機械CAD/CAM課程的教學改革探究與實踐

【摘" 要】 機械CAD/CAM課程是一門實踐性較強的專業課，然而傳統的教學方式存在很多不足。基于此，文章將從改革教學理念、整合教學內容、實現跨課程融合、豐富教學方法和手段以及建立科學的考評體系這五個方面進行改革探索，確定了項目式教學法，采用實踐項目和知識技能一體化的教學模式，從而提高了教學效果。

【關鍵詞】 機械CAD/CAM；教學改革；項目式教學法

機械CAD/CAM是在計算機軟件與信息技術以及現代機械設計、制造信息技術交叉滲透下發展起來的一門復合型工程應用技術。目前，它已廣泛應用于機械設計和制造行業，能夠大幅減少產品設計、生產和測試的成本，因此成為現代機械制造行業的必備工具。這也使得企業對機械類畢業生的軟件應用能力有著較高的期望。為了滿足社會和企業的需求，培養更多優秀人才，需要對機械CAD/CAM課程進行深入的教學改革。

一、傳統課程教學的不足

基于應用型本科高等學校的人才培養目標，學校以學生為中心，以需求為導向，將培養學生創新實踐能力作為核心任務。本課程是機械設計制造及其自動化本科專業開設的一門實踐性較強的專業課。然而，以往的傳統式課程教學中存在諸多問題，主要體現在以下幾方面。

首先，教材中的部分內容往往會滯后于學科的發展前沿和企業的最新技術應用，導致所授內容與時代發展相脫節，學生所學的知識和技能與企業的實際需求存在差距。同時，學生也面臨一些學習困難，如部分知識點難以理解、枯燥乏味等，并且對課程內容的實用性有所擔憂，不知其實際應用價值。

其次，在機械CAD/CAM課程的教學中，大多依然采用傳統的以講授為主、指令式教學。教師應用課件對相關的概念、原理和方法進行講解，雖結合了軟件演示，但往往過于注重理論知識的灌輸。教學基本以課堂教學為主，機房實驗為輔，導致理論知識過多，而實踐不足。教學方法單一，學生學習的主動性不高，課堂氛圍沉悶，教學效果不理想。

再次，教學評價方面也較為單一，主要以期末考試成績為主。這種單一的評價模式忽視了學生平時學習過程的積累，極大影響了學生的學習主動性和積極性。學生只能在期末考試前進行短暫復習，臨時突擊，對課程內容的理解也停留在片段化和機械化的記憶上，只是為了應付期末考試。這使得學生很難將復雜、分散的知識點完全理解、融會貫通，并未真正掌握CAD/CAM技術。

此外，機械CAD/CAM課程作為一門軟件課程，內容偏抽象，包括二維工程圖、三維模型等。模型復雜的基礎上，部分學生的空間想象能力相對較差，這也增加了學習難度。

二、教學創新的具體方法和舉措

（一）改革教學理念

在機械CAD/CAM教學領域，教學理念的更新是推動教學管理創新的首要前提。傳統課程教學中采用的是以教師為中心的教學模式，而改革教學理念則要求強調學生的主體性和參與性。教學應以學生為中心，以需求為導向，注重培養學生的創新能力和實踐能力，為他們的后續學習和工作奠定良好的基礎。通過項目實操，學生可以積極參與教學過程，提高學習效果，并培養解決實際工程問題的能力。

（二）整合教學內容

多渠道整合機械CAD/CAM教學內容，融入最新的前沿知識和技術。課程內容應根據課程目標進行合理分配，結合課程的專業知識和技能要求，并注重培養學生的綜合素質。最終確定以由簡單到復雜的遞進式五個項目為載體，將CAD/CAM技術與具體項目相結合，讓學生在解決實際問題的過程中學習和應用這些技術。設計逐步復雜、難度遞增的項目，讓學生在完成這些項目的過程中能夠實現低階的雙基目標，即掌握基礎操作技能；同時，通過高級設計策略的鍛煉，完成知識的理解遷移，逐步培養其高階素養目標。具體項目如表1所示。

機械CAD/CAM課程與計算機圖形學、機械設計、數控加工等專業課程有密切聯系，包含了建模、工程圖、裝配、加工編程、曲面建模等模塊。分模塊學習時學生較難建立CAD/CAM整體框架，不理解其實際用處。而項目案例結合了多模塊內容，學生根據要求需要查閱資料，討論思考模塊知識點，理清設計思路，進行系統架構，才能完成項目。學生在此過程中能體會到完成項目的成就感，提高學習的積極性。

（三）跨課程融合設計

機械類的專業課程包含機械制圖、機械設計、數控技術與應用、現代制造技術綜合實訓等課程，其中部分專業課程與CAD/CAM之間存在著密切聯系。本課程可以起到承上啟下的銜接作用。例如，在CAD軟件中的模型生成工程圖模塊，就綜合應用了機械制圖中關于投影、剖視圖等知識點，可以幫助學生更清晰、直觀地了解圖形要素之間的關系，增強學生的空間想象思維，并加深對知識點的理解。在運動仿真模塊，學生可以直觀地看到機械原理、機械設計中典型案例的實際運動過程，從而更能領會原有的設計知識。CAM模塊則通過引入案例實現零件的銑削加工編程，并在后期的現代制造技術綜合實訓中進行實際加工，讓學生切身體會到工藝編制的重要性。機械相關課程與CAD/CAM的跨課程融合，極大豐富了課程的內涵，拓寬了學生的專業視野，也為學生的畢業設計奠定了堅實的基礎。

