申愛(ài)玲，鄧清方

(邵陽(yáng)學(xué)院機(jī)械與能源工程系，湖南邵陽(yáng)422004)

“CAD/CAM技術(shù)”課程教學(xué)改革實(shí)踐

申愛(ài)玲，鄧清方

(邵陽(yáng)學(xué)院機(jī)械與能源工程系，湖南邵陽(yáng)422004)

針對(duì)“CAD/CAM技術(shù)”課程特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容的整合和教學(xué)方法的不斷改進(jìn)，取得了較好的實(shí)際教學(xué)效果。

CAD/CAM技術(shù);教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法;改革

CAD/CAM技術(shù)是隨著信息技術(shù)的發(fā)展而形成的一門新技術(shù)，隨著其快速的推廣應(yīng)用和不斷的發(fā)展完善，已帶來(lái)了一場(chǎng)工業(yè)技術(shù)的革命，正成為工程制造業(yè)中的基礎(chǔ)技術(shù)。因而CAD/CAM技術(shù)正成為未來(lái)工程技術(shù)人員必須掌握的基本工具。為此，各類院校都開(kāi)設(shè)了“CAD/CAM技術(shù)”課程，希望學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，掌握這門新技術(shù)，更快地成為適應(yīng)各工程領(lǐng)域的技術(shù)人才［1］。

一 課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

對(duì)于機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，其CAD/CAM技術(shù)能力的培養(yǎng)尤其引起了各類院校和學(xué)者的重視，但由于受各種條件的限制，大多院校還是采用傳統(tǒng)的授課方式，偏重于原理的教學(xué)，缺乏應(yīng)用能力的實(shí)踐培訓(xùn)。部分院校加強(qiáng)了CAD/CAM實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容，強(qiáng)化了學(xué)生的應(yīng)用能力，達(dá)到了一定的效果，但存在對(duì)CAD/CAM技術(shù)的系統(tǒng)性和全面性認(rèn)知的缺乏?？傮w上，當(dāng)前我國(guó)高校的CAD/CAM技術(shù)的教學(xué)效果還是不盡如人意［2］。

在理論教學(xué)中，CAD/CAM技術(shù)涉及內(nèi)容很廣，學(xué)科跨度大，有知識(shí)密集、學(xué)科交叉、綜合性強(qiáng)、發(fā)展變化快等特點(diǎn)。而受到課時(shí)的限制，教師難以全面展開(kāi)講解，很多章節(jié)只能簡(jiǎn)單介紹，同時(shí)CAD/CAM技術(shù)具有很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)性，對(duì)學(xué)生相關(guān)知識(shí)要求高，導(dǎo)致部分學(xué)生產(chǎn)生畏難和厭煩情緒，其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性很低。

在課程上機(jī)實(shí)訓(xùn)中，由于課時(shí)較少，一般安排是CAD建模、繪圖和一部分程序處理。對(duì)于整個(gè)課程知識(shí)體系來(lái)說(shuō)，這種簡(jiǎn)單的上機(jī)實(shí)訓(xùn)還是不夠的，學(xué)生對(duì)CAD/CAM技術(shù)的實(shí)踐只能理解為簡(jiǎn)單的建模和繪圖，缺乏整體的認(rèn)知。

CAD/CAM技術(shù)具有很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)性、應(yīng)用性，對(duì)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合要求高，而受傳統(tǒng)普教模式的影響，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)還沒(méi)有得到足夠的重視，還存在實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師缺乏，理論教學(xué)、實(shí)習(xí)教學(xué)、實(shí)訓(xùn)管理脫節(jié)等狀況。

針對(duì)“CAD/CAM技術(shù)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，筆者進(jìn)行了教學(xué)改革實(shí)踐，并取得了較好的效果。

二 教學(xué)內(nèi)容的整合

CAD/CAM技術(shù)的快速發(fā)展使其內(nèi)涵和外延也在不斷變化，需要及時(shí)調(diào)整更新課程內(nèi)容，同時(shí)，為適應(yīng)人才培養(yǎng)的需求變化，所涉及的其它相關(guān)課程設(shè)置也在不斷調(diào)整，因此，對(duì)CAD/CAM技術(shù)的課程教學(xué)內(nèi)容要進(jìn)行適時(shí)的整合。

