莫麗蓉 莫德赟 唐學(xué)幫

【摘要】高校工科專業(yè)的學(xué)生在初學(xué)三維建模軟件時易產(chǎn)生恐懼感和挫敗感。為解決此問題，針對以UG NX10.0為載體的汽車CAD/CAE課程，文章介紹了該課程常用的幾種教學(xué)方法的特點，并結(jié)合作者教學(xué)實踐經(jīng)歷，重點展示了案例教學(xué)法在該課程中的應(yīng)用，并得出了教學(xué)方法應(yīng)不斷改革以適應(yīng)學(xué)生的結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】汽車CAD/CAE課程;教學(xué)方法;案例教學(xué)法

一、引言

汽車CAD/CAE課程是本校面向車輛工程專業(yè)開設(shè)的一門應(yīng)用性、實踐性很強的專業(yè)選修課。該課程以UG NX10.0為載體，將UG繪圖知識與汽車零部件的測繪相結(jié)合，以UG常a用命令和汽車零件的測繪方法為主要講授對象，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程以及將來從事汽車行業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計及開發(fā)打下一定的基礎(chǔ)。

通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生對UG技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用有了一個全面的了解，能夠利用所學(xué)知識輔助本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)會思考，運用其他學(xué)科知識來解決汽車結(jié)構(gòu)上的設(shè)計問題。能掌握基本幾何圖元的繪制和編輯方法;掌握UG軟件的草圖繪制功能;熟練運用UG軟件進行零件的三維造型設(shè)計;能夠熟練運用UG軟件進行零件的裝配;熟練運用UG軟件進行工程圖設(shè)計。學(xué)會用UG去解決生產(chǎn)設(shè)計中的問題，掌握用UG測繪常見的汽車零部件，為學(xué)生進入無紙化的測繪作業(yè)提供實質(zhì)性的幫助。使學(xué)生具備三維實體造型、建模、裝配、制圖能力，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)良好的協(xié)作精神，培養(yǎng)實事求是的學(xué)風(fēng)和創(chuàng)新精神。

由于學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差，對平面幾何和立體幾何的知識掌握不足，又缺乏一定的實踐經(jīng)驗和感性認識，空間想象能力普遍較差，這就造成很多學(xué)生在學(xué)習(xí)汽車CAD/CAE課程時普遍感覺很難，甚至有些學(xué)生有恐懼感。因此在教學(xué)過程中，針對不同的授課內(nèi)容及學(xué)生的能力水平，應(yīng)靈活選擇不同的教學(xué)方法，如傳統(tǒng)教學(xué)法、案例教學(xué)法和項目教學(xué)法等。本文將介紹這幾種常用教學(xué)方法的特點，并根據(jù)自身教學(xué)經(jīng)驗舉例說明案例教學(xué)法在汽車CAD/CAE課程中的實用性。

二、教學(xué)方法的比較

（一）傳統(tǒng)教學(xué)法的特點

傳統(tǒng)教學(xué)法，即按照課程選定教材設(shè)定的章節(jié)有順序地系統(tǒng)講授每一個命令、功能及操作方法，再解釋該命令的適用場合，最后在多個命令講授完畢后，再進行綜合分析及實例訓(xùn)練的一種教學(xué)方法。

該方法的優(yōu)勢在于可減少教師的備課時間，對于教學(xué)經(jīng)驗不足的新手教師要求不高，只需按部就班地呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。另外，該方法的弊端在于教師在講授知識點的時候，學(xué)生難以長時間高度集中注意力，隨著時間推移，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降，面對較多新知識時容易遺忘前面所講授過的內(nèi)容，在實例操作過程中不能順利地綜合運用所學(xué)操作命令及技巧，既打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又影響了教師的預(yù)期教學(xué)效果，易導(dǎo)致教學(xué)效率大打折扣。

該方法要求授課教師熟知教材的內(nèi)容安排，準確把握每堂課要講授的新知識量，避免造成學(xué)生因?qū)π轮R難以消化、無法理解而造成后續(xù)實例練習(xí)時無從下手的局面。

（二）案例教學(xué)法的特點

案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法，針對本門課程，即依托具體的模型實例，在演示和講授實例的過程中呈現(xiàn)知識點的一種教學(xué)方法。案例的選擇極為重要，它是為教學(xué)目標服務(wù)的，因此應(yīng)該具有典型性，且應(yīng)該與所對應(yīng)的理論知識有直接的聯(lián)系。在挑選案例時，應(yīng)注意所選案例要緊扣教學(xué)內(nèi)容，案例分析的目的是使學(xué)生加深對所學(xué)理論知識的理解和運用理論知識解決實際問題的能力，因此，所選案例必須是針對課程內(nèi)容的。

