《機械CAD/CAM》課程教學(xué)方法探討

張博　馬志凱　孔德剛　張淼劉景艷、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院　、河北科技學(xué)院

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《機械CAD/CAM》課程教學(xué)方法探討

張博1馬志凱1孔德剛1張淼1劉景艷2
1、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院2、河北科技學(xué)院

摘要：《機械 CAD/CAM》是機械專業(yè)開設(shè)的專業(yè)課程。在教學(xué)過程中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足，教學(xué)重理論輕實踐等問題導(dǎo)致教學(xué)效果不佳，筆者從課堂教學(xué)、實踐環(huán)節(jié)、考核方式上總結(jié)出了改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：機械；CAD/CAM；教學(xué)方法

1　引言

計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）技術(shù)是隨著計算機和數(shù)字化信息技術(shù)發(fā)展而形成的新技術(shù)，具有知識密集、學(xué)科交叉、綜合性強等特點，是目前世界科技領(lǐng)域的前沿課題。CAD/CAM技術(shù)的推廣應(yīng)用不僅為制造業(yè)帶來了巨大的社會效益和經(jīng)濟效益，而且已逐漸從一門新興技術(shù)發(fā)展成為規(guī)模龐大的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用人才需求正不斷增加，學(xué)習(xí)和掌握CAD/CAM的原理、方法與技術(shù)，適應(yīng)形勢的發(fā)展和社會的需要是現(xiàn)代技術(shù)人員的基本要求。相應(yīng)地，因此各大院校都開設(shè)了《CAD/CAM》這門課程，希望通過這門課使學(xué)生了解這門機械技術(shù)，培養(yǎng)相應(yīng)工程領(lǐng)域的技術(shù)性人才。這門課主要講述CAD/CAM系統(tǒng)的組成、原理以及CAD/CAM在機械設(shè)計、制造中的應(yīng)用。在計算機科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，CAD/CAM技術(shù)已成為工廠、企業(yè)、科研單位提高技術(shù)創(chuàng)新能力，加快產(chǎn)品開發(fā)速度，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化，增強社會競爭力的一項必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。對于將來想從事相關(guān)專業(yè)的技術(shù)型人才的學(xué)生來說，只掌握少量軟件難以滿足社會需要，不僅要系統(tǒng)地掌握CAD/CAM的基本理論和一些專門的應(yīng)用軟件，如Solid-edge、UG、Pro/E、CAXA、Solidworks等運用，利用這些專業(yè)軟件解決實際工程當(dāng)中的產(chǎn)品設(shè)計和制造等等問題［123］。而且工程技術(shù)人才還要對CAD/CAM系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)及其集成有一定的造詣。而現(xiàn)有的CAD/CAM課程教學(xué)由于受課時、條件等等限制，在基本理論方面注重得多一些，而在應(yīng)用上只是在上機實驗操作中涉及有限的、單一的軟件使用，導(dǎo)致學(xué)生在課堂上不容易接受這些枯燥的理論，不利于興趣的培養(yǎng)，在實踐當(dāng)中受到的訓(xùn)練又不足，最終不易掌握CAD/CAM的基本方法，致使教學(xué)效果不佳。因此，要改進(jìn)CAD/CAM課程的教學(xué)方法，強調(diào)CAD/CAM軟件的重要性和綜合運用，著重提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

2　從課堂教學(xué)方面來講

該課程主要內(nèi)容有CAD/CAM軟、硬件結(jié)構(gòu)與組成、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫管理、計算機圖形學(xué)、建模技術(shù)、CAD/CAPP/CAM集成和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）等。內(nèi)容比較廣，有著多學(xué)科交叉的特點。但是，在目前的機械類專業(yè)教學(xué)計劃中，該門課程大多處于考查課的地位，學(xué)時不能得到保證，很難在規(guī)定的時間內(nèi)將本課程內(nèi)容詳細(xì)地介紹給學(xué)生，從而導(dǎo)致很多章節(jié)只能是蜻蜓點水，沒有多余時間與進(jìn)行詳細(xì)講述，更談不上與學(xué)生交流，導(dǎo)致學(xué)生對具體章節(jié)只知其一不知其二。教師在課堂教學(xué)時較多依賴?yán)碚撔缘慕滩模瑢W(xué)生普遍認(rèn)為課程理論較多且抽象，例如曲線與曲面部分，枯燥的數(shù)學(xué)描述，總讓學(xué)生覺得很難理解，學(xué)習(xí)后感覺學(xué)習(xí)效果差，興趣提不起來，當(dāng)然提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，變被動接受為主動探索也就無從談起。針對這樣一種現(xiàn)狀，有必要改進(jìn)課堂教學(xué)方法，將課堂教學(xué)與課程的實踐環(huán)節(jié)有機地結(jié)合起來，并充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，真正做到自主學(xué)習(xí)［4］。

