三維CAD實驗課程體系的構建及優化策略淺述

摘 要：隨著社會的不斷發展進步，制造技術以及先進設計逐漸被推廣，這對機械學科產生了非常大的影響，給其注入了新的內涵。傳統的設計、繪圖教學模式已經不能夠適應時代的發展。本文主要提出了三維CAD實驗課程體系的構建方案及其優化策略，以供參考。

關鍵詞：三維；CAD實驗課程體系；教學改革

工程圖起源于工業革命時期，當時二維工程圖是工程師們的語言，隨著計算機技術的發展，上世紀六十年代，由麻省理工大學提出的關于交互式圖形學的研究計劃發展出二維CAD技術，其主要作用在于利用計算機及其圖形設備輔助設計人員順利進行工作。在這個基礎之上三維CAD技術在上世紀末出現。隨著設計工具與設計方法的不斷發展，傳統的設計教學方式早已不能滿足需要，這就需要建立獨立的三維CAD實驗課程體系。作者根據多年的教學經驗針對當前現狀，提出課程改革方案，構建并優化三維CAD實驗課程體系。通過課程學習，使學生建立基于三維的工程設計概念，培養工程素質和創新設計能力。

1 三維CAD實驗課程體系的構建

隨著計算機技術的發展，三維建模逐漸進入到高校機械類專業工程圖學及設計類課程的教學當中，由此形成的基本教學模式是將CAD軟件的基本功能及使用與教學大綱、教學進度結合起來，在課堂上教授學生相應的軟件使用技能，這樣的教學模式會導致“主客倒置”的現象，由此帶來下列問題：

（1）、教師將課程基本內容與軟件技術結合起來進行教學，但是在教學過程中，學生通常會把注意力和學習重心放在軟件操作技術上，從而導致學生在課程的基本內容及學習的方法上有所疏忽，專業必備的理論基礎不牢固，影響學生的后期學習；

（2）、CAD的意思為計算機輔助設計，它只是一個輔助設計人員順利工作的工具。在教學中，真正的主體是學生從事設計的綜合能力。有的教師卻把教學重點放錯了方向，導致教師在教授課本內容時只是簡單的羅列軟件操作指令，忽視對學生三維建模、三維設計、產品結構設計及形體表達等能力的培養。

（3）、計算機技術發展迅速，CAD軟件的更新速度更是非常快，至少一年更新一個版本，較之之前的版本，新版本的功能更強大，設計也更加人性化，與舊版本的操作及功能實現總有些許的不同，而教師不會每更新一次就將新的功能、內容向學生普及，這反映出學生沒有軟件操作及運用能力。

針對這些問題，就要實施教學改革，將CAD課程體系獨立出來，建立其自己的實驗課程體系，進行獨立教學。CAD實驗課程體系應分為三部分：工程設計工具、CAD與三維設計及三維CAD建模。

工程設計工具：定為必修課，大一開課，為期一學年，該課程的目標是培養學生最基本的工具使用基礎，如：文檔、二位繪圖、三維造型等，為后期專業課的學習奠定基礎；

CAD與三維設計：定位全校選修課，選課年級為二、三年級，該課程的目標是增強學生對課程的理解，培養學生的三維造型設計思想，掌握專業基本操作、工程圖繪制、建模等，并能夠活學活用；

三維CAD建模：課時：定為研究生選修課，該課程的目標是通過增加課時加深研究生對CAD軟件技術的熟練程度，增強學生的軟件運用能力，拓展科研空間，提高創新能力，從而使學生掌握CAD領域最現代的技術。

以上三門課程有先修后續的關系，按照以上的順序教學可以使學生首先建立三維的工程設計理念，再進行三維設計與CAD軟件的學習，將理論與實踐相結合，更好地掌握軟件的操作及運用，增強學生的實際操作能力及創新意識。

2 三維CAD實驗課程體系的優化

2.1 不斷改進教學方法及手段

為提高學生對CAD軟件的運用能力，加深對CAD的了解，提高學生實踐能力及創新能力，要對傳統教學模式及方法進行一定的優化改革，以促進CAD實驗課程順利進行。主要的改革內容如下：

（1）、不斷將CAD實驗課程體系平臺擴大，建立CAD實驗課程體系的網絡平臺，整合教師的教學資源，如教學課件、題庫和相關資料，并將其投入到平臺中，使學生能夠在平臺中找到自己所需的內容，甚至還可以根據科研的實際情況自創實驗項目，通過平臺資源自助實踐完成。為學生創造一個開放的實驗環境，提供CAD知識和技能的交流及資源共享的平臺。

（2）、根據學生情況及CAD實驗課程體系的特點編制實驗教材。每所學校的學生特點不同，對CAD課程的理解程度也不同，教師根據學校的特點編制單獨的CAD實驗教材可以最大限度的吻合學生的學習實際，提高授課效率。也可以嘗試使用電子考試提交系統，探索網絡化教學的途徑。

（3）、在課程體系中增加現代設計方法的內容，啟發學生運用現代設計方法去分析與設計，并與常規設計方法進行比較，進一步開闊學生工程設計思路，提高學生工程設計水平與創新思維。

2.2 提高教師隊伍的整體素質

由于CAD實驗課程更新速度快，每年都會有新版本推出，為提高學生的軟件操作能力和實際應用能力，教師必須要有較高的專業素質，能夠與時俱進。因此，學校要定期組織教師團隊進修，保證教師能夠與時俱進，提高軟件的使用及維護水平。此外，教師隊伍還可以參與專業科研，在科研的過程中提高自己的專業水平，以編出更科學的實驗教材。

3 結語

將CAD軟件的操作從理論課程中獨立出來，建立三維CAD實驗課程體系，增加CAD軟件學習課時，使學生在專業基礎課的學習之前，掌握設計工具的使用，能夠使學生在堅實的理論基礎上更好的進行操作，深入理解CAD課程軟件，提高自身的操作能力及創新能力。建立更專業的實驗環境，制作更優質的多媒體課件，編寫更詳實的實驗教材，實現學生自創實驗內容，設計實驗方案，這些工作在實際教學實踐中都取得了很好的效果。因此，三維CAD實驗課程體系的構建及優化對學生專業課的學習及自身能力的提高有著非常重要的意義。

參考文獻

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作者簡介

謝覺（1983-），男，湖南城建職業技術學院，講師，研究方向：計算機軟件開發。