該方法與傳統(tǒng)教學(xué)法相比，更有針對性，學(xué)生在繪制模型的同時，對知識點進行實踐操作練習(xí)，邊學(xué)邊用，邊用邊學(xué)，更利于學(xué)生對新知識點的理解、掌握和運用。案例教學(xué)法應(yīng)采用講練交替的方式進行，分階段講解和練習(xí)，學(xué)生可及時消化知識內(nèi)容，加深印象。

（三）項目教學(xué)法的特點

項目教學(xué)法，即將整門課程所要教授的知識內(nèi)容編制成一個個項目，像工程項目一樣貫穿整本教材，教師圍繞項目組織開展教學(xué)。該教學(xué)方法不再把教師掌握的現(xiàn)成知識技能傳遞給學(xué)生作為教學(xué)追求的目標，或者說不是簡單地讓學(xué)生按照教師的安排和講授去得到一個結(jié)果，而是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生去尋找得到這個結(jié)果的途徑，最終得到這個結(jié)果，并進行展示和自我評價，學(xué)習(xí)的重點在學(xué)習(xí)過程而非學(xué)習(xí)結(jié)果，在這個過程中鍛煉各種能力。教師已經(jīng)不再處于教學(xué)中的主體地位，而是成為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的引導(dǎo)者、指導(dǎo)者和監(jiān)督者，學(xué)生具有90%的積極性。

這種教學(xué)方式更適合有一定基礎(chǔ)的學(xué)生，對于初學(xué)者有可能難以調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性，稍有一個環(huán)節(jié)跟不上，容易掉隊，但又不易重新跟上項目，學(xué)生極易產(chǎn)生學(xué)習(xí)挫敗感，從而打擊學(xué)生的自信心。

三、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

本課程面對的是車輛工程專業(yè)的低年級學(xué)生，初次接觸三維建模軟件，對該類軟件的建模流程還未形成。本課程主要講授四個模塊，分別是草圖繪制、實體建模、裝配建模和工程圖繪制。草圖繪制是實現(xiàn)參數(shù)化建模的基礎(chǔ)，是整個課程的重點核心內(nèi)容。實體建模、裝配建模和工程圖繪制是草圖繪制的延伸，是工程實踐中的常用模塊，是學(xué)生未來從事汽車行業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計及開發(fā)的必備技能。

本人基于多年的教學(xué)經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)在教學(xué)中運用以案例教學(xué)法為主、傳統(tǒng)教學(xué)法為輔的方法，更有利于初學(xué)者學(xué)習(xí)汽車CAD/CAE課程。本文將主要介紹案例教學(xué)法在汽車CAD/CAE課程中的應(yīng)用。案例教學(xué)法講究“教學(xué)”與“練習(xí)”相結(jié)合，同時把涵蓋初級、中級、高級練習(xí)的題庫當(dāng)作學(xué)生的課外訓(xùn)練，便于覆蓋不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生。授課過程中，本人時常教導(dǎo)學(xué)生要養(yǎng)成良好的繪圖習(xí)慣，面對模型時不要急于開展畫圖工作，而是要明白第一步是學(xué)會讀圖識圖，要有清晰的建模思路，再開始動手，否則容易導(dǎo)致事倍功半。下面以某個實體建模為例，如圖1所示，介紹案例教學(xué)法的具體實施過程。

本案例包含的知識點有草圖繪制的基礎(chǔ)知識點，以及實體建模中的拉伸命令等。整個案例大致分為4個階段。第一階段如圖2所示，畫出一個封閉草圖，并選擇所需曲線進行拉伸，得到實體。第二階段如圖3所示，畫出未封閉的草圖截面，需要提醒學(xué)生注意草圖繪制的原點選取，通過拉伸命令可得到實體模型。對比兩種拉伸截面，一個為封閉截面，一個為開放式截面，如何選擇才能拉伸出實體模型，這個問題是本案例重點需要學(xué)生掌握的，通過實例操作，學(xué)生印象得到加深。在做拉伸命令的同時，運行布爾求交運算，便可得到如圖3所示的模型。第三階段，拉伸圖2中草圖的部分曲線，并與現(xiàn)有模型做布爾求和運算，得到如圖4所示的模型。第四階段，細節(jié)特征處理，如倒圓角、倒斜角等，完成建模，如圖5所示。

在采用案例教學(xué)法后，邊講授邊練習(xí)，學(xué)生既可以鞏固之前所學(xué)知識，又能消化新知識，更能加深對拉伸命令中進行布爾求交運算的理解和運用，能夠觸類旁通，更好地運用到其他的模型實例中。

四、結(jié)語

教學(xué)方法種類繁多，特點各異，教師在教學(xué)過程中要總結(jié)各類教學(xué)方法的特點及適用場合，不僅要提升自己的教學(xué)專業(yè)知識水平，也要對教學(xué)方法有一定的改革和提高，要不斷完善，因人而異，因材施教，始終圍繞“以學(xué)生為主體”這一原則，以“增強學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和自信心”為導(dǎo)向，不斷探索新方法，以便于更好地實施適合自己、適合學(xué)生的教學(xué)方法。

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