在進(jìn)行課堂教學(xué)時，針對多學(xué)科交叉的這一現(xiàn)實情況，在講授理論知識之前要了解學(xué)生的專業(yè)情況主要是了解學(xué)生都學(xué)過了哪些和本課程相關(guān)的專業(yè)課程，比如說本課程里有關(guān)于CAM的內(nèi)容和《數(shù)控技術(shù)》關(guān)系很密切，還如在講授圖形處理時，又與矩陣相關(guān)，等等，可以將這些內(nèi)容對學(xué)生強調(diào)，這樣既可以加強本課程與其他課程的關(guān)系，又可以使學(xué)生感受到這不是一門非常陌生的課程，與以前學(xué)過的內(nèi)容有很多是相通的，這樣可以使學(xué)生消除一些畏難心理，使得學(xué)生從心理上慢慢接受這門課。在講授理論的同時不能忽視實用性方面，畢竟理論知識是為了在實踐當(dāng)中運用，不能紙上談兵，教師可以結(jié)合相關(guān)企業(yè)的工程實踐，以現(xiàn)實當(dāng)中耳熟能詳?shù)膶嶋H產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)為內(nèi)容進(jìn)行講解，注意理論介紹與生產(chǎn)實際相結(jié)合。在講到某個具體的知識點時，教師可以結(jié)合一些同學(xué)們感興趣的話題具體闡述概念和原理，比如說機械專業(yè)和國防息息相關(guān)，而軍事又是男同學(xué)們普遍感興趣的話題，教師可以不拘泥于課本，多擴展一些知識面，用學(xué)生可以接受的方式，講一些武器等和機械相關(guān)的奇聞趣事，講完后再提一些和課程有關(guān)的問題，這樣會使課堂的凝聚力得到極大的提升，學(xué)生的興趣就會被激發(fā)，會自然而然地投入到思考當(dāng)中［5］。

3　從實踐教學(xué)來講

要更加重視這門課程，提高它在專業(yè)課程中的重要性，增加實踐環(huán)節(jié)占該課總課時的比重?？梢园才爬碚摵蜕蠙C交替進(jìn)行的方式，這樣學(xué)生的練習(xí)和老師的講解可以相輔相成，相得益彰，學(xué)生通過上機操作保證了對課上所講內(nèi)容的溫習(xí)。要指導(dǎo)學(xué)生帶著和生產(chǎn)實際相關(guān)聯(lián)的任務(wù)進(jìn)行上機實踐，不能局限于只掌握CAD/CAM的基本原理，上機更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，要從基礎(chǔ)做起，可以Pro/E、UG、MasterCAM等著名應(yīng)用軟件為主要工具，從每一個小零件做起，獨立完成工作過程。通過實踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生系統(tǒng)地感受CAD/CAM系統(tǒng)的工作氛圍，切身體會它的基本理論，教師既要盡量使學(xué)生培養(yǎng)自己獨當(dāng)一面的能力，獨立完成，培養(yǎng)自學(xué)能力，自己通過摸索出來的思路是最深刻的；又要隨時監(jiān)控學(xué)生的掌握情況，做到有針對性地進(jìn)行指導(dǎo)，提高課程的教學(xué)質(zhì)量。在實驗過程中教師要給予學(xué)生認(rèn)真細(xì)致的指導(dǎo)，詳細(xì)了解學(xué)生的實踐情況［6］。

僅僅完成上機實踐是不夠的，畢竟學(xué)生將來要走向工作崗位，要發(fā)揮應(yīng)有的作用，僅僅學(xué)會某些軟件還沒有萬事大吉。要真正走出校門走向企業(yè)了解企業(yè)需求信息，根據(jù)企業(yè)需求培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力。這個環(huán)節(jié)可以使學(xué)生通過數(shù)控機床等硬件的操作，在實踐中掌握實際零件的CAD/CAM理論，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生動手解決實際問題的能力，培養(yǎng)滿足社會需求的應(yīng)用型人才。保證基地學(xué)員能全方位地接受CAD/CAM應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

