張慧鵬

（運城學(xué)院機電工程系，山西 運城 044000）

1 引言

CAD/CAM技術(shù)是一項工程應(yīng)用型先進實用技術(shù)，經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，已逐漸成熟并得到普及應(yīng)用，現(xiàn)已成為企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)不可或缺的工具[1]。機械CAD/CAM課程作為機械類專業(yè)的一門專業(yè)課程，其任務(wù)是使學(xué)生了解機械CAD/CAM技術(shù)的基本概念、應(yīng)用方法和關(guān)鍵技術(shù)，掌握計算機在工程圖樣繪制、產(chǎn)品幾何建模、工藝規(guī)程編制和數(shù)控編程中的應(yīng)用技術(shù)，具有分析利用CAD/CAM技術(shù)解決生產(chǎn)實際問題的初步能力，是培養(yǎng)從事機械設(shè)計、機械制造等應(yīng)用型工程技術(shù)人才的重要課程之一[2]。

由于機械CAD/CAM課程具有很強的實踐性和一定的應(yīng)用性，在學(xué)生由注重理論學(xué)習(xí)向結(jié)合工程實踐學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變的過程中，具有重要的承上啟下的作用，且該課程涉及眾多學(xué)科，內(nèi)容及其廣泛，知識門類寬，傳統(tǒng)教學(xué)模式和考核辦法無法有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維，難以保證教學(xué)質(zhì)量。因此，如何培養(yǎng)全面、熟練掌握CAD/CAM技術(shù)的工程技術(shù)人員，以滿足社會和時代需求，是機械CAD/CAM課程進行教學(xué)改革的主要任務(wù)和目標(biāo)[3]。

2 教學(xué)模式改革

教學(xué)模式是為了完成特定的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，依據(jù)一定的教育學(xué)和教育心理學(xué)等理論，圍繞某一主題而形成的具有一定可操作性的具體教學(xué)活動方式，具有簡明穩(wěn)定的教學(xué)結(jié)構(gòu)理論框架，包含教學(xué)指導(dǎo)思想、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略等基本要素[4]。傳統(tǒng)教學(xué)模式通常以老師為主體，重視老師的“教”，忽視學(xué)生的“學(xué)”，導(dǎo)致學(xué)生被動學(xué)習(xí)，極性不高，主動性不強，教學(xué)效果不理想?，F(xiàn)代教學(xué)模式則強調(diào)在設(shè)計“教”與“學(xué)”的活動中必須重視學(xué)生的參與程度，要求“以學(xué)生為本”，突顯學(xué)生在教學(xué)中的主體性地位[5]。

2.1 改革教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性

教學(xué)方法，是指在一定的教學(xué)原則和教學(xué)思想指導(dǎo)下，在教學(xué)過程中，為完成教學(xué)任務(wù)，達(dá)到教學(xué)目的，而采取的行為方式的總稱，包括教師在一定教學(xué)理念指導(dǎo)下的教學(xué)方法和學(xué)生在教師指導(dǎo)下的學(xué)習(xí)方法，是學(xué)生為主的學(xué)習(xí)方法和教師組織的引導(dǎo)方法在教學(xué)活動中的相互融合和有機統(tǒng)一[6]。教學(xué)方法受到特定的教學(xué)內(nèi)容的制約，應(yīng)根據(jù)所傳授的知識內(nèi)容特點，適時采用不同的教學(xué)方法或多種教學(xué)方法組合，因材施教，才能得到好的教學(xué)效果，若運用不好，則會出現(xiàn)“教師滿堂灌、學(xué)生被動聽”的局面。

