论文部分内容阅读
[摘 要]“计算机辅助设计”为全国中职技能比赛的项目之一，该项目要求学生除了具有熟练的软件操作技能外，还要具备产品外形的设计生产能力及產品内在结构的组装能力。我结合指导学生参加比赛的经验，进行了计算机辅助设计技能训练方法的探索与研究。
[关键词]计算机辅助设计 中职技能比赛 训练方案
中图分类号：TS941.26 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0329-01
一、“计算机辅助设计”项目现状
2010年全国职业院校技能大赛新增了“工业产品设计CAD”项目，随后在天津市中职比赛中出现该项目。在2013年该项目更改为“计算机辅助设计”项目。
该项目除了要求学生具有熟练的软件操作技能外，还要具备产品外形的设计能力及产品内在结构的组装能力。因此，该项目并不只是单一的软件操作或产品设计，而是一项综合性很强的竞技项目。
计算机辅助设计竞赛项目是采用Inventor设计软件进行零部件的建模及装配。Inventor软件是Autodesk公司新推出的一个工业产品设计软件，美国 Autodesk公司继Autocad，MDT后，推出了一款拥有17项核心专利的三维实体模拟软件inventor。与其他同类产品相比inventor具有简单而直观的设计环境，快速装配显示，自适应装配，辅助协作设计和易学易用的特点。inventor主要由零件造型，部件装配，钣金，焊接，视图表达和工程图纸及渲染等模块组成，是一个比较完整且相互关联的三维设计系统。目前在国内还不是主流软件，因此相关教材较少，在互联网上也很难找到相关的学习资料，竞赛辅导基本是从零开始的。
二、竞赛试题分析
1、软件应用分析
通过分析近三年全国及天津市职业学校计算机辅助设计技能大赛试题，在三到四个小时之内要完成零件建模，装配及创意设计，时间非常紧张，不少学生来不及完成。如果在软件应用上不能做到非常熟练，是不可能取得好成绩的。从题目涉及到的inventor软件知识点来看，实体建模，曲面造型，特征放置，部件装配，资源中心，工程图，爆炸图，场景渲染等方面都有涉及，因此，对 inventor软件这些功能的掌握必需全面，熟练和精准。
2、竞赛试题类型分析
工业产品设计技术技能竞赛试题分为基础设计和设计创新二个模块，比赛形式均为现场操作。其中，基础设计模块要求参赛选手在比赛现场根据给出的设计图完成现有产品模型建立与设计表达。需提交的文件包括产品的零部件立体模型、工程图及渲染效果图等；设计创新模块，要求参赛选手在比赛现场根据给定的设计要求，完成产品的设计创新、模型建立与设计表达。
三、参赛学生的挑选
由于我校没有对口的专业，只能在工科专业中选拔参赛选手。我认为5年制的学生，应该是技能小组挑选学生的重点班级。去年本小组6名停课训练的学生，今年有4名可以继续参加比赛，为以后比赛打下了坚实的基础。
挑选比赛学生的四个阶段：
阶段一，加大本小组的宣传力度，让尽可能多的学生参与进来，基数大了才容易找到合适的学生。期间各专业课老师给予了很大的帮助，初期人数有60人报名，经过能力测试淘汰了30人。
阶段二，测试淘汰阶段 每两周进行一次测验，淘汰30%。经过两次的算选剩余12人。
阶段三，自然淘汰阶段 经过高强度，高难度的练习，意志力较差的学生自然退出，这一阶段对学生的了解更加深刻。确定停课训练的学生。
阶段四，模拟竞赛阶段 赛前通过多次模拟竞赛，锻炼学生的比赛经验，最终根据成绩确定参赛学生。
四、训练的方式方法
1、严抓、广抓基础知识。由于该项目是一个新项目，参考资料较少。因此，要先熟悉软件的命令，从软件自带的“帮助”文件着手，逐个命令、逐个参数进行研究，对软件熟悉后，再运用命令进行产品的设计。在这期间，和学生通过相互提问各种产品的造型、建模、修饰的方法，再用Inventor软件进行求证，操作水平得到了很大的提高，也夯实了知识基础。另外由于该项目涉及了机械方面的基础知识，特别是机械制图，因此加入了机械相关基础的讲解。
2、产品分类，举一反三进行训练。在熟悉软件操作后，第二阶段就是进行产品的制作。在比赛规程中，给定了产品的范围，但时间有限，不可能对范围内的产品都进行练习。于是，我们采用产品分类的方法，举一反三进行训练，先把产品以建模的方法进行分类，在每个类别中，再挑选一些构造相对复杂的产品进行练习，这样，使收到的训练效果更佳。
3、培养学生的设计意念。对产品的模仿制作达到一定程度后，就进入了竞赛训练的第三个阶段，侧重培养学生的设计能力。我通过网络等渠道给学生提供一些优秀的工业产品图片供学生欣赏，通过这种逐步渗透式的辅导方法，让学生建立一套自己的审美评判标准。这部分训练，虽然在本次比赛中未涉及，但我认为这应是该项目今后比赛的发展趋势。