可以在保證各項安全的前提下盡可能地為學(xué)生創(chuàng)造走出校門的機會，這樣可以提前讓學(xué)生適應(yīng)企業(yè)的氛圍，了解市場的需求和動態(tài)，從而提前進(jìn)入狀態(tài)。學(xué)習(xí)CAD/CAM這門課程不是為了學(xué)而學(xué)，要在熟練操作應(yīng)用軟件的程度上提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，多接受新鮮事物，與實際生產(chǎn)結(jié)合，才能發(fā)揮效益。如能做到這些則是一個互利共贏的局面，對學(xué)校和企業(yè)的發(fā)展，對解決學(xué)生就業(yè)問題都能起到好的作用。

除了對學(xué)生的要求，對教師也要有一定要求，CAD/CAM課程內(nèi)容涉及面廣，發(fā)展日新月異，這就要求教師及時從這個知識爆炸的時代汲取能量，不斷充電。大多數(shù)教師缺乏豐富的機械行業(yè)工作經(jīng)驗，實踐能力有限，需要教師尤其在這個方面提升自己?？梢怨膭顚I(yè)教師與企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行合作，了解和學(xué)習(xí)當(dāng)今的先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗，與市場同步，還可以邀請企業(yè)專家來校進(jìn)行演講或者指導(dǎo)學(xué)生實習(xí)等，“引進(jìn)來，走出去”，各取所長，建設(shè)一支素質(zhì)過硬的教師隊伍，有了這些“底氣”，教師的講授才會吸引更多的學(xué)生，才能讓以往枯燥無味的課程變得有趣，有意義［7］。

4　從考試角度來講

鑒于這門課的特點，以往的一張卷閉卷考試的方法已經(jīng)過時，教師要及時革新考核手段?？梢圆捎霉P試與上機、答辯相結(jié)合的方法。教師可將每次上機實踐結(jié)束時的考核成績綜合考慮作為期末評定學(xué)生最終成績的依據(jù)；筆試可以充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，出一些和生產(chǎn)實際有關(guān)的靈活的問題，可以做到開卷考試，這樣既可以考察學(xué)生查資料歸納總結(jié)的能力，盡可能體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新精神，又可以避免學(xué)生作弊的客觀可能。還可以增加分組答辯的模式，答辯過程中培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神、創(chuàng)新意識和口頭表達(dá)能力。

5　結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，各種新技術(shù)新理論層出不窮，市場對畢業(yè)生的要求也是水漲船高，這就要求學(xué)生不僅有較好的專業(yè)基礎(chǔ)，而且要求學(xué)生具備更高的實踐能力和創(chuàng)新意識，才能夠在激烈的市場競爭中立于不敗之地，客觀上這就對教師講授機械CAD/CAM課程提出了更高的要求，那么教學(xué)方法和教學(xué)手段就要不斷地豐富、發(fā)展和創(chuàng)新，這樣才能最大程度地提高學(xué)生在CAD/CAM方面的水平。

參考文獻(xiàn)：

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［3］申先甲，李艷平.談?wù)勎锢韺W(xué)史在素質(zhì)教育中的作用［J］.大學(xué)物理，2000，19（11）∶36-40.

［4］曹建樹.應(yīng)用型本科“CAD/CAM”課程的教學(xué)改革與實踐［J］.實驗室研究與探索，2010，29（5）∶105-107.

［5］肖乾.機械 CAD/CAM 教學(xué)改革初探［J］.華東交通大學(xué)學(xué)報，2007，24：107-109

［6］宋敏.機械 CAD/CAM課程教學(xué)改革與實踐［J］.吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2013，29（11）∶79-80.

［7］王祎才.高職院?！稒C械 CAD/CAM》課程教學(xué)改革研究［J］.中國包裝工業(yè)，2012，12∶40-41.

作者簡介∶張博，1986年出生，河北保定人，工學(xué)碩士，助教，研究方向：CAD/CAM技術(shù)及應(yīng)用。