農(nóng)林類院校計算機輔助設(shè)計及應(yīng)用公選課教學(xué)改革研究

熊平原， 王 毅

(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院機電工程學(xué)院，廣東廣州 510225)

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農(nóng)林類院校計算機輔助設(shè)計及應(yīng)用公選課教學(xué)改革研究

熊平原， 王 毅

(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院機電工程學(xué)院，廣東廣州 510225)

以仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院為例，分析計算機輔助設(shè)計及應(yīng)用公選課程教學(xué)現(xiàn)狀，并結(jié)合農(nóng)林類院校專業(yè)特點，依據(jù)卓越工程師培養(yǎng)要求，提出了課程體系改革思路。

農(nóng)林院校；計算機輔助設(shè)計；公選課；改革

高等農(nóng)林類院校是培養(yǎng)和輸送高素質(zhì)農(nóng)業(yè)科技人才、傳播農(nóng)業(yè)科技知識的重要基地，是地方農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主力軍。農(nóng)林院校應(yīng)堅持立足農(nóng)林，面向“三農(nóng)”，主動適應(yīng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)村社會發(fā)展的需求，努力改革和創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，打造新型農(nóng)業(yè)類“卓越工程師”，為實施國家人才戰(zhàn)略做貢獻(xiàn)。教學(xué)是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，什么樣的教學(xué)就產(chǎn)出什么樣的人才，農(nóng)林院校應(yīng)結(jié)合自身特點，依據(jù)“卓越工程師”培養(yǎng)要求，分析現(xiàn)行教學(xué)中的不足，有針對性的進(jìn)行教學(xué)改革。

計算機輔助設(shè)計及應(yīng)用是部分農(nóng)林類院校開設(shè)的一門公選課，應(yīng)用型強、知識前沿、更新快、與計算機技術(shù)緊密結(jié)合。傳統(tǒng)教學(xué)模式以介紹Autocad軟件為主，講解基本操作和簡單應(yīng)用，內(nèi)容枯燥，專業(yè)應(yīng)用弱，二、三維連貫差，導(dǎo)致課程缺乏知識性、趣味性和應(yīng)用性，教學(xué)效果不佳。

1 教學(xué)現(xiàn)狀分析

以仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院為例，該校自2006年起面向全校開設(shè)計算機輔助設(shè)計與應(yīng)用公選課，設(shè)置27個學(xué)時，1.5個學(xué)分，每學(xué)期1～2個班，每班70人左右，共培養(yǎng)1 680名學(xué)生。筆者分別對近幾年學(xué)生選課目的、課程了解情況、專業(yè)、年級、使用Autocad情況等進(jìn)行了調(diào)查分析(圖1～3)。

由圖1～3可知：①課程了解不足。大部分同學(xué)聽說過該課，對課程內(nèi)容、上課方式、考核形式、使用教程等信息不清楚，更有1/4學(xué)生完全不了解該門課程，只有少數(shù)同學(xué)了解課程教學(xué)內(nèi)容；②選課盲目性。高達(dá)1/3的學(xué)生不是從學(xué)習(xí)軟件、擴展知識面角度選修課程，接近1/5的同學(xué)是為了學(xué)分而來，選課盲目性極其嚴(yán)重，影響學(xué)風(fēng)和上課紀(jì)律；③專業(yè)面廣。藝術(shù)設(shè)計和土木工程人數(shù)居首，有園藝、園林、動物科學(xué)、食品科學(xué)等農(nóng)林類理工科專業(yè)，少量會計、日語等文科學(xué)生，不同專業(yè)學(xué)生對課程認(rèn)識和需求不同，必須全面規(guī)劃課程體系，依據(jù)各專業(yè)特點，制定合理的教學(xué)大綱；④大三學(xué)生為主。高年級學(xué)生已具備該專業(yè)基礎(chǔ)知識，對專業(yè)理解較深，急需尋求一種設(shè)計思想或技術(shù)去解決專業(yè)問題，因此對工程設(shè)計思想要求較高，更期望有具體的實例作為指導(dǎo)，以便舉一反三，應(yīng)用到該專業(yè)工程問題中；⑤軟件水平參差不齊。1/5使用過Autocad軟件，但不熟練，1/4對該軟件一無所知，只有1/10熟練使用該軟件，必須由淺入深，詳略得當(dāng)，體現(xiàn)新意。

傳統(tǒng)教學(xué)模式以知識積累為中心，單純講解軟件使用指令，注重軟件的操作能力，而忽略學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，表現(xiàn)在以下方面：①內(nèi)容分析過于簡單，沒有體現(xiàn)系統(tǒng)概念化設(shè)計思想；②以命名操作為主，與專業(yè)聯(lián)系緊密的案例講解較少；③計算機輔助設(shè)計前沿技術(shù)較少，理論過于陳舊；④二維設(shè)計內(nèi)容偏多，三維設(shè)計理論偏少。學(xué)生普遍感覺到課程枯燥無味，上課容易走神，理論與實際脫節(jié)，不能將所學(xué)知識很好的運用到專業(yè)研究中，缺乏創(chuàng)新設(shè)計能力。

2 改革方案

教學(xué)是一個綜合體，包含教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生主體、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)評價等多維體系，在實際改革過程中應(yīng)遵循“個個擊破，環(huán)環(huán)相扣”的原則。

