CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)改革探討

【摘要】分析CAD／CAM應(yīng)用技術(shù)課程的特點(diǎn)，從合理組織教學(xué)內(nèi)容、采用多樣化教學(xué)方式以及提高教師教學(xué)水平三方面進(jìn)行CAD／CAM應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)改革。

【關(guān)鍵詞】CAD／CAM應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2012）10C-0150-02

CAD／CAM即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)相互滲透、相互結(jié)合的多學(xué)科綜合性的技術(shù)。近幾年來，CAD／CAM應(yīng)用技術(shù)已成為高校機(jī)械類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)類課程，該課程主要講述CAD／CAM的基本概念、計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品三維造型設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助零件數(shù)控編程方法、應(yīng)用實(shí)例等，力圖使學(xué)生對(duì)CAD／CAM這門學(xué)科有較全面的了解，掌握計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程的基本方法，其主要目標(biāo)是培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生利用CAD／CAM技術(shù)解決實(shí)際工程問題的能力。由于CAD／CAM應(yīng)用技術(shù)課程自身的獨(dú)特性，目前在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面均處于探索階段，本文試圖對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式等方面進(jìn)行改革。

一、CAD／CAM應(yīng)用技術(shù)課程的特點(diǎn)

（一）綜合性

CAD／CAM技術(shù)是一門綜合性的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)施各階段，如零件三維實(shí)體建模及二維視圖的繪制、虛擬裝配、工藝參數(shù)及規(guī)程的制定以及數(shù)控編程和仿真加工等。課程的內(nèi)容主要涉及CAD／CAM系統(tǒng)組成及其軟硬件、CAD／CAM軟件基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)以及數(shù)控技術(shù)幾方面的知識(shí)。因而學(xué)習(xí)該課程時(shí)，學(xué)生必須具備計(jì)算機(jī)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)必須熟悉和掌握工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及數(shù)控編程方面的知識(shí)。該課程的授課也對(duì)教師提出了更高的要求，一方面，要求教師具備機(jī)械制圖、工藝規(guī)劃及數(shù)控加工等方面的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)還要利用CAD／CAM軟件將這些知識(shí)應(yīng)用于具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和加工過程中。另一方面，要求教師在講課時(shí)充分考慮學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、理解和接受能力。

（二）實(shí)踐性

CAD／CAM技術(shù)的載體是成熟、完善的CAD／CAM應(yīng)用軟件，如常見的Pro／E、UG、SolidWorks、MasterCAM、CAXA制造工程師等。這些應(yīng)用軟件集成了零件三維實(shí)體建模、虛擬裝配及數(shù)控加工編程方面的功能，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、船舶、機(jī)械、電子等各個(gè)領(lǐng)域。因此，為使學(xué)生做好未來從事機(jī)械設(shè)計(jì)和制造、數(shù)控機(jī)床編程、操作及技術(shù)管理等工作崗位的前期準(zhǔn)備，CAD／CAM應(yīng)用技術(shù)課程以培養(yǎng)學(xué)生的CAD／CAM軟件應(yīng)用能力為重點(diǎn)，突出基本操作的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的軟件應(yīng)用技能。

（三）挑戰(zhàn)性

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD／CAM技術(shù)的應(yīng)用由最初的適用于工作站逐步發(fā)展到以小型機(jī)、微型機(jī)為主機(jī)的CAD／CAM系統(tǒng)，伴隨著應(yīng)用性越來越廣泛的同時(shí)其功能也日趨強(qiáng)大和完善。功能從最初的二維平面繪圖到能夠?qū)Ω鞣N具有復(fù)雜曲面形狀的物體進(jìn)行三維建模，以及通過描述走刀軌跡的方法來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程，CAD／CAM技術(shù)逐步向著集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化以及標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。因此，CAD／CAM應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)對(duì)于教師來說極具挑戰(zhàn)性，不僅要求教師具有良好的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能，還要求教師不斷學(xué)習(xí)CAD／CAM技術(shù)新的內(nèi)容和功能，在教學(xué)過程中適度把握教材和教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)更新和不斷完善課程的教學(xué)內(nèi)容。

二、CAD／CAM應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)改革措施

（一）合理組織教學(xué)內(nèi)容

CAD／CAM應(yīng)用技術(shù)課程內(nèi)容主要包括零件的三維實(shí)體建模、曲面的創(chuàng)建、加工工藝規(guī)劃及數(shù)控仿真加工和編程。在有限的教學(xué)課時(shí)中，理論課時(shí)應(yīng)占少數(shù)，主要介紹CAD／CAM技術(shù)相關(guān)的背景知識(shí)和發(fā)展應(yīng)用情況。對(duì)于加工工藝規(guī)劃及數(shù)控仿真加工和編程，由于涉及相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，應(yīng)根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行選擇，保證難度適中，使學(xué)生容易理解和接受。零件的三維實(shí)體建模、曲面的創(chuàng)建是課程教學(xué)中的主要內(nèi)容和重點(diǎn)，這部分內(nèi)容的教學(xué)是逐步從二維平面繪圖階段過渡到三維實(shí)體以及復(fù)雜曲面造型的過程，使學(xué)生對(duì)CAD／CAM技術(shù)手段有更深層次的理解。同時(shí)該部分內(nèi)容也是聯(lián)系后續(xù)數(shù)控編程的橋梁。總之，在組織教學(xué)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)明確課程的教學(xué)目標(biāo)，做到內(nèi)容全面、重點(diǎn)突出。