（四）更新教學方法和手段

實施以項目化教學方法為主，以學生為中心的教學模式。在這種模式中，教師的講授與學生的實踐相結合，高度重視學生的主體性和參與性，實現了學生從過去被動學習向主動學習的轉變。學生通過項目實踐，能夠更加積極地參與到教學過程中，從而提高學習效果，并有效培養他們的實踐能力、空間思維能力以及解決實際工程問題的能力。在教學過程中，教師采用“案例演示+點評+難點答疑”的方式，穿插使用多媒體演示、仿真等信息化教學手段來講授CAD/CAM軟件的基本操作和功能，確保在課堂上能夠解決教學中的易錯點和難點。

（五）完善教學評價體系

在機械CAD/CAM教學中，實施創新評價方式對提升學生的學習效果和教師的教學質量至關重要。根據項目教學法，每個項目結束后都會對學生的情況進行階段性考核并記錄，不僅考核學生的項目成果，還關注他們在完成項目過程中的表現，如設計思路的創新性、問題解決能力的展現等。同時，通過學生的實操訓練效果、課堂討論表現等方式，全面考核學生的學習效果和理解程度。學生的課堂表現和實踐操作情況都作為評定學生綜合成績的考核依據。教學評價體系對促進教學改革至關重要，新的評價體系將過程評價和結果評價進行有機結合。通過由簡單到復雜的遞進式項目，教師可以關注每個學生學習過程中的進步和發展，從而提升他們的知識和實踐能力。

三、教學活動創新設計

通過創新設計機械CAD/CAM的教學活動，教師可以更好地培養學生的實踐能力和創新能力，使他們更符合當前和未來的行業發展需求。同時，這也將促進教師的專業發展，提高教學質量。在教學過程設計上，以學生為中心進行了重新規劃。首先，所有課堂教學都在機房進行，通過視頻或思政故事引入項目內容，引導學生樹立正確的價值觀、人生觀，培養他們的社會責任感和工程素養。其次，教師會引入典型案例來演示軟件的基本操作和功能，并分析真實的行業案例，讓學生探討設計決策背后的邏輯和原則，同時留給學生一定的討論和練習時間，根據學生反饋的問題及時進行講解。通過項目式學習，讓學生參與到項目設計中，根據項目內容查詢資料并進行討論，探究并確定設計方法，從而培養他們的創新思維和問題解決能力。同時，教師會定期檢查學生的進度，及時提供反饋，幫助學生調整學習策略和設計思路。最后，進行項目的考核評價。鼓勵學生在項目結束后進行自我評價和反思，思考他們在設計過程中哪些做得好，哪些可以改進。

教學活動的創新設計是一個持續的過程，需要教育工作者不斷探索和實踐，以適應不斷變化的教學和行業需求。教師也應根據學生的反饋和學習效果，不斷調整教學策略和進度。如果發現學生在某個知識點或操作上遇到困難，除了在課堂答疑外，還可以通過超星學習通等平臺與學生進行線上交流，學生反饋問題，教師及時進行答疑。同時，分享與課程相關的趣味機械設計，進一步激發學生的學習興趣，增強他們對機械CAD/CAM學習的積極性。

四、教學改革效果

通過改革，機械CAD/CAM課程教學實現了由傳統的以講授為主向以學生學習為主的轉變。采用項目式教學法，使學生在實踐中學習，培養了他們的創新設計能力和實踐能力，學生的學習興趣和積極性也因此大幅增強。同時，項目式教學法拓展了第二課堂的內容，并實現了與專業課程的跨課程融合，確定了一體化的教學內容和模式，這極大地改善了課堂氛圍，提高了教學效果。本課程采用項目式教學法，難度逐漸增加，將課程所有模塊的知識點和技能融入各個項目中，提高學生的空間想象思維，強化學生的實操技能訓練。這樣，學生可以在實際項目操作中掌握現代機械設計的基本技能，培養他們熟練應用現代信息化工具解決工程問題的能力，從而提升他們的就業競爭力。學生能夠主動學習和探索新的知識和技能，并將所學知識應用到每一個項目中。此外，改革還鼓勵學生在學習過程中發揮創新思維，在實踐中提出新的想法和解決方案，對信息和知識進行鑒別和分析，形成獨立的判斷和思考能力。部分學生還參加了相應的比賽，并取得了優異的成績。

五、結語

隨著信息技術的快速發展，機械CAD/CAM技術已成為機械設計和制造領域的核心技術之一。然而，傳統的教學模式和教學方法已經無法滿足當前的教學和行業需求。因此，本文從教學理念、教學內容、跨課程融合、教學方法和手段以及教學評價五個方面進行了改革探索，并確定了以學生為中心、以需求為導向、以項目內容為主題的教學思路，從而形成了全新的機械CAD/CAM課程體系。同時，教學改革是一個長期且持續的過程，需要教師不斷進行探索和完善，以適應時代的變化和學生的需求。

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