CAD/CAM技術(shù)的主要內(nèi)容有CAD/CAM軟、硬件知識(shí)、工程手冊(cè)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)、幾何建模、計(jì)算機(jī)圖形處理、CAPP等內(nèi)容。隨著CAD/CAM技術(shù)的迅速發(fā)展，教學(xué)中增加了新的內(nèi)容，如:計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)增加了輔助概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容;參數(shù)化繪圖中增加了尺寸驅(qū)動(dòng)變量驅(qū)動(dòng)的新內(nèi)容;建模技術(shù)中增加了特征建模的概念和方法;數(shù)控編程增加了計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程的方法;CAPP技術(shù)從面向零件的工藝編制過(guò)程發(fā)展成為面向產(chǎn)品的工藝過(guò)程編制;在面向企業(yè)的制造資源管理中，對(duì)CAPP術(shù)語(yǔ)中的“PP”的理解也從過(guò)去單純的加工工藝過(guò)程編制(Process Planning)拓寬成為生產(chǎn)過(guò)程編制(Production Planning)，即廣義CAPP;還增加了計(jì)算機(jī)集成質(zhì)量管理，基于PDM的CAD/CAM集成技術(shù)等新內(nèi)容。

CAD/CAM技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)、數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)編程技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域相互滲透，我校結(jié)合近年來(lái)畢業(yè)學(xué)生從工廠反饋過(guò)來(lái)的工作需要知識(shí)點(diǎn)情況，先后又開(kāi)設(shè)了CAPP及現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法兩門課程，使學(xué)生能盡快適應(yīng)制造工藝及設(shè)計(jì)工作，因而CAD/CAM技術(shù)課程中的相應(yīng)章節(jié)內(nèi)容可以不講或僅作銜接教學(xué)。另外，為提高學(xué)生數(shù)控編程能力，數(shù)控技術(shù)課程中加強(qiáng)了數(shù)控編程實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，故教學(xué)中有關(guān)數(shù)控編程技術(shù)內(nèi)容又可弱化。因此，由于相關(guān)課程的開(kāi)設(shè)，CAD/CAM技術(shù)的教學(xué)可以分配更多的時(shí)間進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，尤其是進(jìn)行綜合性的實(shí)訓(xùn)，從建模到加工編程到軟件的改進(jìn)設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生對(duì)CAD/CAM技術(shù)形成系統(tǒng)而全面的認(rèn)知。

三 教學(xué)方法的改革

(一)轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，引入研究性學(xué)習(xí)方法

CAD/CAM技術(shù)是一門多學(xué)科綜合性的應(yīng)用技術(shù)，不僅涉及的知識(shí)面很廣，而且知識(shí)的發(fā)展更新快，要不斷的學(xué)習(xí)新的技術(shù)，一般的CAD/CAM課程的課時(shí)在40～50學(xué)時(shí)(包括上機(jī)操作)，對(duì)于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫(kù)等知識(shí)，非計(jì)算機(jī)專業(yè)的工科學(xué)生要在較短的時(shí)間內(nèi)掌握這些知識(shí)很難。因此，重要的是引導(dǎo)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生自學(xué)能力，教學(xué)中適時(shí)引入研究性學(xué)習(xí)方法。

研究性學(xué)習(xí)方法是一種學(xué)習(xí)方式，這種學(xué)習(xí)方式是以問(wèn)題為載體，創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境，教師指導(dǎo)學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探究問(wèn)題、獲得結(jié)論的過(guò)程［3］。研究性學(xué)習(xí)可分為3個(gè)階段:第一階段，教師引導(dǎo)和示范，學(xué)生模仿和接受老師的講解知識(shí);第二階段，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)自主解決實(shí)際問(wèn)題;第三階段，在學(xué)生具備一定研究性學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)上，教師指導(dǎo)學(xué)生選擇自己感興趣的課題進(jìn)行綜合性訓(xùn)練。

在教學(xué)中適當(dāng)引入研究性學(xué)習(xí)，可以煅煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，激發(fā)其學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提高教學(xué)效果。教學(xué)中還要引導(dǎo)學(xué)生實(shí)事求是地確立自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣等。

(二)強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，引入項(xiàng)目式教學(xué)方法

針對(duì)CAD/CAM技術(shù)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要地位，在進(jìn)行基本的理論教學(xué)后，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，包括課程教學(xué)的上機(jī)操作、實(shí)訓(xùn)課題練習(xí)，同時(shí)，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)、數(shù)控編程等課程設(shè)計(jì)時(shí)布置學(xué)生進(jìn)行從設(shè)計(jì)、建模到加工等全過(guò)程的訓(xùn)練。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中引入項(xiàng)目教學(xué)方法，設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)技術(shù)含量的工藝性、設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生在完成該項(xiàng)目的同時(shí)，能逐步實(shí)現(xiàn)基本實(shí)踐操作技能、專業(yè)技術(shù)應(yīng)用技能與綜合實(shí)踐能力的有機(jī)結(jié)合。