在《機械CAD/CAM》課程中，根據(jù)不同的章節(jié)內(nèi)容特點，可采取不同的教學(xué)方法。例如，在講授機械CAD/CAM技術(shù)內(nèi)涵，CAD/CAM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、作業(yè)過程和主要功能，CAD/CAM技術(shù)發(fā)展歷程與當(dāng)前研究熱點，CAD/CAM系統(tǒng)常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)管理模式等內(nèi)容時，可采用講授法。講授法是一種主要的教學(xué)方法，教師一般以生動簡潔的口頭語言為載體，系統(tǒng)明了地向?qū)W生傳授知識，具有在較短時間內(nèi)，可向?qū)W生傳授較多的有關(guān)各種現(xiàn)象和過程的知識信息，教學(xué)效率高，教師容易控制教學(xué)進程的優(yōu)點。在講解過程中，語言組織應(yīng)生動形象、清晰準(zhǔn)確簡練，語音語調(diào)要抑揚頓挫、富有節(jié)奏，板書要條理清楚、通俗易懂，注意手勢語言和身段語言的應(yīng)用，并用充沛的精力和積極的情感感染學(xué)生。

在講授圖形變換技術(shù)、計算機輔助繪圖技術(shù)、機械CAD/CAM建模技術(shù)，有限元分析、優(yōu)化設(shè)計和計算機仿真等內(nèi)容時，可采用項目教學(xué)法。項目教學(xué)法是師生共同學(xué)習(xí)研究，共同實施完成，共同提高自身能力的教學(xué)方法，具有學(xué)生是主體、老師來引導(dǎo)、項目為主線的特點。在實施過程中，教師擔(dān)負(fù)教學(xué)過程的組織者和引導(dǎo)者的角色，需在課堂上有意識地引入一些具體的工程實際案例，根據(jù)案例進行有關(guān)知識點及操作方法的教學(xué)；學(xué)生需發(fā)揮自身的主體作用，在老師引領(lǐng)下，根據(jù)案例確定目標(biāo)要求和制定具體計劃，并將自己的創(chuàng)新思維融入設(shè)計實踐過程。這種方法可有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生探索新知識的欲望，培養(yǎng)學(xué)生多角度發(fā)現(xiàn)分析解決問題的能力和創(chuàng)新思維意識。

在講授計算機輔助工藝設(shè)計、計算機輔助數(shù)控加工編程等內(nèi)容時，可適當(dāng)采用現(xiàn)場教學(xué)法?，F(xiàn)場教學(xué)作為一種現(xiàn)代教學(xué)組織形式，能夠輔助傳統(tǒng)教學(xué)手段，增強教學(xué)趣味性，豐富學(xué)生感性認(rèn)識，彌補傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，極大促進學(xué)生對書本知識的進一步理解和掌握，有效培養(yǎng)學(xué)生利用理論知識解決實際工程問題的實踐能力。在實施過程中，教師要有針對性地結(jié)合有關(guān)理論知識，創(chuàng)設(shè)與真實工作場景相似的實踐教學(xué)情景，多角度引導(dǎo)學(xué)生充分感知感性材料，深化學(xué)生理性認(rèn)識，鼓勵學(xué)生勤于動手操作，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，同時通過與工作環(huán)境相似的現(xiàn)場教學(xué)場景，還能為學(xué)生畢業(yè)后零距離上崗創(chuàng)造條件。

在課堂教學(xué)中，教師需時時創(chuàng)新教學(xué)方法，構(gòu)建師生合作關(guān)系，創(chuàng)造民主課堂氛圍，充分尊重學(xué)生在課堂上的權(quán)利，適時恰當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題，鼓勵學(xué)生勇于質(zhì)疑，注重開展討論式學(xué)習(xí)教學(xué)。實踐證明，課堂討論本身符合教育教學(xué)的規(guī)律，是構(gòu)建高效課堂的重要途徑，與傳統(tǒng)模式相比較，開展課堂討論，一方面能夠有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，能讓更多學(xué)生參與教學(xué)、主動學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在討論中互相啟發(fā)、不斷思考，以及共同探索，從而在交流合作中完成知識的自我建構(gòu)、自我生成；另一方面，課堂討論可以彌補傳統(tǒng)教學(xué)缺陷，使學(xué)生敢于質(zhì)疑問題，敢于標(biāo)新立異，敢于大膽求新，從而發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維、發(fā)散思維和想象能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神等非智力因素。

