農林類院校計算機輔助設計及應用公選課教學改革研究

熊平原， 王 毅

(仲愷農業工程學院機電工程學院，廣東廣州 510225)

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農林類院校計算機輔助設計及應用公選課教學改革研究

熊平原， 王 毅

(仲愷農業工程學院機電工程學院，廣東廣州 510225)

以仲愷農業工程學院為例，分析計算機輔助設計及應用公選課程教學現狀，并結合農林類院校專業特點，依據卓越工程師培養要求，提出了課程體系改革思路。

農林院校；計算機輔助設計；公選課；改革

高等農林類院校是培養和輸送高素質農業科技人才、傳播農業科技知識的重要基地，是地方農業經濟發展的主力軍。農林院校應堅持立足農林，面向“三農”，主動適應農業經濟和農村社會發展的需求，努力改革和創新人才培養模式，打造新型農業類“卓越工程師”，為實施國家人才戰略做貢獻。教學是人才培養的關鍵，什么樣的教學就產出什么樣的人才，農林院校應結合自身特點，依據“卓越工程師”培養要求，分析現行教學中的不足，有針對性的進行教學改革。

計算機輔助設計及應用是部分農林類院校開設的一門公選課，應用型強、知識前沿、更新快、與計算機技術緊密結合。傳統教學模式以介紹Autocad軟件為主，講解基本操作和簡單應用，內容枯燥，專業應用弱，二、三維連貫差，導致課程缺乏知識性、趣味性和應用性，教學效果不佳。

1 教學現狀分析

以仲愷農業工程學院為例，該校自2006年起面向全校開設計算機輔助設計與應用公選課，設置27個學時，1.5個學分，每學期1～2個班，每班70人左右，共培養1 680名學生。筆者分別對近幾年學生選課目的、課程了解情況、專業、年級、使用Autocad情況等進行了調查分析(圖1～3)。

由圖1～3可知：①課程了解不足。大部分同學聽說過該課，對課程內容、上課方式、考核形式、使用教程等信息不清楚，更有1/4學生完全不了解該門課程，只有少數同學了解課程教學內容；②選課盲目性。高達1/3的學生不是從學習軟件、擴展知識面角度選修課程，接近1/5的同學是為了學分而來，選課盲目性極其嚴重，影響學風和上課紀律；③專業面廣。藝術設計和土木工程人數居首，有園藝、園林、動物科學、食品科學等農林類理工科專業，少量會計、日語等文科學生，不同專業學生對課程認識和需求不同，必須全面規劃課程體系，依據各專業特點，制定合理的教學大綱；④大三學生為主。高年級學生已具備該專業基礎知識，對專業理解較深，急需尋求一種設計思想或技術去解決專業問題，因此對工程設計思想要求較高，更期望有具體的實例作為指導，以便舉一反三，應用到該專業工程問題中；⑤軟件水平參差不齊。1/5使用過Autocad軟件，但不熟練，1/4對該軟件一無所知，只有1/10熟練使用該軟件，必須由淺入深，詳略得當，體現新意。

傳統教學模式以知識積累為中心，單純講解軟件使用指令，注重軟件的操作能力，而忽略學生創新能力培養，表現在以下方面：①內容分析過于簡單，沒有體現系統概念化設計思想；②以命名操作為主，與專業聯系緊密的案例講解較少；③計算機輔助設計前沿技術較少，理論過于陳舊；④二維設計內容偏多，三維設計理論偏少。學生普遍感覺到課程枯燥無味，上課容易走神，理論與實際脫節，不能將所學知識很好的運用到專業研究中，缺乏創新設計能力。

2 改革方案

教學是一個綜合體，包含教學目標、學生主體、教學內容、教學方法、教學評價等多維體系，在實際改革過程中應遵循“個個擊破，環環相扣”的原則。

2.1 修訂教學大綱計算機輔助設計是人和計算機相結合、各盡所長的新型設計方法，包括數據處理、圖形學基礎、概念設計、優化設計、有限元分析、計算機仿真、計算機繪圖等，內容多、知識廣，在有限課時講解所有知識點顯然很困難，必須參照“卓越工程師”培養目標，修訂教學大綱，體現側重性、層次性和實用性。①概論部分，如CAD概述、CAE概述、CAM概述及CAD/CAE/CAM集成技術的發展方向等，以講座的形式作概括性介紹，使學生粗淺地了解計算機輔助設計學科的整體發展狀況(2學時)；②理論部分，如計算機圖形學、數據處理算法、設計方法等，以簡單實例引導性講解，點到即止，勾勒出知識框架(4學時)；③實戰部分，如Autocad基本繪圖、UG三維建模、Autocad二次開發等作為重點，以實例為載體，貫穿設計思想，分步講解，步步深入(18學時)；④深度部分，如有限元分析、輔助制造、數控編程部分等，以汽車某部件為例，介紹流程，引導學生自學(3學時)。

