應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的CAD教學(xué)研究

張新杰　周建強(qiáng)

【摘 要】CAD課程是農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)的專業(yè)課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法應(yīng)該和應(yīng)用實(shí)際緊密相連。本文分析了在應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的CAD教學(xué)中存在的一些問題，對應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的CAD的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進(jìn)行了研究，旨在提高學(xué)生運(yùn)用CAD知識解決工程實(shí)際問題的能力。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)機(jī)化；CAD；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

CAD技術(shù)作為杰出的工程技術(shù)成就，已廣泛地應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)的各個領(lǐng)域，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。與傳統(tǒng)繪圖方法相比，CAD具備速度快、效率高、精度好、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，這讓它漸漸替代了傳統(tǒng)的手工畫圖方式，現(xiàn)在幾乎所有企業(yè)都使用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)，越來越多的企業(yè)需要一線的技術(shù)人員能熟練掌握CAD技術(shù)。因此，國內(nèi)大多數(shù)高等院校都相繼開設(shè)了二維和三維CAD教學(xué)課程[1]。

農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)作為我校機(jī)電工程學(xué)院的重點(diǎn)專業(yè)，其二維和三維CAD課程陸續(xù)開出。在應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下，如何進(jìn)行有效的CAD教學(xué)，以提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，是CAD教學(xué)中必須面對的問題。本文研究了農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)的CAD課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法存在的問題，并提出了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革。

一、CAD教學(xué)現(xiàn)狀

（1）三維設(shè)計(jì)僅限于建模。生產(chǎn)實(shí)踐中，二維CAD主要完成繪圖功能，而三維CAD軟件中具有相當(dāng)多的模塊和功能，三維CAD圖不僅僅是圖形功能，還可以進(jìn)行運(yùn)動仿真和運(yùn)動分析，進(jìn)行干涉檢查，進(jìn)行公差設(shè)計(jì)以及CAE分析，分析工程構(gòu)件的受力和變形。除此之外，制造時(shí)，其三維零件圖還要用來編程加工，而編程加工時(shí)，需要根據(jù)加工要求選擇圖形要素，而幾何要素選取的方便與否與畫圖方式有關(guān)，在三維軟件中，同一個型體，同時(shí)選中， 不能隨意分割，因此在繪圖時(shí)，必須考慮加工工藝。因此， CAD教學(xué)中的教學(xué)內(nèi)容不是孤立的[1]。

（2）綜合實(shí)例選擇偏離具體專業(yè)，與專業(yè)聯(lián)系不密切。在教學(xué)實(shí)例的選擇上，主講教師通常會選擇一些常見物品作為載體，載體間無相互聯(lián)系?；蛘哌x用教材的通用例子作為教學(xué)載體，學(xué)生在校期間所學(xué)基礎(chǔ)知識十分扎實(shí)，但到具體工作崗位后解決實(shí)際問題的能力較差，其原因是教學(xué)中引用的工程實(shí)例較少，教學(xué)不能基于相應(yīng)的專業(yè)工程項(xiàng)目來設(shè)計(jì)教學(xué)情境，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

（3）在教學(xué)過程中，學(xué)生缺乏主動性和積極性。由于CAD涉及了多門課程，包括機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)、模具設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床加工等技術(shù)，因此對該課程要求較高，學(xué)習(xí)的難度也比較大。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，雖然主觀愿望想學(xué)，但是長期以來形成的習(xí)慣，總是希望老師能在課堂上講解所有的東西，缺乏學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

因此，研究面向農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)與制造的CAD教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，注重軟件功能模塊間的相互聯(lián)系，改善教學(xué)方法、增強(qiáng)工程素質(zhì)教育，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。是三維CAD教學(xué)中亟待解決的問題。通過教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改進(jìn)，提高學(xué)生的思維能力和實(shí)際操作技能，增強(qiáng)他們理論聯(lián)系實(shí)際的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，使學(xué)生養(yǎng)成善于觀察、獨(dú)立分析和解決問題的習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生的技能、磨礪意志、活躍思維和擴(kuò)展視野[2]。