4、模拟竞赛，提高学生心理素质以及临场应变能力。首先是模拟竞赛规程中规定的比赛的环境，让学生适应；其次是通过请教师来监考比赛，增加模拟竞赛的紧张气氛，培养学生临场不惊的良好心理素质；还要让学生在规定时间内完成超量的题目，让其在时间不足的情况下学会对题目的取舍及锻炼从容淡定的心理素质。
五、训练方案设计
用inventor软件设计小型消费电子产品的零件造型，主要采用项目教学法。为了充分发挥学生的设计才能，我要求每个学生提出自己的设计方案并徒手画出设计草图。其目的是培养学生的审美能力，并提醒学生在运用计算机辅助设计技术的同时必须首先注重创意和革新。以除湿器为例，教学时间为四周，安排如下：
第一周，要求学生掌握参数化实体模拟的技能。这些技能包括制作和修改草图，制作由拉伸，旋转，放样，扫移，穿孔，挖壳及环圈实体特征构成的零件。并在零件上放置圆边，倒角，斜面，线性阵列，环形阵列，镜向重复特征。在零件制作的过程中特别强调工作点，工作轴和工作面的建立和使用，以培养学生的空间概念及构造复杂零件的能力。
第二周，要求学生熟练掌握四种基本装配约束条件的应用，这四种装配约束条件包括结合，角度，切面和插入。在这个基础上，进一步要求学生了解导出的约束条件的使用及在装配的状态下制作新的零件，在此基础上！学生可进一步理解自适应技术的重要性。
第三周，要求学生掌握工程图和爆炸图的制图技能。inventor提供了创建二维工程图，零件图和装配图的功能，而且可以做到二维与三维相关联更新，但是工程图中有大量的人为规定。例如简化画法，纵向筋按不剖处理，以及过渡线的处理。目前的三维软件都不能很完美地生成各种视图！这就要求我们利用inventor在工程图环境下进入草图模式对工程图进行修改，对视图进行改造，以符合我国的制图标准和行业标准。这一阶段，学生需要学习大量制图的有关规定。
第四周，让学生熟悉inventor studio是inventor的一个附加模块。具有独特的环境。它能够对inventor创建的零件及装配进行渲染和制作动画，生成具有真实效果的渲染图片及装配动画效果的多媒体文件。我们主要是依照真实物体进行拆解，测绘，完成物体的抄画。
除了认真研究比赛试题，严格挑选学生，严谨的教学态度，做好教学计划之外，要获得更好的比赛成绩，老师和学生还要付出更多的努力。
参考文献
[1] 刘永翔，蔡硕.计算机辅助产品造型设计.机械工业出版社.2009.7.
[2] 杨熊炎.计算机辅助工业设计教学实践思考.广西轻工业.2011.3.
[关键词]计算机辅助设计 中职技能比赛 训练方案
中图分类号：TS941.26 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0329-01
一、“计算机辅助设计”项目现状
2010年全国职业院校技能大赛新增了“工业产品设计CAD”项目，随后在天津市中职比赛中出现该项目。在2013年该项目更改为“计算机辅助设计”项目。
该项目除了要求学生具有熟练的软件操作技能外，还要具备产品外形的设计能力及产品内在结构的组装能力。因此，该项目并不只是单一的软件操作或产品设计，而是一项综合性很强的竞技项目。
计算机辅助设计竞赛项目是采用Inventor设计软件进行零部件的建模及装配。Inventor软件是Autodesk公司新推出的一个工业产品设计软件，美国 Autodesk公司继Autocad，MDT后，推出了一款拥有17项核心专利的三维实体模拟软件inventor。与其他同类产品相比inventor具有简单而直观的设计环境，快速装配显示，自适应装配，辅助协作设计和易学易用的特点。inventor主要由零件造型，部件装配，钣金，焊接，视图表达和工程图纸及渲染等模块组成，是一个比较完整且相互关联的三维设计系统。目前在国内还不是主流软件，因此相关教材较少，在互联网上也很难找到相关的学习资料，竞赛辅导基本是从零开始的。
二、竞赛试题分析
1、软件应用分析
通过分析近三年全国及天津市职业学校计算机辅助设计技能大赛试题，在三到四个小时之内要完成零件建模，装配及创意设计，时间非常紧张，不少学生来不及完成。如果在软件应用上不能做到非常熟练，是不可能取得好成绩的。从题目涉及到的inventor软件知识点来看，实体建模，曲面造型，特征放置，部件装配，资源中心，工程图，爆炸图，场景渲染等方面都有涉及，因此，对 inventor软件这些功能的掌握必需全面，熟练和精准。
2、竞赛试题类型分析
工业产品设计技术技能竞赛试题分为基础设计和设计创新二个模块，比赛形式均为现场操作。其中，基础设计模块要求参赛选手在比赛现场根据给出的设计图完成现有产品模型建立与设计表达。需提交的文件包括产品的零部件立体模型、工程图及渲染效果图等；设计创新模块，要求参赛选手在比赛现场根据给定的设计要求，完成产品的设计创新、模型建立与设计表达。
