機械工程專業(yè)以機械CAD/CAM技術為主線的教學體系構建

摘要 本文就機械專業(yè)人才培養(yǎng)方案的專業(yè)定位、理論及實踐教學體系的構建進行探討，提出了以機械CAD/CAM技術為主線的教學體系。同時，針對學生的就業(yè)，在教學體系中突出學生實踐能力的培養(yǎng)。

關鍵詞 機械工程 機械CAD/CAM 教學體系

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展，機械CAD/CAM技術應用也越來越廣泛，相關行業(yè)也急需大量掌握此技術的人才。根據我校應用型人才培養(yǎng)目標的定位，結合我校機械專業(yè)的相關軟硬件條件，對機械專業(yè)的教學體系進行了相關改革，提出了以機械CAD/CAM技術為主線的教學體系改革。

1 專業(yè)教學改革背景

1.1 基本情況

我校機械工程專業(yè)自2004年開始設置，到目前為止，已有五屆畢業(yè)生共737人。學生就業(yè)行業(yè)主要集中在機械制造業(yè)等相關行業(yè)。另外考上研究生的人數逐年增多，每年約有10人左右。

1.2 存在的問題

在機械專業(yè)教學體系建設過程中，存在些不足：僅僅將機械CAD/CAM技術作為一門課程，由于學時的限制，對于機械CAD/CAM技術的學習并不充分，而且在教學過程中也存在兩個偏向的問題：

一個偏向，側重于“CAD/CAM支撐技術”的教學，比如：數據管理技術、計算機網絡技術、設計數據的處理技術，計算機圖形處理技術等；再就是這些支撐技術在CAD/CAM技術系統(tǒng)開發(fā)中的應用，比如：機械CAD/CAM應用軟件的開發(fā)、CAD/CAM集成技術等。這些內容理論性很強，是CAD/CAM相關應用軟件的支撐技術，學生普遍感到抽象、枯燥，與機械工程實踐聯(lián)系并不是很緊密，使得學生對該課程的學習興趣并不是很高。因此，教學效果不是很好。

另一個偏向是，不少學校在機械CAD/CAM這門課程的教學中選用具體的三維軟件進行介紹，如：SolidWorks、Pro/E、UG等，教學內容只是側重介紹三維建模、由三維到二維的轉換等基本知識，該課程僅僅讓學生多學了一種軟件。

對于以培養(yǎng)應用型人才為目標的獨立學院機械工程類專業(yè)的學生而言，上述兩種偏向都不利于培養(yǎng)學生的工程實踐能力。

2 人才培養(yǎng)方案的改革

針對上述問題，為了提高學生的學習興趣，使學生學有所獲，我們首先對人才培養(yǎng)方案進行改革。在改革過程中，培養(yǎng)方案不再是“大一統(tǒng)”，而是向專業(yè)基礎上的學生興趣主導的人才培養(yǎng)方式轉變。在人才培養(yǎng)上，根據主流技術的發(fā)展，選擇以機械CAD/CAM技術應用為主線，課程圍繞主線進行設置，由淺入深，理論和實踐結合。

考慮社會上對機械專業(yè)人才的需求，并結合本校機械專業(yè)相關條件，選擇機械設計、材料成型和數控加工這三個方向，作為培養(yǎng)學生的重點方向。即，學生在學習了相關基礎理論知識的基礎上，利用機械CAD/CAM技術進行實際操作：利用相關的機械CAD/CAM技術軟件（常用的有Pro/E、SolidWorks、UG等）完成減速器的設計，以及主要零部件的強度校核。

3 教學體系和教學方案建設

在確立了上述人才培養(yǎng)目標的基礎上，制定教學體系。該工作不是原來基礎上的打補丁或者小修小改，而是要根據人才培養(yǎng)目標，進一步完善課程設置和教學計劃。

具體方案就是，機械專業(yè)的教學就是以機械CAD/CAM技術的應用為主線，在學生完成基礎課程以及專業(yè)基礎課程學習的基礎上，學生結合自己的興趣，進一步確立自己從事哪一個專業(yè)方向。教學體系是根據人才需求自底向上建立的如圖1所示。

在保證學生能掌握專業(yè)知識的基礎上，通過實驗實訓課程、課程設計等實踐性課程，以此夯實學生機械CAD/CAM技術的實踐技能和動手能力。

機械CAD/CAM技術并不是簡單的一門計算機應用技術，而是包含了眾多與機械知識相關的一門應用技術。如圖2所示，機械CAD/CAM技術其與機械專業(yè)其他課程的關系。所以單獨在機械CAD/CAM這一門課程中讓學生掌握CAD/CAM技術是不現實的。必須要加強機械CAD/CAM技術與機械專業(yè)其他課程的橫向、縱向聯(lián)系，將機械CAD/CAM技術的訓練融入在機械專業(yè)課程的教學中。這就必須對課程體系中的相關課程進行改革。

