《三維CAD/CAM軟件》課程與漁業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)研究

何偉　賈景福

摘要：針對(duì)河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院食品科學(xué)與工程專業(yè)《三維CAD/CAM軟件》課程的教學(xué)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：食品科學(xué)與工程；三維CAD/CAM軟件；漁業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)；教學(xué)研究

河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院食品科學(xué)與工程（海洋生物資源綜合利用方向）本科專業(yè)，培養(yǎng)能夠較好地掌握食品科學(xué)與工程基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能，具有創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，能夠在食品科學(xué)與工程及相關(guān)領(lǐng)域從事技術(shù)開發(fā)、科學(xué)研究、教育教學(xué)等工作的人才。畢業(yè)生可在水產(chǎn)品生產(chǎn)加工企業(yè)、科研院所等部門從事水產(chǎn)品營養(yǎng)分析和理化檢驗(yàn)、技術(shù)開發(fā)、科學(xué)研究，就業(yè)領(lǐng)域包括海洋食品、化工、生物材料、海洋藥物等。

《三維CAD/CAM軟件》是河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院食品科學(xué)與工程（海洋生物資源綜合利用方向）專業(yè)擬開設(shè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。為實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)“應(yīng)用性本科人才”這一高等教育培養(yǎng)目標(biāo)，應(yīng)對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革，才能取得令人滿意的教學(xué)效果。

教學(xué)內(nèi)容要突出基礎(chǔ)理論知識(shí)的應(yīng)用和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，要以應(yīng)用為目的，要以“必須、夠用”為度。為突出海洋學(xué)院涉海專業(yè)的重點(diǎn)，我們確定了《三維CAD/CAM軟件》課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)圍繞以掌握基本模塊為基礎(chǔ)，以強(qiáng)化應(yīng)用、課程間的銜接為重點(diǎn)，專業(yè)基礎(chǔ)課要為后續(xù)課以及專業(yè)課服務(wù)的指導(dǎo)思想。

1 明確教學(xué)內(nèi)容

選用法國Dassault System公司開發(fā)的世界上一種主流的CAD/CAE/CAM一體化軟件CATIAV5R16作為《三維CAD/CAM軟件》課程的教學(xué)軟件，重點(diǎn)介紹其曲面造型功能中的GSD、FSS模塊，逆向工程專用DSE、QSR模塊以及有限元應(yīng)力分析“創(chuàng)成式結(jié)構(gòu)分析工作臺(tái)”。在充分理解CATIA V5強(qiáng)大的曲面造型功能以及與逆向相關(guān)的各個(gè)功能模塊的操作技巧基礎(chǔ)之上，上機(jī)實(shí)踐選用通過蝦仁、蝦姑等海產(chǎn)品點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)行三維重建多種造型方法的反復(fù)實(shí)踐，在完成曲面重構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步延伸完成蝦仁模具凹模的設(shè)計(jì)、虛擬制造。

以魚飼料環(huán)模顆粒機(jī)模孔導(dǎo)料孔錐角的設(shè)計(jì)為例，應(yīng)用CATIA V5 R16完成導(dǎo)料錐孔的建模及有限元靜力分析，尋求導(dǎo)料錐角與環(huán)模孔軸向路徑的應(yīng)力與變形的影響關(guān)系，最終為環(huán)模進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)，從環(huán)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的模孔堵塞的問題。

通過以上教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在學(xué)習(xí)《三維CAD/CAM軟件》課程時(shí)，所實(shí)踐的內(nèi)容直接與專業(yè)結(jié)合，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程《水產(chǎn)品加工機(jī)械》打下了基礎(chǔ)。

2 改革教學(xué)方法及手段，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)能動(dòng)性

結(jié)合專業(yè)，使學(xué)生提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力，這是《三維CAD/CAM軟件》教學(xué)中一項(xiàng)大膽的嘗試，在講解專業(yè)中用到的知識(shí)時(shí)，我們使之形成有效的遷移，讓學(xué)生提早進(jìn)入專業(yè)環(huán)境。

如將學(xué)生制作的蝦仁凹模數(shù)據(jù)交滄州青縣新鵬程機(jī)械設(shè)備廠數(shù)控加工，合模澆注得模擬蝦仁成品；到海洋學(xué)院科學(xué)研究中心蝦飼料制備實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)場觀看雙螺旋飼料擠壓平模顆粒機(jī)制作蝦飼料，觀察平模板外錐形導(dǎo)料錐孔的角度等等。以上專業(yè)實(shí)踐將大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

通過以上幾方面教改措施的實(shí)施，使學(xué)生在專業(yè)課的學(xué)習(xí)與實(shí)踐中對(duì)于漁業(yè)機(jī)械圖樣的識(shí)讀能力、零部件的建模能力有了很大的提高，為其掌握專業(yè)技能、進(jìn)行漁業(yè)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。

（收稿日期：2016-06-27）