2.2 采用先進教學(xué)技術(shù)，拓展學(xué)生能力提升途徑多元化

現(xiàn)代教育技術(shù)和先進教學(xué)手段可有效改變傳統(tǒng)的教與學(xué)的方法，將枯燥無味的教學(xué)內(nèi)容生動化，為學(xué)生提供形象、直觀、逼真的教學(xué)環(huán)境，學(xué)生興趣濃厚、大腦興奮、思想集中，從而可使課堂教學(xué)呈現(xiàn)出激動活潑的學(xué)習(xí)氛圍，取得良好教學(xué)效果[7]。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)在事先明確教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，依據(jù)因材施教原則，把握教學(xué)對象的差異和教學(xué)內(nèi)容的特點，通過合理的教學(xué)設(shè)計，采用現(xiàn)代教育技術(shù)和先進教學(xué)手段，選擇運用圖片、動畫、視頻等教學(xué)素材，把抽象知識直觀化，繁雜問題簡單化，有效促進學(xué)生對知識的理解和掌握。相對采用傳統(tǒng)教學(xué)手段，以教師為主體的“滿堂灌”“填鴨式”的課堂教學(xué)，融合了現(xiàn)代信息技術(shù)以學(xué)生為主體的課堂教學(xué)，更能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯分析能力和創(chuàng)新精神。在實際教學(xué)過程中，先進教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)手段二者互為補充，有機結(jié)合，相輔相成缺一不可，共同參與教學(xué)全過程，可形成合理的教學(xué)過程結(jié)構(gòu)，達(dá)到最優(yōu)的教學(xué)效果。

積極鼓勵輔導(dǎo)學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”等科技競賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目和“三下鄉(xiāng)”社會實踐活動，形成“一賽一練一實踐”的有利于培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神與實踐能力的課程教學(xué)體系，拓展學(xué)生能力提升途徑。例如學(xué)習(xí)機械CAD/CAM建模技術(shù)等課程內(nèi)容，可以引導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽、全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，形成以賽促學(xué)局面；學(xué)習(xí)計算機輔助工程分析等課程內(nèi)容，可把有關(guān)機械有限元分析、機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等內(nèi)容融入到大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目，增強學(xué)生的動手能力和設(shè)計能力，形成以練強學(xué)的態(tài)勢；學(xué)習(xí)計算機輔助工藝設(shè)計、計算機輔助數(shù)控加工編程等內(nèi)容，可為學(xué)生“三下鄉(xiāng)”社會實踐活動中指導(dǎo)當(dāng)?shù)刂圃鞓I(yè)的發(fā)展建言獻策，做到學(xué)以致用，以實踐升華學(xué)習(xí)內(nèi)容。

采用先進教學(xué)技術(shù)和拓展學(xué)生能力提升途徑，容易創(chuàng)設(shè)特定的學(xué)習(xí)情境，在實際教學(xué)中，可創(chuàng)設(shè)故事、游戲及合作競爭等具有創(chuàng)新意識的問題情境和生動有趣的練習(xí)方法，通過入情入境的教學(xué)，有效吸引學(xué)生的求知欲望，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新興趣。

本研究通過觀察右胸導(dǎo)聯(lián)(V3R、V4R、V5R)心電圖，發(fā)現(xiàn)V3R、V4R、V5R導(dǎo)聯(lián)的R波振幅比率在兩組之間比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，且根據(jù)V3R導(dǎo)聯(lián)R波振幅比率的心電圖算法，其ROC曲線下面積較大；以V3R導(dǎo)聯(lián)R波振幅比率≥0.41鑒別LVOT起源的敏感性為81.4%，特異性為83.3%。研究證實，右胸導(dǎo)聯(lián)心電圖對室早左右室起源的鑒別具有一定的臨床價值，且V3R導(dǎo)聯(lián)R波振幅比率的診斷價值較高。

