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【摘 要】在现代化造船技术的背景下，针对高职船舶专业教学中存在的问题，引入CADDS5软件辅助教学，激发学生学习兴趣，提高教学质量，有助于学生职业岗位能力的形成，并指出今后教学努力方向。
【关键词】CADDS5 船舶教学 应用
引言
进入新世纪以来，世界经济稳定增长，科学技术也在飞速发展，许多先进制造技术在造船领域得到应用，现代造船技术正朝着高度机械化、自动化、集成化、模块化、计算机化方向发展。随着船舶行业的快速发展，造船技术的日益提高，产业结构的升级、人才结构的变化、职业岗位的变迁以及人们就业观念的更新对高职船舶人才的培养带来了巨大的挑战。
1 高职船舶教学中存在的问题
近几年来，高职船舶教育在人才培养模式、专业课程设置、学生岗位能力培养以及实训基地建设上做了很多的探索与实践，取得了较大的成果。然而，在实际船舶专业教学中还是存在一些问题。由于船舶是受到经济及地域限制的交通工具，远不如汽车普遍，因此很多高职学生对船舶的认知是陌生的，在船舶专业入门上存在一定的困难。
船舶本身也是一个非常复杂的水上工程建筑物，首先，船体曲面是具有双曲度的复杂的空间曲面，一般是通过三视图来精确的表达其形状，需要培养学生的空间想象能力，而这也正是难点所在；其次，船舶类型较多，不同船型船体结构也很复杂，各构件包括板、型材、纵横梁、腹板、肘板、端切、贯穿孔、补板、支柱等又以不同的方式连接，在老师的讲解过程中，学生较难理解及掌握，没有学习兴趣；再次，船体加工工艺过程也很复杂，从图纸到成品需要多道工序，虽然已建立了国家实训基地培养学生的实操技能，然而目前已有的实训课程较为传统、落后，与现代造船企业存在有一定的差距。尤其是在数字化造船方面，学生对此没有基本的认识与了解。针对这些问题，我们尝试将三维实体设计软件引入到我们的教学中，利用CADDS5软件来辅助我们的船舶专业教学。
2 CADDS5软件简介
CADDS5软件是美国PTC（Parameter Technology Cooperation）公司的产品。它是一种通用的机械三维设计软件。具有功能齐全、真三维造型、数据库开放等一系列优点。该软件造型手段丰富，尤其是曲线、曲面功能齐全，能够完成船体设计中的曲面制作、板缝布置、外板展开及分段划分等重要工作；另外，还有船体结构专业设计包，能准确、完整的建立全船分段结构数字模型，并运用CVHULL完成工作图、后处理下料、胎架图及加工数据信息的自动化输出工作。其广泛应用于船舶三维数字化原理、生产设计等，特别是在韩国和法国的一些造船企业，该软件应用较为普及。
另外，该软件本身具有CVMAC开发平台，其底层数据库是基于Oracle数据库的特点，可以给用户留有很大的开发余地。从某些方面讲，对其进行必要的开发，可以使该软件更加符合我国造船企业的生产设计习惯和工艺标准，并很好的应用到船舶教学中来。
3 CADDS5在船舶专业教学中的应用
3.1 代替实物模型辅助教学
船体实物模型在船舶认知课程中可以起到较大的作用，通过实物模型，可以使学生对船舶有一个感性的认识，然而在进入专业核心课程的学习时，实物模型就有它的局限性了，如：型线图的识读与绘制。型线图是在三个相互垂直的投影面上，以船体型表面的截交线、投影线和外轮廓线表示船体外形的图样，表征的是船体空间三维曲面，需要用三组相互垂直的平面组合来剖切船体得到，对学生的空间想象能力有很高的要求。教师在讲授时无法利用实物模型给学生演示船体剖切的具体位置及剖切以后得到的船体线型，造成教学中只可意会不可言传的尴尬局面，而学生对型线图的理解不到位，更不用说动手绘制，同时也影响了后续专业知识的学习。引入CADDS5软件可以很好的解决这一问题，以某一教学船的半宽水线图绘制为例，首先建立全船曲面三维模型，再通过CADDS5剖切命令在曲面指定的位置进行剖切，通过CADDS5中的TOP视图就可以看到所得的半宽水线，直观感强烈，空间感分明，学生也很容易理解及掌握，如图1、图2所示。
图1 CADDS5中平面剖切曲面模型 图2 平面剖切后得到的半宽水线
3.2 提高学生学习效率
船体分段结构图是船舶生产设计的核心内容，它是船体构件加工、装配、焊接的施工依据，因此，此图不仅表示了每个构件的形状、大小、相对位置、结构形式以及与其他构件连接的方式，而且还表示了结构细节部分的内容，如装配间隙，切角大小、流水孔和通气孔的位置和大小、型材端削型式等。整个教学过程围绕画图、读图展开，是从平面到空间再从空间到平面的反复思维过程。