二、CAD教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革

（1）研究二維草繪模塊、實(shí)體造型及裝配模塊教學(xué)的連貫性。在三維CAD設(shè)計(jì)中，首先要建立二維草圖，建立二維草圖時(shí)，要考慮實(shí)體造型，而前二者又與裝配相聯(lián)系，建立合理的裝配關(guān)系。在教學(xué)順序上合理地穿插進(jìn)行，效果更好。

（2）確定與學(xué)時(shí)相適應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和與實(shí)際工作緊密相連的教學(xué)模塊。在三維CAD造型過程中，有許多方法，其中包括基本方法和快捷方法，建立草圖的方法也很多，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，優(yōu)選這些方法，是保證質(zhì)量的同時(shí)，提高教學(xué)效率和效果所必須的。調(diào)研農(nóng)機(jī)制造公司，研究三維CAD眾多的模塊中，哪些是生產(chǎn)實(shí)踐中使用較為頻繁的，除了基本造型特征方法外，還有一些是可選擇的項(xiàng)目，比如，如何利用參數(shù)驅(qū)動功能進(jìn)行系列化零件設(shè)計(jì)、零件的特征管理與修復(fù)、鈑金特征建模、工程圖的轉(zhuǎn)換、設(shè)計(jì)順序（自上而下或自下而上或中間設(shè)計(jì)）等。因此，有必要通過對企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，確定教學(xué)模塊的選擇順序[3]。

（3）研究草圖和建模特征在不同零件類型中的適用場合。在三維CAD軟件中，要完成同一形體，其造型方法是相當(dāng)多的，但各有優(yōu)缺點(diǎn)，尤其是如何考慮構(gòu)件后面的造型，會涉及到建立一些參考點(diǎn)、參考平面等，如果前面的草圖和造型方法不合適，會影響后面的造型效率，甚至丟失一些參考幾何體，出現(xiàn)“懸空”現(xiàn)象。因此，如何考慮前后聯(lián)系的造型方法和建立草圖的選擇就成為本課題研究的內(nèi)容之一，將這些教授給學(xué)生是十分必要的。

（4）教學(xué)中貫徹以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。以學(xué)生操作為主線，布置任務(wù)，學(xué)生分組討論決策，練習(xí)特征造型，最后獨(dú)立完成任務(wù)。學(xué)生邊學(xué)邊做，老師邊導(dǎo)邊教，學(xué)生在操作過程中發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，項(xiàng)目完成后進(jìn)行技術(shù)對比、技術(shù)總結(jié)。老師引導(dǎo)學(xué)生分析問題、解決問題，集中分析難點(diǎn)、提供技術(shù)指導(dǎo)。并緊跟先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向，將有關(guān)先進(jìn)制造技術(shù)方面的新技術(shù)、新工藝傳授給學(xué)生，使學(xué)生掌握最新的技術(shù)發(fā)展動態(tài)。采取設(shè)問、提問、反問等方式調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。授課中以講明基本概念為原則，講授、練習(xí)、示范相結(jié)合[4]。

（5）教學(xué)過程中，以典型學(xué)習(xí)任務(wù)、工作過程為課程內(nèi)容的核心，形成學(xué)習(xí)項(xiàng)目或課題，并將之根據(jù)職業(yè)能力形成的規(guī)律，進(jìn)行組合和順序編排，確定學(xué)習(xí)情境。采用引導(dǎo)教學(xué)法、小組協(xié)助教學(xué)法、案例教學(xué)法、示范教學(xué)法，“理論-實(shí)踐-創(chuàng)作”一體化的教學(xué)模式，以典型農(nóng)業(yè)機(jī)械項(xiàng)目為工作任務(wù)進(jìn)行模塊化項(xiàng)目教學(xué)，教學(xué)過程基于產(chǎn)品的工作流程[5-6]。

三、結(jié)語

在科技技術(shù)快速發(fā)展的今天，CAD作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其教學(xué)必須密切聯(lián)系實(shí)際，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法要與時(shí)俱進(jìn)。本文研究了我校農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)的CAD課程教學(xué)，指出了其在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法中存在的問題，并提出了CAD教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革方法。在教學(xué)中堅(jiān)持教學(xué)和工程實(shí)際的聯(lián)系，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)他們理論聯(lián)系實(shí)際的能力，以培養(yǎng)工程技術(shù)的應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)：

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