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目帶有很強(qiáng)的綜合性，學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)上的強(qiáng)項(xiàng)與薄弱環(huán)節(jié)在實(shí)施過(guò)程可以得到反映［4］。在CAD/CAM技術(shù)的實(shí)訓(xùn)中采用項(xiàng)目教學(xué)法能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，我校近年的教學(xué)實(shí)踐取得了較好的效果。

(三)改進(jìn)教學(xué)手段

積極改進(jìn)教學(xué)手段，采用多媒體教學(xué)。由于數(shù)控編程、數(shù)據(jù)庫(kù)、集成技術(shù)等內(nèi)容無(wú)法在黑板上進(jìn)行展示，粉筆、掛圖等傳統(tǒng)的授課方式已不適應(yīng)CAD/CAM課程的教學(xué)。要達(dá)到良好的教學(xué)效果，使學(xué)生獲取更多的知識(shí)和信息量，必須大力引進(jìn)和開(kāi)發(fā)CAD/CAM教學(xué)軟件。制作圖、文、聲、像并茂的多媒體CAD/CAM課件，充分利用多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)課堂等先進(jìn)手段，使教學(xué)內(nèi)容更加生動(dòng)直觀。將虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)引入CAD/CAM教學(xué)，構(gòu)建虛擬的工程環(huán)境，使學(xué)生在具有交互性的環(huán)境下進(jìn)行構(gòu)想，自主發(fā)揮，自主設(shè)計(jì)，充分領(lǐng)略用計(jì)算機(jī)來(lái)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的含義。

教學(xué)中要重點(diǎn)明確。CAD/CAM技術(shù)課程涉及的理論知識(shí)較多，難點(diǎn)多，內(nèi)容較枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不夠，因此教學(xué)的重點(diǎn)放在理論的原理方法及結(jié)論上，忽略其計(jì)算推導(dǎo)過(guò)程，并且要多聯(lián)系實(shí)踐，由實(shí)際問(wèn)題引出相關(guān)理論，從而激起學(xué)生的求知欲。

教學(xué)中結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)等課程，積極尋找典型案例進(jìn)行教學(xué)，讓枯燥和難懂的內(nèi)容變得容易理解和接受。如在學(xué)習(xí)數(shù)表結(jié)構(gòu)內(nèi)容時(shí)，機(jī)械裝拆過(guò)程中最后安裝的零件往往要最先拆下，而最先安裝的零件最后才拿下來(lái)，采用什么類型數(shù)表來(lái)記錄這個(gè)過(guò)程呢?由此引入“?！边@一特殊的線性表理論。

(四)提高教師自身水平

由于CAD/CAM技術(shù)的快速發(fā)展，要求教師不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)，積極參加科研項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，緊跟專業(yè)領(lǐng)域最新技術(shù)的發(fā)展。在提高教師自身的知識(shí)水平的同時(shí)，注重挖掘積累適合教學(xué)的典型項(xiàng)目，并且不斷提高教學(xué)講授藝術(shù)。

四 結(jié) 語(yǔ)

總之，在CAD/CAM技術(shù)的教學(xué)改革中，通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的整合突出了教學(xué)的重點(diǎn)，并且擠出課時(shí)進(jìn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)的強(qiáng)化;通過(guò)教學(xué)方法的不斷改革，使得教學(xué)效果得到大的提高，這在學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到了體現(xiàn)和印證。

［1］肖 乾．機(jī)械CAD/CAM教學(xué)改革初探［J］．華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，12(24):106 －107．

［2］聶曉根，范揚(yáng)波．CAD/CAM教學(xué)方法改革及學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)［J］．理工高教研究，2007，6(3):101 －103．

［3］胡 斌，唐輝明．引入研究性學(xué)習(xí)方法 提高《巖體力學(xué)》教學(xué)質(zhì)量［J］．中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2007(17):76．

［4］鄧敏和．梁式CAD/CAM綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐與思考［J］．實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2006(2):67－68．

G64

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1674－5884(2011)08－0074－02

2011－05－22

申愛(ài)玲(1969－)，女，湖南邵陽(yáng)人，高級(jí)工程師，主要從事CAD/CAM技術(shù)教學(xué)及動(dòng)力機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究。

(責(zé)任編校 龍四清)