CADDS5软件可以按照船体实际结构形式建立船体三维结构模型，并且根据不同的结构形式自动生成二维平面视图，这就建立了平面视图与三维立体之间的对应关系，提供了丰富的想象空间。学生可以通过已有的模型和平面视图进行二位到三维的反复转化训练，并且与自己所绘图形进行对比，来检验自己视图能力和对构件的表达能力。这种方式有助于引导学生的思维逐步深入，改变传统教学的单调模式，使学生从被动学习转变为主动学习，激发学习兴趣，提高学习效率。如图3、4所示。
图3 CADDS5三维结构模型 图4 二维平面结构图
3.3 提高学生实训技能
实操技能是高职学生必备的能力，与岗位能力直接对应，在教学过程中是通过实训课程来实现学生能力的培养。现有的实训课程都较为传统、简单、单一，与现代数字化造船有着较大的差距，如手工型线放样、简单构件装配等。通过CADDS5软件，学生可以直接从船体三位模型数据库中调用零、部件进行数学放样，下料，再通过输出的二位图纸进行船体构件的装配，整个过程模拟实际造船工艺流程，让学生提前进入未来岗位的模拟操作中，既提高了现有的教学水平，同时是学生更快、更轻松的掌握现代造船企业所需的岗位技能。
3.4 提高岗位适应能力
CADDS5软件目前已经被国内许多大型船厂引进，并被不同程度的应用。因此，在船舶专业教学中也可开设CADDS5软件使用课程，以实践教学为主线，实施“教学做一体”的项目教学模式。课程通过基于船舶企业典型工作任务的船体三维建模教学过程，一方面使学生进一步加深对结构、生产设计及工艺等知识的理解与掌握，另一方面还可以使学生熟练掌握三维建模技能，适应数字化造船环境下对船舶专业高技能岗位的要求，最终形成相应的职业能力。
4结语
CADDS5软件的应用，简化了船舶教学中教师对船体曲面、零、部件的讲解，有利于学生空间想象能力的培养，同时能加深学生对船体表达方式及构件连接形式的理解与掌握，提高教学效果。在今后的教学过程中，将以建立的数字化三维模型结合相应仿真软件对船体专业教学进行再开发，使专业实训教学在虚拟现实中开展，为培养高素质技能型人才提供可操作的拟真实平台。
【参考文献】
[1]崔盟军，宋英杰，李魏杭. 三维建模软件在工程制图教学中的应用[J].承德石油高等专科学校学报，2010，12（1）.
[2]杨永祥，茆文玉，翁士刚. 船体制图[M]. 哈尔滨工程大学出版社，1995，11（5）.
[3]马振伟，蔡厚平，杨海燕，刘强. 船体结构与制图实训课程的探讨[].南通航运职业技术学院学报，2008，7（1）.
【关键词】CADDS5 船舶教学 应用
引言
进入新世纪以来，世界经济稳定增长，科学技术也在飞速发展，许多先进制造技术在造船领域得到应用，现代造船技术正朝着高度机械化、自动化、集成化、模块化、计算机化方向发展。随着船舶行业的快速发展，造船技术的日益提高，产业结构的升级、人才结构的变化、职业岗位的变迁以及人们就业观念的更新对高职船舶人才的培养带来了巨大的挑战。
1 高职船舶教学中存在的问题
近几年来，高职船舶教育在人才培养模式、专业课程设置、学生岗位能力培养以及实训基地建设上做了很多的探索与实践，取得了较大的成果。然而，在实际船舶专业教学中还是存在一些问题。由于船舶是受到经济及地域限制的交通工具，远不如汽车普遍，因此很多高职学生对船舶的认知是陌生的，在船舶专业入门上存在一定的困难。
船舶本身也是一个非常复杂的水上工程建筑物，首先，船体曲面是具有双曲度的复杂的空间曲面，一般是通过三视图来精确的表达其形状，需要培养学生的空间想象能力，而这也正是难点所在；其次，船舶类型较多，不同船型船体结构也很复杂，各构件包括板、型材、纵横梁、腹板、肘板、端切、贯穿孔、补板、支柱等又以不同的方式连接，在老师的讲解过程中，学生较难理解及掌握，没有学习兴趣；再次，船体加工工艺过程也很复杂，从图纸到成品需要多道工序，虽然已建立了国家实训基地培养学生的实操技能，然而目前已有的实训课程较为传统、落后，与现代造船企业存在有一定的差距。尤其是在数字化造船方面，学生对此没有基本的认识与了解。针对这些问题，我们尝试将三维实体设计软件引入到我们的教学中，利用CADDS5软件来辅助我们的船舶专业教学。
2 CADDS5软件简介
CADDS5软件是美国PTC（Parameter Technology Cooperation）公司的产品。它是一种通用的机械三维设计软件。具有功能齐全、真三维造型、数据库开放等一系列优点。该软件造型手段丰富，尤其是曲线、曲面功能齐全，能够完成船体设计中的曲面制作、板缝布置、外板展开及分段划分等重要工作；另外，还有船体结构专业设计包，能准确、完整的建立全船分段结构数字模型，并运用CVHULL完成工作图、后处理下料、胎架图及加工数据信息的自动化输出工作。其广泛应用于船舶三维数字化原理、生产设计等，特别是在韩国和法国的一些造船企业，该软件应用较为普及。
