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为支持教育强国建设,打造行业多方共赢的生态合作体系,中望软件与国家工业软件行业产教融合共同体、工业技术软件化产业联盟、广东省工业软件创新中心、工业产品设计与仿真软件创新联盟等单位共同推出了“标杆100”案例采集栏目。该栏目邀请了100位教育领域的标杆先行者,分享他们在培养国家战略人才过程中的实践和经验。本期我们走进华中科技大学机械科学与工程学院图学教育研究与发展中心,以下是国家教材建设重点研究基地(高等学校智能制造与机器人教材研究)专职研究员、教育部高等学校工程图学课程教学指导分委员会中南地区工作委员会副主任、三级教授阮春红,以及中国图学学会图学教学名师(青年组)、湖北省图学学会理事长张俐教授和湖北省图学学会秘书长、工程制图课程负责人罗年猛副教授的教育实践经验整理。

华中科技大学是国家教育部直属的重点综合性大学,也是国家“211工程”和“985工程”的重点建设高校之一,并且是首批“双一流”建设高校。学校秉承开放办学的理念,积极开展全面、多层次的国际交流与合作,目前已与41个国家和地区的300余所高校和机构建立了友好合作关系。
图学教育研究与发展中心源于华中科技大学(原华中工学院)建校之际成立的制图教研室,隶属于机械科学与工程学院。自1953年起,在赵学田、邬克农、常明、黄其柏、阮春红等几代人的努力下,中心逐渐发展为国家工科机械基础课程教学基地和国家机械实验教学示范中心等国家级基础教学平台的依托单位。
在华中科技大学的计算机开放实验室中,阮春红教授带领学生们轻点鼠标,在中望3D界面上,机械组件模型正在迅速装配并进行虚拟仿真。
“我们不仅仅是在学习软件,更是在利用国产工具解决实际的中国工程问题。”这一场景正是华中科技大学与中望软件共同推动“国产工业软件进课堂”的生动写照。
作为“双一流”高校的先锋,华中科技大学率先系统地引入国产工业软件,进行了深刻的教学改革。这一举措不仅积极响应国家的战略需求,也体现了提升我国工业软件自主创新能力和培养高素质工程人才的高度自觉。与中望软件的深入合作,双方共同构建了一套既具前瞻性又具可操作性的产教融合样本。
破解三大短板:从“能用”到“擅长用”
当前工业软件人才培养面临“三大短板”:对国产软件的信心不足、教学与实践脱节以及复合能力训练不足。针对这一行业困境,张俐指出,解决之道在于创新与实践并重,以及产教的深度融合。
首先,共建“教学-实战”一体化平台,打破信心的鸿沟。我们将国产工业软件的真实项目案例直接融入课程与毕业设计中,使学生从“能用”国产软件解决复杂工程问题,逐步成长为“擅长用”,建立起技术自信,实现从“怀疑者”到“拥护者”的转变。
其次,打造“学研产”闭环,解决复合能力训练不足与产教脱节的问题。我们不仅教授学生“用”中望CAD/CAE,还与中望共建多层次复合实训平台和数字化设计与制造虚拟仿真实验室。通过“中望杯”工软大赛、全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛等高水平学科竞赛,选拔并培训出一批软件技术高、解决复杂问题能力强的优秀学生;通过企业项目实训,构建真实产业场景与前沿工程技术问题,引导学生从“用户”思维转变为“开发者”思维,培养既懂工艺、又懂原理、还能创新的复合型人才。
最终,产业真实问题成为教学的新课题,学生的培育成果反哺企业技术创新,而优秀毕业生则不断充实行业人才库,构建一个健康、可持续、自我造血的人才培养生态。
重构教学体系:从“国外工具”到“中国标准”
在教学与实践方面,阮春红、张俐、罗年猛等图学教育研究与发展中心的成员,结合机械工程、材料科学与工程等多个“双一流”学科建设,响应国产软件进教材、进课堂的策略。自2019年起,这所全国首批“双一流”高校率先将国产软件中望3D引入工程制图课堂教学,逐步形成独特的工程制图课堂教学体系,重构传统CAD课程框架,建立了基于增强现实技术的教材与习题的虚拟模型交互平台,提升空间思维能力。
罗年猛介绍,图学教育研究与发展中心主编的《画法几何及机械制图》和《3D工程制图》两套教材,已成为全国首批深度融合中望3D软件的高校教材,进入首批国家级一流本科课程,并在华中科技大学及全国100多所高校得到广泛推广,年使用人次超过6000。
