“CAD/CAM技術”課程教學改革實踐

申愛玲，鄧清方

(邵陽學院機械與能源工程系，湖南邵陽422004)

“CAD/CAM技術”課程教學改革實踐

申愛玲，鄧清方

(邵陽學院機械與能源工程系，湖南邵陽422004)

針對“CAD/CAM技術”課程特點，結(jié)合教學實踐，進行了教學內(nèi)容的整合和教學方法的不斷改進，取得了較好的實際教學效果。

CAD/CAM技術;教學內(nèi)容;教學方法;改革

CAD/CAM技術是隨著信息技術的發(fā)展而形成的一門新技術，隨著其快速的推廣應用和不斷的發(fā)展完善，已帶來了一場工業(yè)技術的革命，正成為工程制造業(yè)中的基礎技術。因而CAD/CAM技術正成為未來工程技術人員必須掌握的基本工具。為此，各類院校都開設了“CAD/CAM技術”課程，希望學生通過該課程的學習，掌握這門新技術，更快地成為適應各工程領域的技術人才［1］。

一 課程教學現(xiàn)狀及存在問題

對于機械類專業(yè)學生，其CAD/CAM技術能力的培養(yǎng)尤其引起了各類院校和學者的重視，但由于受各種條件的限制，大多院校還是采用傳統(tǒng)的授課方式，偏重于原理的教學，缺乏應用能力的實踐培訓。部分院校加強了CAD/CAM實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容，強化了學生的應用能力，達到了一定的效果，但存在對CAD/CAM技術的系統(tǒng)性和全面性認知的缺乏。總體上，當前我國高校的CAD/CAM技術的教學效果還是不盡如人意［2］。

在理論教學中，CAD/CAM技術涉及內(nèi)容很廣，學科跨度大，有知識密集、學科交叉、綜合性強、發(fā)展變化快等特點。而受到課時的限制，教師難以全面展開講解，很多章節(jié)只能簡單介紹，同時CAD/CAM技術具有很強的專業(yè)技術性，對學生相關知識要求高，導致部分學生產(chǎn)生畏難和厭煩情緒，其學習的主動性和積極性很低。

在課程上機實訓中，由于課時較少，一般安排是CAD建模、繪圖和一部分程序處理。對于整個課程知識體系來說，這種簡單的上機實訓還是不夠的，學生對CAD/CAM技術的實踐只能理解為簡單的建模和繪圖，缺乏整體的認知。

CAD/CAM技術具有很強的專業(yè)技術性、應用性，對理論與實踐緊密結(jié)合要求高，而受傳統(tǒng)普教模式的影響，實踐教學環(huán)節(jié)還沒有得到足夠的重視，還存在實習指導教師缺乏，理論教學、實習教學、實訓管理脫節(jié)等狀況。

針對“CAD/CAM技術”課程的教學現(xiàn)狀和存在的問題，筆者進行了教學改革實踐，并取得了較好的效果。

二 教學內(nèi)容的整合

CAD/CAM技術的快速發(fā)展使其內(nèi)涵和外延也在不斷變化，需要及時調(diào)整更新課程內(nèi)容，同時，為適應人才培養(yǎng)的需求變化，所涉及的其它相關課程設置也在不斷調(diào)整，因此，對CAD/CAM技術的課程教學內(nèi)容要進行適時的整合。

CAD/CAM技術的主要內(nèi)容有CAD/CAM軟、硬件知識、工程手冊的數(shù)據(jù)處理技術、數(shù)據(jù)庫管理技術、幾何建模、計算機圖形處理、CAPP等內(nèi)容。隨著CAD/CAM技術的迅速發(fā)展，教學中增加了新的內(nèi)容，如:計算機輔助產(chǎn)品設計增加了輔助概念設計的內(nèi)容;參數(shù)化繪圖中增加了尺寸驅(qū)動變量驅(qū)動的新內(nèi)容;建模技術中增加了特征建模的概念和方法;數(shù)控編程增加了計算機自動編程的方法;CAPP技術從面向零件的工藝編制過程發(fā)展成為面向產(chǎn)品的工藝過程編制;在面向企業(yè)的制造資源管理中，對CAPP術語中的“PP”的理解也從過去單純的加工工藝過程編制(Process Planning)拓寬成為生產(chǎn)過程編制(Production Planning)，即廣義CAPP;還增加了計算機集成質(zhì)量管理，基于PDM的CAD/CAM集成技術等新內(nèi)容。

CAD/CAM技術與機械設計、數(shù)控技術、計算機編程技術等學科領域相互滲透，我校結(jié)合近年來畢業(yè)學生從工廠反饋過來的工作需要知識點情況，先后又開設了CAPP及現(xiàn)代設計方法兩門課程，使學生能盡快適應制造工藝及設計工作，因而CAD/CAM技術課程中的相應章節(jié)內(nèi)容可以不講或僅作銜接教學。另外，為提高學生數(shù)控編程能力，數(shù)控技術課程中加強了數(shù)控編程實訓環(huán)節(jié)，故教學中有關數(shù)控編程技術內(nèi)容又可弱化。因此，由于相關課程的開設，CAD/CAM技術的教學可以分配更多的時間進行實訓，尤其是進行綜合性的實訓，從建模到加工編程到軟件的改進設計，幫助學生對CAD/CAM技術形成系統(tǒng)而全面的認知。