4 課程及教學環(huán)節(jié)的改革

4.1 課程改革

針對前文中提到的機械CAD/CAM這門課程存在的問題，對這門課程進行改革，改革之后的教學內容如圖3所示，有以下特點：

（1）緒論階段主要給學生講述機械CAD/CAM技術在機械設計和加工制造這些機械產品生產環(huán)節(jié)中的應用：以軸的設計、強度校核、以及輔助數控編程為案例，介紹一些簡單連桿機構的運動分析，及實際工程案例視頻演示。相比整合以前，極大地激發(fā)了學生的學生興趣。（2）在提高篇階段，結合在基礎篇中建立的模型，對學生進行機構運動分析以及零件強度分析的教學。此內容能加深學生對計算機輔助設計的理解，并為后續(xù)課程打下基礎。（3）CAM技術過渡篇，此階段主要讓學生了解CAM技術的應用情況，激發(fā)學生進一步學習的興趣。（4）教學改革以前，機械CAD/CAM課程的教學，只是為學生打開了一扇門，而改革之后，不僅為學生打開了門，還引導學生走進房間對里面的工具進行了了解和使用。（5）教學改革以前，在機械CAD/CAM課程之后，很少繼續(xù)對學生進行機械CAD/CAM技術應用的教學；而改革后，機械CAD/CAM課程只是學生學習相關技術的開始，在后續(xù)的專業(yè)課程中還有大量的工程實踐來提升學生機械CAD/CAM技術應用的水平。

4.2 教學環(huán)節(jié)的改革

學生畢業(yè)后找工作的資本是“會什么，能做什么”，即實踐技能和動手能力的培養(yǎng)。為了強化學生的踐技能和動手能力，筆者所在學校對相關教學環(huán)節(jié)進行了改革。

（1）實訓教學加強與機械CAD/CAM應用技術的結合。機械專業(yè)的實訓教學環(huán)節(jié)很多，如：制圖測繪、機械原理課程設計、機械設計課程設計、數控機床實訓等等。在制圖測繪環(huán)節(jié)中強化學生計算機繪圖的能力，并要求學生至少自己出圖一張，學校計算機房提供了相關的軟硬件支持；在機械原理課程設計中，要求學生利用相關機械CAD相關軟件（Pro/E或者SolidWorks軟件）完成相關機構的運動分析，這樣使學生既鞏固了理論知識，又加強了相關軟件的操作技能培訓；同樣，機械設計課程設計過程中，也要求學生利用機械CAD相關軟件完成某些零件的設計，并進行強度分析以及優(yōu)化設計。

（2）強化學生示范作用，做到以點帶面。組織學生積極參加大學生機械創(chuàng)新設計大賽、全國3D建模大賽等。學生利用機械CAD/CAM技術完成設計、動畫演示，極大提升了學生的實踐動手能力。近幾年，我校學生在相關賽事中都取得了不錯成績。以此帶動更多的學生積極地加入到機械CAD/CAM技術的團隊中來。

（3）完善評價體系，促進人才培養(yǎng)的良性循環(huán)。機械專業(yè)是個傳統(tǒng)專業(yè)，但機械CAD/CAM技術的發(fā)展很快，充滿活力。為了保證學生就業(yè)的數量和質量，必須根據企業(yè)的需求以及學生的期望，選擇合適的機械CAD/CAM技術，完成對學生的培養(yǎng)。因此，建立了企業(yè)、學校和學生三方良性互動的人才培養(yǎng)評價體系，可以始終保持人才培養(yǎng)的合理性。

5 結語

獨立學院唯有在人才培養(yǎng)的“特色、質量、創(chuàng)新”三個方面下功夫，才能真正地在社會上立穩(wěn)腳跟，才能培養(yǎng)出社會所需的合格人才。只有通過不斷地對教學內容和教學方法進行改革，激發(fā)了學生的學習興趣，使學生的相關技能得到很大的提高，同時提高了學生的從業(yè)競爭力。很好地實現了獨立學院培養(yǎng)應用型人才的目標。

課題來源：（1）湖北省教育科學“十一五”規(guī)劃課題（2010B274），（2）湖北省高等學校省級教學研究項目（20114 77）（3）武漢工業(yè)學院工商學院教研課題（2010JY001一般）

參考文獻

[1] 王偉.“機械原理”實踐教學環(huán)節(jié)的改革與探索[J].中國教育研究論壇，2009（11）：20-21.

[2] 張融，文友先，劉漢霞.獨立學院機械類本科人才培養(yǎng)模式的研究與實踐[C].武漢工業(yè)學院工商學院文集，2010：28-31.

[3] 劉明杰，康瑜，張玥等.獨立學院機械CAD/CAM課程體系的構建與教學實踐研究[C].機械類課程報告論壇論文集，2010：208-211.

[4] 王偉，張融等.以培養(yǎng)學生工程實踐能力為主線的獨立學院機械CAD/CAM課程的教學改革與研究[C].機械類課程報告論壇論文集，2011.