其中,张俐、阮春红等教授编写的《3D工程图学•理论篇》教材目录中明确了国产中望软件的相关内容:
《3D工程图学•实践篇》为理论篇的习题集,提供更加详细的实践环节。此实践篇通过二维码和中望3D模型浏览技术,实现习题的三维模型实时浏览,帮助学生理解相关理论知识,培养空间想象能力。
“国产软件进课堂并不是简单的工具替换,而是教育链的系统性重构。”阮春红强调。
中望3D是一款功能强大的CAD/CAM一体化软件,具备模型设计、模具设计、装配、工程图、数控编程等多种功能模块,兼容性强且易学易用,能够满足从概念到产品的整体设计流程的教学需求。中望3D软件的引入重构了传统工程制图课程框架,将中望参数化设计思想融入到“自主技术实践”工程制图教材的各个知识模块,实现理论与实践的融合,培养既懂技术又懂行业的复合型人才。
图学教育研究与发展中心承担的工程制图课程分别入选国家级线上和混合式一流本科课程,其支持的MOOC课程《3D工程图学》《3D工程图学应用与提高》同步引入了中望3D软件的在线教学,年均选课人数超过6000人。
慕课教学新旧课程大纲对比,如下:
打造实战平台:从“学软件”到“造工具”
在华中科技大学的公共实验平台,所有机房终端均已部署中望二维、三维设计软件,形成“教学—科研—竞赛”一体化赋能阵地。
华中科技大学开放实验室机房全面部署中望的三维和二维软件版本,并持续更新。“我们与中望共建学科交叉实践创新平台,搭建了计算机实践课程体系,并启动教材教案编写,配套案例模型、课件与视频9套。”罗年猛说道。
这一平台也成为全国大学生成图大赛、机械产品数字化设计国赛等重要赛事的技术支持基地。2023年,华中科技大学承办的国赛首次引入中望作为技术支持方,获奖作品直接进入中望产业案例库,实现“以赛促学、以学促产”的闭环。
以“学生发展”为导向,通过培养一批掌握计算机可识别、可理解的表达方式的“种子”选手,带动和影响整个学生群体的工程表达与分析能力,提高工程图样的优秀率,从而促进华中科技大学图学教育的教学改革。
定义教育标杆:从“跟随者”到“标准制定者”
这套以国产软件为基础的教学体系已在全国推广使用,得到100多所高校的认可。张俐指出,“华中科技大学机械学科连续6年位列软科世界第一,这背后是中国工程教育从技术依赖到标准自主的深刻转变。”
她认为,“当学生在中望平台上完成从机构设计到仿真优化的全流程时,他们正在成为中国工业软件自主化之路上的建设者。”
在华中科技大学的课堂与实验室中,中望软件不仅仅是教学工具,更是工程教育重构的载体、技术自信建立的桥梁和中国标准输出的平台。从一本教材、一门课程起步,华中科技大学正与中望软件共同书写中国工业软件人才培养的“突围样本”。这所“双一流”高校的实践证明:能力标准重构,终将重塑国家产业的创新基因——未来的工程师应从学生时代就开始用中国工具解决中国问题,这才是中国制造的真正未来竞争力。
关于广州中望龙腾软件股份有限公司
作为国内首家A股上市的CAx解决方案商,中望在全球设有7个研发中心,深耕教育领域16年,为超过4000所院校及8.5万所K12机构提供专业人才培养支持。
关于国家工业软件行业产教融合共同体
该共同体由中望软件、哈尔滨工程大学、深圳职业技术大学牵头,联合相关行业组织、学校、科研机构及上下游企业共同参与,旨在推动我国工业软件研发及应用类人才的培养,通过联合开展人才培养、协同技术攻关、开发教学资源以及服务行业国际产能合作,培养工业软件行业急需的高素质技术技能人才,助力区域经济发展。
关于工业技术软件化产业联盟
工业技术软件化产业联盟于2017年成立于北京,接受工业和信息化部的业务指导,挂靠单位为工业和信息化部电子第五研究所。自成立以来,联盟积极发挥行业纽带作用,开展产业研究、公共服务及生态培育等多项工作,有力促进了我国工业软件产业生态的发展。
关于广东省工业软件创新中心
该中心由工业和信息化部电子第五研究所及11家主要成员单位共同组建,并于2022年获广东省工业和信息化厅批复筹建。
关于工业产品设计与仿真软件创新联盟
由工软数创牵头组建,汇聚近百家单位,构建全链条创新体系,专注于设计与仿真软件核心技术研发及产业化。
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