三 教學方法的改革

(一)轉(zhuǎn)變教學理念，引入研究性學習方法

CAD/CAM技術是一門多學科綜合性的應用技術，不僅涉及的知識面很廣，而且知識的發(fā)展更新快，要不斷的學習新的技術，一般的CAD/CAM課程的課時在40～50學時(包括上機操作)，對于計算機圖形學、數(shù)據(jù)結(jié)構與數(shù)據(jù)庫等知識，非計算機專業(yè)的工科學生要在較短的時間內(nèi)掌握這些知識很難。因此，重要的是引導學生掌握學習方法，提高學生自學能力，教學中適時引入研究性學習方法。

研究性學習方法是一種學習方式，這種學習方式是以問題為載體，創(chuàng)設一種類似科學研究的情境，教師指導學生自主地發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、獲得結(jié)論的過程［3］。研究性學習可分為3個階段:第一階段，教師引導和示范，學生模仿和接受老師的講解知識;第二階段，引導學生運用知識自主解決實際問題;第三階段，在學生具備一定研究性學習能力的基礎上，教師指導學生選擇自己感興趣的課題進行綜合性訓練。

在教學中適當引入研究性學習，可以煅煉學生的學習能力，激發(fā)其學習積極性和主動性，提高教學效果。教學中還要引導學生實事求是地確立自己的學習目標，并養(yǎng)成良好的學習習慣等。

(二)強化實踐環(huán)節(jié)，引入項目式教學方法

針對CAD/CAM技術課程實踐環(huán)節(jié)的重要地位，在進行基本的理論教學后，加強實踐環(huán)節(jié)，包括課程教學的上機操作、實訓課題練習，同時，在進行機械設計、數(shù)控編程等課程設計時布置學生進行從設計、建模到加工等全過程的訓練。在實訓教學中引入項目教學方法，設計具有較強技術含量的工藝性、設計性、綜合性的實訓項目，指導學生在完成該項目的同時，能逐步實現(xiàn)基本實踐操作技能、專業(yè)技術應用技能與綜合實踐能力的有機結(jié)合。

實訓項目帶有很強的綜合性，學生知識結(jié)構上的強項與薄弱環(huán)節(jié)在實施過程可以得到反映［4］。在CAD/CAM技術的實訓中采用項目教學法能激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的綜合能力，我校近年的教學實踐取得了較好的效果。

(三)改進教學手段

積極改進教學手段，采用多媒體教學。由于數(shù)控編程、數(shù)據(jù)庫、集成技術等內(nèi)容無法在黑板上進行展示，粉筆、掛圖等傳統(tǒng)的授課方式已不適應CAD/CAM課程的教學。要達到良好的教學效果，使學生獲取更多的知識和信息量，必須大力引進和開發(fā)CAD/CAM教學軟件。制作圖、文、聲、像并茂的多媒體CAD/CAM課件，充分利用多媒體教學和網(wǎng)絡課堂等先進手段，使教學內(nèi)容更加生動直觀。將虛擬現(xiàn)實(VR)技術引入CAD/CAM教學，構建虛擬的工程環(huán)境，使學生在具有交互性的環(huán)境下進行構想，自主發(fā)揮，自主設計，充分領略用計算機來輔助產(chǎn)品設計和制造的含義。

教學中要重點明確。CAD/CAM技術課程涉及的理論知識較多，難點多，內(nèi)容較枯燥，學生學習積極性不夠，因此教學的重點放在理論的原理方法及結(jié)論上，忽略其計算推導過程，并且要多聯(lián)系實踐，由實際問題引出相關理論，從而激起學生的求知欲。

教學中結(jié)合機械設計等課程，積極尋找典型案例進行教學，讓枯燥和難懂的內(nèi)容變得容易理解和接受。如在學習數(shù)表結(jié)構內(nèi)容時，機械裝拆過程中最后安裝的零件往往要最先拆下，而最先安裝的零件最后才拿下來，采用什么類型數(shù)表來記錄這個過程呢?由此引入“棧”這一特殊的線性表理論。

(四)提高教師自身水平

由于CAD/CAM技術的快速發(fā)展，要求教師不斷學習新知識，積極參加科研項目的開發(fā)，緊跟專業(yè)領域最新技術的發(fā)展。在提高教師自身的知識水平的同時，注重挖掘積累適合教學的典型項目，并且不斷提高教學講授藝術。

四 結(jié) 語

總之，在CAD/CAM技術的教學改革中，通過教學內(nèi)容的整合突出了教學的重點，并且擠出課時進行實踐環(huán)節(jié)的強化;通過教學方法的不斷改革，使得教學效果得到大的提高，這在學生的學習態(tài)度和課程設計、畢業(yè)設計中得到了體現(xiàn)和印證。

［1］肖 乾．機械CAD/CAM教學改革初探［J］．華東交通大學學報，2007，12(24):106 －107．

［2］聶曉根，范揚波．CAD/CAM教學方法改革及學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)［J］．理工高教研究，2007，6(3):101 －103．

［3］胡 斌，唐輝明．引入研究性學習方法 提高《巖體力學》教學質(zhì)量［J］．中國科教創(chuàng)新導刊，2007(17):76．

［4］鄧敏和．梁式CAD/CAM綜合實驗的實踐與思考［J］．實驗科學與技術，2006(2):67－68．

G64

A

1674－5884(2011)08－0074－02

2011－05－22

申愛玲(1969－)，女，湖南邵陽人，高級工程師，主要從事CAD/CAM技術教學及動力機械優(yōu)化設計及應用研究。

(責任編校 龍四清)