另外，该软件本身具有CVMAC开发平台，其底层数据库是基于Oracle数据库的特点，可以给用户留有很大的开发余地。从某些方面讲，对其进行必要的开发，可以使该软件更加符合我国造船企业的生产设计习惯和工艺标准，并很好的应用到船舶教学中来。
3 CADDS5在船舶专业教学中的应用
3.1 代替实物模型辅助教学
船体实物模型在船舶认知课程中可以起到较大的作用，通过实物模型，可以使学生对船舶有一个感性的认识，然而在进入专业核心课程的学习时，实物模型就有它的局限性了，如：型线图的识读与绘制。型线图是在三个相互垂直的投影面上，以船体型表面的截交线、投影线和外轮廓线表示船体外形的图样，表征的是船体空间三维曲面，需要用三组相互垂直的平面组合来剖切船体得到，对学生的空间想象能力有很高的要求。教师在讲授时无法利用实物模型给学生演示船体剖切的具体位置及剖切以后得到的船体线型，造成教学中只可意会不可言传的尴尬局面，而学生对型线图的理解不到位，更不用说动手绘制，同时也影响了后续专业知识的学习。引入CADDS5软件可以很好的解决这一问题，以某一教学船的半宽水线图绘制为例，首先建立全船曲面三维模型，再通过CADDS5剖切命令在曲面指定的位置进行剖切，通过CADDS5中的TOP视图就可以看到所得的半宽水线，直观感强烈，空间感分明，学生也很容易理解及掌握，如图1、图2所示。
图1 CADDS5中平面剖切曲面模型 图2 平面剖切后得到的半宽水线
3.2 提高学生学习效率
船体分段结构图是船舶生产设计的核心内容，它是船体构件加工、装配、焊接的施工依据，因此，此图不仅表示了每个构件的形状、大小、相对位置、结构形式以及与其他构件连接的方式，而且还表示了结构细节部分的内容，如装配间隙，切角大小、流水孔和通气孔的位置和大小、型材端削型式等。整个教学过程围绕画图、读图展开，是从平面到空间再从空间到平面的反复思维过程。
CADDS5软件可以按照船体实际结构形式建立船体三维结构模型，并且根据不同的结构形式自动生成二维平面视图，这就建立了平面视图与三维立体之间的对应关系，提供了丰富的想象空间。学生可以通过已有的模型和平面视图进行二位到三维的反复转化训练，并且与自己所绘图形进行对比，来检验自己视图能力和对构件的表达能力。这种方式有助于引导学生的思维逐步深入，改变传统教学的单调模式，使学生从被动学习转变为主动学习，激发学习兴趣，提高学习效率。如图3、4所示。
图3 CADDS5三维结构模型 图4 二维平面结构图
3.3 提高学生实训技能
实操技能是高职学生必备的能力，与岗位能力直接对应，在教学过程中是通过实训课程来实现学生能力的培养。现有的实训课程都较为传统、简单、单一，与现代数字化造船有着较大的差距，如手工型线放样、简单构件装配等。通过CADDS5软件，学生可以直接从船体三位模型数据库中调用零、部件进行数学放样，下料，再通过输出的二位图纸进行船体构件的装配，整个过程模拟实际造船工艺流程，让学生提前进入未来岗位的模拟操作中，既提高了现有的教学水平，同时是学生更快、更轻松的掌握现代造船企业所需的岗位技能。
3.4 提高岗位适应能力
CADDS5软件目前已经被国内许多大型船厂引进，并被不同程度的应用。因此，在船舶专业教学中也可开设CADDS5软件使用课程，以实践教学为主线，实施“教学做一体”的项目教学模式。课程通过基于船舶企业典型工作任务的船体三维建模教学过程，一方面使学生进一步加深对结构、生产设计及工艺等知识的理解与掌握，另一方面还可以使学生熟练掌握三维建模技能，适应数字化造船环境下对船舶专业高技能岗位的要求，最终形成相应的职业能力。
4结语
CADDS5软件的应用，简化了船舶教学中教师对船体曲面、零、部件的讲解，有利于学生空间想象能力的培养，同时能加深学生对船体表达方式及构件连接形式的理解与掌握，提高教学效果。在今后的教学过程中，将以建立的数字化三维模型结合相应仿真软件对船体专业教学进行再开发，使专业实训教学在虚拟现实中开展，为培养高素质技能型人才提供可操作的拟真实平台。
【参考文献】
[1]崔盟军，宋英杰，李魏杭. 三维建模软件在工程制图教学中的应用[J].承德石油高等专科学校学报，2010，12（1）.
[2]杨永祥，茆文玉，翁士刚. 船体制图[M]. 哈尔滨工程大学出版社，1995，11（5）.
[3]马振伟，蔡厚平，杨海燕，刘强. 船体结构与制图实训课程的探讨[].南通航运职业技术学院学报，2008，7（1）.