2.1 修訂教學(xué)大綱計算機輔助設(shè)計是人和計算機相結(jié)合、各盡所長的新型設(shè)計方法，包括數(shù)據(jù)處理、圖形學(xué)基礎(chǔ)、概念設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、有限元分析、計算機仿真、計算機繪圖等，內(nèi)容多、知識廣，在有限課時講解所有知識點顯然很困難，必須參照“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)，修訂教學(xué)大綱，體現(xiàn)側(cè)重性、層次性和實用性。①概論部分，如CAD概述、CAE概述、CAM概述及CAD/CAE/CAM集成技術(shù)的發(fā)展方向等，以講座的形式作概括性介紹，使學(xué)生粗淺地了解計算機輔助設(shè)計學(xué)科的整體發(fā)展?fàn)顩r(2學(xué)時)；②理論部分，如計算機圖形學(xué)、數(shù)據(jù)處理算法、設(shè)計方法等，以簡單實例引導(dǎo)性講解，點到即止，勾勒出知識框架(4學(xué)時)；③實戰(zhàn)部分，如Autocad基本繪圖、UG三維建模、Autocad二次開發(fā)等作為重點，以實例為載體，貫穿設(shè)計思想，分步講解，步步深入(18學(xué)時)；④深度部分，如有限元分析、輔助制造、數(shù)控編程部分等，以汽車某部件為例，介紹流程，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)(3學(xué)時)。

2.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容要深入淺出，以專業(yè)為背景，精選例圖，讓學(xué)生“在學(xué)中做，在做中學(xué)，邊學(xué)邊做”，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

2.2.1基本指令。Autocad基本指令包括坐標(biāo)定義(3種方式)、圖形繪制(直線、圓、多邊形等)、圖形編輯(復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、陣列、修剪等)，如果單純講解指令本身，既枯燥又耗時，可以從三個圖形繪制過程中讓學(xué)生掌握指令使用方法(圖2)。

2.2.2工程圖樣。圖樣是工程技術(shù)人員交流的語言，亦是該課程的重要內(nèi)容。在講解工程圖樣時要遵循“面點俱到，詳略得當(dāng)”，即作為公共選修課，擴展知識面是主要目的，所以工程圖樣的領(lǐng)域要廣，包括機械圖樣、建筑圖樣、園林圖樣、電氣圖樣、服裝圖樣、水利圖樣等，由于圖樣較多，每種圖樣都蘊含潛在的專業(yè)知識，講解耗時耗力，不可能每類圖樣都講解清楚，故只介紹基本繪制方法和設(shè)計思想。但基本設(shè)計思想和繪圖方法對部分同學(xué)來說顯然是不夠的，如土木工程、園林、園藝、工業(yè)工程等專業(yè)學(xué)生，本身已掌握Autocad的基本方法，渴望學(xué)習(xí)新知識，故需依據(jù)選修專業(yè)特點，深入講解園林圖樣、建筑圖樣和機械圖樣，介紹更多的設(shè)計思維和繪圖技巧。

2.2.3三維建模。三維建模是計算機輔助設(shè)計的發(fā)展趨勢，設(shè)計軟件指令較多，操作復(fù)雜。先以Autocad模塊講解三維建模的基本設(shè)計思想和坐標(biāo)變換，后使用UG繪制典型的機械圖形，再將學(xué)生分成5人一組，給定設(shè)計任務(wù)，按照零件圖進(jìn)行三維造型，組內(nèi)自學(xué)運用UG 或CAXA軟件生成數(shù)控代碼，進(jìn)行數(shù)控加工仿真，評選出優(yōu)秀作品，上數(shù)控銑床加工，將零件由圖紙變成現(xiàn)實物品。這樣既能調(diào)動學(xué)生積極性，提高動手能力，也使他們學(xué)習(xí)到了先進(jìn)的設(shè)計和制造方法。

2.3 改進(jìn)考核方式考核是督促學(xué)生學(xué)習(xí)、檢驗教學(xué)效果的一種手段，傳統(tǒng)筆試占70%，考勤占30%的評價模式顯然不適合該課程。擴展知識面、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、掌握基本設(shè)計方法、會使用1～2種設(shè)計軟件是該課程教學(xué)的目標(biāo)，因此建議將課程考核分為課內(nèi)和課外兩部分，具體分配如下：①課內(nèi)部分(占80%)。完成課程基本教學(xué)任務(wù)，考勤(10%)+問答(10%)+平時作業(yè)(40%)+小組作業(yè)(20%)；②課外部分(占20%)。為調(diào)動學(xué)生積極性，以及將計算機輔助設(shè)計與該專業(yè)知識相結(jié)合，特設(shè)課外興趣分，要求學(xué)生依據(jù)目前面臨的某一專業(yè)問題，利用計算機輔助設(shè)計思想，構(gòu)建出其二維圖形和三維造型，以提高其利用計算機輔助設(shè)計軟件解決實際問題的能力。

3 結(jié)語

該文分析了計算機輔助設(shè)計及應(yīng)用公選課課程現(xiàn)狀和改革中的幾個關(guān)鍵點，但課程教學(xué)改革是一個系統(tǒng)工程，還需要學(xué)校各部門和社會力量地積極參與，如教務(wù)處要及時發(fā)布課程大綱，讓學(xué)生全面了解課程信息；計算機中心要有公共開放時間，供學(xué)生上機學(xué)習(xí)；實驗中心能指導(dǎo)學(xué)生使用數(shù)控設(shè)備，加工設(shè)計產(chǎn)品；企業(yè)專家能走進(jìn)課堂，結(jié)合企業(yè)案例，介紹先進(jìn)設(shè)計思想和制造方法等，為該課程教學(xué)改革提供有力保障。

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熊平原(1983- )，男，湖北大悟人，助理研究員，碩士，從事機械設(shè)計制造研究。

2014-11-20

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0517-6611(2015)01-315-02