三、参赛学生的挑选
由于我校没有对口的专业，只能在工科专业中选拔参赛选手。我认为5年制的学生，应该是技能小组挑选学生的重点班级。去年本小组6名停课训练的学生，今年有4名可以继续参加比赛，为以后比赛打下了坚实的基础。
挑选比赛学生的四个阶段：
阶段一，加大本小组的宣传力度，让尽可能多的学生参与进来，基数大了才容易找到合适的学生。期间各专业课老师给予了很大的帮助，初期人数有60人报名，经过能力测试淘汰了30人。
阶段二，测试淘汰阶段 每两周进行一次测验，淘汰30%。经过两次的算选剩余12人。
阶段三，自然淘汰阶段 经过高强度，高难度的练习，意志力较差的学生自然退出，这一阶段对学生的了解更加深刻。确定停课训练的学生。
阶段四，模拟竞赛阶段 赛前通过多次模拟竞赛，锻炼学生的比赛经验，最终根据成绩确定参赛学生。
四、训练的方式方法
1、严抓、广抓基础知识。由于该项目是一个新项目，参考资料较少。因此，要先熟悉软件的命令，从软件自带的“帮助”文件着手，逐个命令、逐个参数进行研究，对软件熟悉后，再运用命令进行产品的设计。在这期间，和学生通过相互提问各种产品的造型、建模、修饰的方法，再用Inventor软件进行求证，操作水平得到了很大的提高，也夯实了知识基础。另外由于该项目涉及了机械方面的基础知识，特别是机械制图，因此加入了机械相关基础的讲解。
2、产品分类，举一反三进行训练。在熟悉软件操作后，第二阶段就是进行产品的制作。在比赛规程中，给定了产品的范围，但时间有限，不可能对范围内的产品都进行练习。于是，我们采用产品分类的方法，举一反三进行训练，先把产品以建模的方法进行分类，在每个类别中，再挑选一些构造相对复杂的产品进行练习，这样，使收到的训练效果更佳。
3、培养学生的设计意念。对产品的模仿制作达到一定程度后，就进入了竞赛训练的第三个阶段，侧重培养学生的设计能力。我通过网络等渠道给学生提供一些优秀的工业产品图片供学生欣赏，通过这种逐步渗透式的辅导方法，让学生建立一套自己的审美评判标准。这部分训练，虽然在本次比赛中未涉及，但我认为这应是该项目今后比赛的发展趋势。
4、模拟竞赛，提高学生心理素质以及临场应变能力。首先是模拟竞赛规程中规定的比赛的环境，让学生适应；其次是通过请教师来监考比赛，增加模拟竞赛的紧张气氛，培养学生临场不惊的良好心理素质；还要让学生在规定时间内完成超量的题目，让其在时间不足的情况下学会对题目的取舍及锻炼从容淡定的心理素质。
五、训练方案设计
用inventor软件设计小型消费电子产品的零件造型，主要采用项目教学法。为了充分发挥学生的设计才能，我要求每个学生提出自己的设计方案并徒手画出设计草图。其目的是培养学生的审美能力，并提醒学生在运用计算机辅助设计技术的同时必须首先注重创意和革新。以除湿器为例，教学时间为四周，安排如下：
第一周，要求学生掌握参数化实体模拟的技能。这些技能包括制作和修改草图，制作由拉伸，旋转，放样，扫移，穿孔，挖壳及环圈实体特征构成的零件。并在零件上放置圆边，倒角，斜面，线性阵列，环形阵列，镜向重复特征。在零件制作的过程中特别强调工作点，工作轴和工作面的建立和使用，以培养学生的空间概念及构造复杂零件的能力。
第二周，要求学生熟练掌握四种基本装配约束条件的应用，这四种装配约束条件包括结合，角度，切面和插入。在这个基础上，进一步要求学生了解导出的约束条件的使用及在装配的状态下制作新的零件，在此基础上！学生可进一步理解自适应技术的重要性。
第三周，要求学生掌握工程图和爆炸图的制图技能。inventor提供了创建二维工程图，零件图和装配图的功能，而且可以做到二维与三维相关联更新，但是工程图中有大量的人为规定。例如简化画法，纵向筋按不剖处理，以及过渡线的处理。目前的三维软件都不能很完美地生成各种视图！这就要求我们利用inventor在工程图环境下进入草图模式对工程图进行修改，对视图进行改造，以符合我国的制图标准和行业标准。这一阶段，学生需要学习大量制图的有关规定。
第四周，让学生熟悉inventor studio是inventor的一个附加模块。具有独特的环境。它能够对inventor创建的零件及装配进行渲染和制作动画，生成具有真实效果的渲染图片及装配动画效果的多媒体文件。我们主要是依照真实物体进行拆解，测绘，完成物体的抄画。
除了认真研究比赛试题，严格挑选学生，严谨的教学态度，做好教学计划之外，要获得更好的比赛成绩，老师和学生还要付出更多的努力。
参考文献
[1] 刘永翔，蔡硕.计算机辅助产品造型设计.机械工业出版社.2009.7.
[2] 杨熊炎.计算机辅助工业设计教学实践思考.广西轻工业.2011.3.