2.2 優化教學內容教學內容要深入淺出，以專業為背景，精選例圖，讓學生“在學中做，在做中學，邊學邊做”，激發學習興趣，提高教學效果。

2.2.1基本指令。Autocad基本指令包括坐標定義(3種方式)、圖形繪制(直線、圓、多邊形等)、圖形編輯(復制、旋轉、陣列、修剪等)，如果單純講解指令本身，既枯燥又耗時，可以從三個圖形繪制過程中讓學生掌握指令使用方法(圖2)。

2.2.2工程圖樣。圖樣是工程技術人員交流的語言，亦是該課程的重要內容。在講解工程圖樣時要遵循“面點俱到，詳略得當”，即作為公共選修課，擴展知識面是主要目的，所以工程圖樣的領域要廣，包括機械圖樣、建筑圖樣、園林圖樣、電氣圖樣、服裝圖樣、水利圖樣等，由于圖樣較多，每種圖樣都蘊含潛在的專業知識，講解耗時耗力，不可能每類圖樣都講解清楚，故只介紹基本繪制方法和設計思想。但基本設計思想和繪圖方法對部分同學來說顯然是不夠的，如土木工程、園林、園藝、工業工程等專業學生，本身已掌握Autocad的基本方法，渴望學習新知識，故需依據選修專業特點，深入講解園林圖樣、建筑圖樣和機械圖樣，介紹更多的設計思維和繪圖技巧。

2.2.3三維建模。三維建模是計算機輔助設計的發展趨勢，設計軟件指令較多，操作復雜。先以Autocad模塊講解三維建模的基本設計思想和坐標變換，后使用UG繪制典型的機械圖形，再將學生分成5人一組，給定設計任務，按照零件圖進行三維造型，組內自學運用UG 或CAXA軟件生成數控代碼，進行數控加工仿真，評選出優秀作品，上數控銑床加工，將零件由圖紙變成現實物品。這樣既能調動學生積極性，提高動手能力，也使他們學習到了先進的設計和制造方法。

2.3 改進考核方式考核是督促學生學習、檢驗教學效果的一種手段，傳統筆試占70%，考勤占30%的評價模式顯然不適合該課程。擴展知識面、激發學習興趣、掌握基本設計方法、會使用1～2種設計軟件是該課程教學的目標，因此建議將課程考核分為課內和課外兩部分，具體分配如下：①課內部分(占80%)。完成課程基本教學任務，考勤(10%)+問答(10%)+平時作業(40%)+小組作業(20%)；②課外部分(占20%)。為調動學生積極性，以及將計算機輔助設計與該專業知識相結合，特設課外興趣分，要求學生依據目前面臨的某一專業問題，利用計算機輔助設計思想，構建出其二維圖形和三維造型，以提高其利用計算機輔助設計軟件解決實際問題的能力。

3 結語

該文分析了計算機輔助設計及應用公選課課程現狀和改革中的幾個關鍵點，但課程教學改革是一個系統工程，還需要學校各部門和社會力量地積極參與，如教務處要及時發布課程大綱，讓學生全面了解課程信息；計算機中心要有公共開放時間，供學生上機學習；實驗中心能指導學生使用數控設備，加工設計產品；企業專家能走進課堂，結合企業案例，介紹先進設計思想和制造方法等，為該課程教學改革提供有力保障。

[1] 張金山，林文雄.對農林院校人才培養科學定位的思考[J].高等農業教育，2011(6):10-12.

[2] 熊平原，朱立學，袁曉征. 面向卓越工程師培養計劃的畫法幾何與機械制圖課程教學體系研究[J].科技信息，2011(23):35.

[3] 張麗珍，陳雷雷，陳洪武，等. 基于應用型人才培養的計算機輔助設計課程教學改革[J]. 科技咨詢導報，2007(30)：227.

[4] 昂雪野，王雁霞，王學義. 計算機輔助設計公選課教學改革的研究與實踐[J].教學研究，2006(6)：542-544.

熊平原(1983- )，男，湖北大悟人，助理研究員，碩士，從事機械設計制造研究。

2014-11-20

S -01

A

0517-6611(2015)01-315-02