（二）采用多樣化的教學(xué)方式

純粹的理論教學(xué)一方面容易使學(xué)生產(chǎn)生厭煩心理，不利于學(xué)生持續(xù)深入的學(xué)習(xí)，無法實(shí)現(xiàn)課程的培養(yǎng)目標(biāo)；另一方面容易脫離實(shí)踐，不能鍛煉學(xué)生學(xué)以致用的能力。因此，應(yīng)將理論與工程實(shí)際相結(jié)合，采用多樣化的教學(xué)方法，并且合理有效利用現(xiàn)代化教學(xué)手段和學(xué)校教學(xué)資源。

首先，教學(xué)方法應(yīng)靈活多變，即根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法。在CAD／CAM整個(gè)課程的學(xué)習(xí)過程中，可以項(xiàng)目為載體來驅(qū)動(dòng)整個(gè)教學(xué)過程的進(jìn)行。在具體針對(duì)某個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，如在草繪模塊，將制圖的基礎(chǔ)知識(shí)融合進(jìn)來，加速學(xué)生對(duì)繪圖基本技巧的掌握；在零件設(shè)計(jì)模塊中加入機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的內(nèi)容，將機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上涉及的一些簡(jiǎn)單零件進(jìn)行繪制，使學(xué)生在熟悉的零件繪制中提高學(xué)習(xí)興趣；在裝配設(shè)計(jì)中則以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為主導(dǎo)，先將一些熟悉的設(shè)備如減速箱的裝配進(jìn)行學(xué)習(xí)，再選擇一些經(jīng)典的項(xiàng)目進(jìn)行深化學(xué)習(xí)；在仿真加工模塊，則和學(xué)校的實(shí)訓(xùn)中心結(jié)合在一起，在電腦中仿真加工后，再到實(shí)訓(xùn)車間進(jìn)行具體的加工操作，使學(xué)生能從虛擬的加工環(huán)境轉(zhuǎn)換到實(shí)實(shí)在在的手動(dòng)操作，將理論用于實(shí)踐。此外，不再采用傳統(tǒng)的一個(gè)學(xué)生一臺(tái)電腦的教學(xué)模式，這種模式雖然學(xué)生練習(xí)的機(jī)會(huì)會(huì)比較多，但學(xué)生之間交流討論的機(jī)會(huì)較少。因此，在學(xué)生熟悉了常用的一些功能后，開始給出任務(wù)，讓大家分組討論，研究確定出最合理的設(shè)計(jì)方案。這種討論的方式不僅可增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且可提高學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。

其次，應(yīng)充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段和學(xué)校現(xiàn)有教學(xué)資源。一是充分發(fā)揮多媒體教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)。多媒體教學(xué)具有教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)、豐富的特點(diǎn)，可以將各種信息，如圖片、動(dòng)畫演示、視頻等運(yùn)用于教學(xué)。在講述CAD／CAM技術(shù)的一些基本概念及發(fā)展、應(yīng)用情況時(shí)，通過收集盡量多的圖片、視頻等素材，可以增強(qiáng)學(xué)生的切身感受、加深學(xué)生印象，同時(shí)能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情。二是充分利用學(xué)校現(xiàn)有教學(xué)資源。目前，很多高校都具備了信息化、網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)和管理所需的硬件設(shè)備，這為開發(fā)CAD／CAM應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)網(wǎng)站提供了條件。利用開發(fā)的課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，學(xué)生可以瀏覽教師的電子教案，課程素材、典型實(shí)例及解答；也可以在線提問，以及對(duì)教師的教學(xué)方法提出意見和建議。因此，利用網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)方式不僅可以增強(qiáng)師生課后的聯(lián)系，還能夠豐富學(xué)生獲取信息的渠道、培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)的能力。學(xué)校的教學(xué)資源還包括完善的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)設(shè)施，課程的部分內(nèi)容可以在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，如通過CAD／CAM應(yīng)用軟件自動(dòng)生成零件的數(shù)控加工程序，通過教師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)進(jìn)行實(shí)物的加工，這對(duì)學(xué)生熟悉工廠加工環(huán)境，盡快適應(yīng)將來的工作崗位具有積極的意義。

（三）提高教師教學(xué)水平

CAD／CAM技術(shù)是一門綜合性強(qiáng)，并且不斷發(fā)展的現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。要講好這門課，教師必須對(duì)課程內(nèi)容和其他相關(guān)課程知識(shí)有深入的了解和掌握，同時(shí)還應(yīng)積極參加相關(guān)的科研活動(dòng)及培訓(xùn)，以科研促進(jìn)教學(xué)能力的提高。此外，教師還可通過和其他教師進(jìn)行討論、相互學(xué)習(xí)各自教學(xué)中的長(zhǎng)處來提升自己的授課能力和水平。同時(shí)，應(yīng)充分重視學(xué)生提出的意見和建議，以學(xué)生為中心，圍繞學(xué)生及時(shí)改進(jìn)自己的教學(xué)方法和方式。

實(shí)踐證明，進(jìn)行以上教學(xué)改革后，CAD～AM應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)取得了一定的效果。為適應(yīng)科學(xué)技術(shù)及學(xué)科建設(shè)的不斷發(fā)展，以及工作崗位對(duì)人才培養(yǎng)的要求日益提高，還需要不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)探討教學(xué)改革的方法，將教學(xué)工作做得更好。

（責(zé)編 吳筱）