3 課程內(nèi)容改革

作為20世紀(jì)最杰出的工程技術(shù)成就之一，機械CAD/CAM技術(shù)給機械制造業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計到加工制造整個生產(chǎn)過程帶來了深刻、全面、根本性的變革，其在高速切削和超精密切削加工技術(shù)、特種加工技術(shù)、增材制造技術(shù)、表面工程技術(shù)和微納制造技術(shù)等先進制造技術(shù)領(lǐng)域的不斷擴展，不但提高了生產(chǎn)效率，減少了生產(chǎn)周期，而且還能在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，及時對產(chǎn)品更新?lián)Q代，快速響應(yīng)市場變化[8]。但是，CAD/CAM新技術(shù)、新知識在教學(xué)中增加遲緩，不利于學(xué)生全面素質(zhì)的提高和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，且實踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)不足，多為驗證性實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容，不利于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實際問題的能力。

3.1 精選教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)過程中師生相互作用有意傳遞的主要信息，是為完成教學(xué)目標(biāo)，服務(wù)教學(xué)目的在教學(xué)過程中動態(tài)生成的素材及信息，其應(yīng)體現(xiàn)與時俱進、精益求精的精神，做到適時、實時更新[9]。機械CAD/CAM技術(shù)課程需反映CAD/CAM技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，應(yīng)與計算機輔助設(shè)計職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，滿足產(chǎn)品造型、裝配、加工和CAD/CAM 工程師等崗位職業(yè)能力要求，實現(xiàn)課程內(nèi)容的職業(yè)化。在教學(xué)過程中，針對不同章節(jié)，選取國內(nèi)外當(dāng)前最新的研究內(nèi)容，例如在講授優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容時，可介紹神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊決策、遺傳算法等先進優(yōu)化算法在機械設(shè)計中的應(yīng)用，使學(xué)生了解最新的機械設(shè)計方法；在講授機械CAD/CAM建模技術(shù)時，選取一系列機械行業(yè)企業(yè)典型的軸類、盤蓋類、叉架類和箱體類等零部件，從易到難，以點帶面，循序漸進，注重提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果和培養(yǎng)學(xué)生活學(xué)活用能力。

在實際教學(xué)中，教師可把教學(xué)內(nèi)容按照難易程度和要求掌握的程度，分為基本內(nèi)容、深化內(nèi)容、綜合內(nèi)容和拓展內(nèi)容四個層次，做到面向全體，又兼顧個別，使不同層次的學(xué)生思維都能得到有效鍛煉。同時可結(jié)合相關(guān)內(nèi)容，運用不同學(xué)科知識，從不同角度和層次分析探索解決行業(yè)痛點、社會焦點、全球熱點等問題的思維和途徑，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的創(chuàng)新能力。

3.2 強化實踐訓(xùn)練

實踐技能訓(xùn)練是工科類專業(yè)人才培養(yǎng)中至關(guān)重要的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，可有效提高學(xué)生的動手能力、分析問題能力及創(chuàng)新能力。機械CAD/CAM課程在講授機械CAD/CAM建模技術(shù)、計算機輔助數(shù)控加工編程等內(nèi)容時，應(yīng)以典型案例為素材，強調(diào)學(xué)生上機操作為主，對于相關(guān)軟件的使用方法、操作命令、常用技巧等內(nèi)容多加練習(xí)并掌握，從而能夠熟練進行機械零件的實體造型、虛擬裝配和數(shù)控加工程序編制等操作，并可后置處理自動生成NC代碼，對NC代碼進行一定程度的人工檢查編輯修改后，上傳至數(shù)控機床加工實物。積極鼓勵學(xué)生參與機械專業(yè)與CAD/CAM有關(guān)的學(xué)科競賽，如全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽、全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽及機器人比賽等，把比賽內(nèi)容融入到日常實踐教學(xué)過程中，以賽促練；鼓勵學(xué)生積極參與老師所承擔(dān)的科研項目中與機械CAD/CAM技術(shù)有關(guān)的研究內(nèi)容，如有關(guān)機械優(yōu)化設(shè)計方面的課題內(nèi)容、機械CAD/CAM有關(guān)課程學(xué)習(xí)資源的開發(fā)研究等，通過項目加強實踐訓(xùn)練。

