-17.

课题来源：河北科技师范学院教学研究项目：学生之维建模设计能力培养方法研究。