心理學(xué)研究表明：在手腦并用時，大腦的創(chuàng)造性有關(guān)區(qū)域受到刺激而活躍起來，手使大腦的功能得以發(fā)展，變得聰明，大腦使手的技能得以訓(xùn)練變得靈活。因此在實際教學(xué)中，多為學(xué)生構(gòu)建實踐平臺，多留實踐操作空間，讓學(xué)生多動手進行實踐，在實踐中掌握內(nèi)容、學(xué)習(xí)知識，以此增加他們自主創(chuàng)新的信心和勇氣。

4 考核方式改革

目前，CAD/CAM課程大都采用傳統(tǒng)的考核方式，或以紙質(zhì)考試為主，或以綜合實訓(xùn)考核為主。其中紙質(zhì)考試以客觀題理論考核為主，雖能考查學(xué)生理論知識的掌握程度，但不能較好地實現(xiàn)實踐部分的考核；綜合實訓(xùn)考核則主要由任課教師根據(jù)課程內(nèi)容布置一個相關(guān)的綜合性題目，學(xué)生課后完成，考核隨意性較大，不能有效考核學(xué)生已掌握的知識。兩種考核方式都是重結(jié)果、輕過程，重視學(xué)習(xí)知識內(nèi)容的考核，輕視學(xué)習(xí)過程能力素養(yǎng)的考核，且相互割裂，沒有形成有效互補，因此考核方式單一，評價維度不足，缺乏過程發(fā)展性的評價理念，不能全面考核學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果和綜合能力，無法較好完成課程考核任務(wù)和培養(yǎng)目標(biāo)，影響新工科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)水平及學(xué)生綜合能力和素質(zhì)的提高，使得學(xué)生工作能力不能滿足社會需求。

在機械CAD/CAM課程考核過程中，不僅需要考核學(xué)生對基本概念及基本技能的掌握程度，還要考核學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際工程問題的能力，同時還需關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程及能力素養(yǎng)的考核。因此在考核過程中，機械CAD/CAM 課程考核方式應(yīng)采用“理論+實踐”的過程式考核方式，即“學(xué)生成績=理論知識考核成績+實踐應(yīng)用能力考核成績+學(xué)習(xí)過程考核成績+能力素養(yǎng)考核成績”，體現(xiàn)“講一學(xué)二考三”的思想和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求。其中理論知識的考核主要以課程的基礎(chǔ)知識概念、基本原理與方法等適合理論考核的內(nèi)容為主，可通過閉卷或者在線測試的形式進行考核，此部分成績重在檢驗學(xué)生理論學(xué)習(xí)的效果；實踐應(yīng)用能力考核重在考查學(xué)生分析和解決工程實際問題的能力，以綜合性題目、企業(yè)典型案例、學(xué)科競賽內(nèi)容、教師科研項目等內(nèi)容為素材，考核學(xué)生的專業(yè)知識掌握程度，實踐技能的熟練程度及解決實際工程問題等方面能力；學(xué)習(xí)過程及能力素養(yǎng)考核包括學(xué)習(xí)過程中所涉及的考勤、課堂提問及討論等可定量考核的環(huán)節(jié)和實踐過程中涉及的工作態(tài)度與責(zé)任感、團隊合作精神、項目溝通能力、計劃執(zhí)行能力、獨立性和創(chuàng)新性等可定性考核的環(huán)節(jié)，這種過程考核方式能真實地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，又能調(diào)動學(xué)生參與實踐教學(xué)的積極性與主動性，同時還可有效塑造學(xué)生團隊協(xié)同溝通及職業(yè)綜合素養(yǎng)能力。

5 結(jié)束語

通過教學(xué)方法和技術(shù)、教學(xué)內(nèi)容、考核方式等方面的改革，改變傳統(tǒng)機械CAD/CAM課程課堂教學(xué)模式，實現(xiàn)以學(xué)生為主體的現(xiàn)代課堂教學(xué)模式和課程內(nèi)容的與時俱進性，建立理論和實踐考核并重，加強過程性考核，定性與定量相結(jié)合的多維度考核評價體系，可有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣從而主動學(xué)習(xí)，提高學(xué)生在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)問題并能利用所學(xué)知識分析解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中養(yǎng)成良好的創(chuàng)新意識，滿足社會和時代對高技能創(chuàng)新型人才的需求，實現(xiàn)應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)。