以CAD/CAM技術(shù)培養(yǎng)機(jī)械類人才的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力

葉建華　曾壽金

摘要：本文提出將CAD/CAM技術(shù)作為機(jī)械類人才培養(yǎng)的重要手段，進(jìn)行培養(yǎng)過程的深層次改革，實(shí)現(xiàn)人才的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升。通過CAD/CAM技術(shù)與教學(xué)環(huán)節(jié)的融合，構(gòu)建以CAD/CAM技術(shù)軟件為載體，理論與實(shí)踐結(jié)合、全程培養(yǎng)與階段強(qiáng)化相輔、課內(nèi)與課外互補(bǔ)的立體化教學(xué)模式。通過變革教學(xué)方法，引入技術(shù)技能認(rèn)證考試，增強(qiáng)學(xué)生的技術(shù)技能與就業(yè)能力。開拓課外實(shí)踐平臺(tái)，創(chuàng)建創(chuàng)新協(xié)會(huì)，融合學(xué)科競(jìng)賽，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：CAD/CAM技術(shù)；信息素養(yǎng)；創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）17-0124-02

一、引言

隨著我國(guó)制造業(yè)信息化的不斷發(fā)展，已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)字化和信息交流的網(wǎng)絡(luò)化過程，革新了傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法、制造模式和工作方式，使機(jī)械專業(yè)的教育生存與發(fā)展環(huán)境發(fā)生了根本變化，對(duì)人才能力需求產(chǎn)生重要影響，具備高信息素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才受到企業(yè)的青睞。CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造）技術(shù)是制造業(yè)信息化的核心技術(shù)，服務(wù)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、加工、測(cè)量以及數(shù)據(jù)管理等環(huán)節(jié)，是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。CAD/CAM應(yīng)用軟件是CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的集中體現(xiàn)，是高信息素養(yǎng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要技術(shù)手段。因此本文提出以制造業(yè)高信息素養(yǎng)人才的需求為導(dǎo)向，把以CAD/CAM技術(shù)為代表的制造業(yè)信息化技術(shù)作為人才培養(yǎng)的技術(shù)支撐，對(duì)人才培養(yǎng)的全過程進(jìn)行深層次的改革，構(gòu)建基于CAD/CAM技術(shù)的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系。

二、構(gòu)建以CAD/CAM技術(shù)為支撐的立體化教學(xué)模式

緊跟CAD/CAM技術(shù)發(fā)展步伐，結(jié)合行業(yè)企業(yè)對(duì)高信息素養(yǎng)創(chuàng)新人才的需要和機(jī)械類專業(yè)重產(chǎn)業(yè)集合、重實(shí)踐應(yīng)用的特點(diǎn)，以結(jié)構(gòu)主義課程理念為指導(dǎo)，在縱、橫兩個(gè)方向上構(gòu)建以CAD/CAM技術(shù)軟件為載體，理論與實(shí)踐結(jié)合、全程培養(yǎng)與階段強(qiáng)化相輔、課內(nèi)與課外互補(bǔ)的立體化教學(xué)模式。在機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)課程中，借助CAD/CAM應(yīng)用軟件實(shí)施體驗(yàn)教學(xué)，搭建理論教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用的橋梁；在與CAD/CAM技術(shù)直接相關(guān)的課程中，引入式項(xiàng)目教學(xué)法構(gòu)建專業(yè)學(xué)習(xí)共同體，實(shí)現(xiàn)CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用強(qiáng)化和知識(shí)的自我建構(gòu)；在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，加強(qiáng)CAD/CAM技術(shù)的融合應(yīng)用，培養(yǎng)解決實(shí)際工程問題的能力；引入資格認(rèn)證考試，培養(yǎng)職業(yè)技能；通過協(xié)會(huì)拓展第二課堂發(fā)覺潛能，增強(qiáng)創(chuàng)新能力。

三、以CAD/CAM技術(shù)塑造高信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的具體舉措

1.CAD/CAM技術(shù)與機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)的有機(jī)整合。CAD/CAM技術(shù)包含計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工程、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等內(nèi)容，與機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料、有限元分析、材料力學(xué)、機(jī)械制造工藝學(xué)、數(shù)控技術(shù)等專業(yè)課程緊密相關(guān)。通過調(diào)整教學(xué)方法、教學(xué)手段，進(jìn)行CAD/CAM技術(shù)與具體課程的深層次整合。通過CAD/CAM應(yīng)用軟件構(gòu)建體驗(yàn)式學(xué)習(xí)方法，使難以掌握、枯燥的知識(shí)變得直觀、生動(dòng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，并通過長(zhǎng)期的熏陶培養(yǎng)學(xué)生利用CAD/CAM應(yīng)用軟件解決工程問題的意識(shí)。如：利用三維幾何建模和二維工程制圖功能輔助機(jī)械制圖，把復(fù)雜、抽象的空間轉(zhuǎn)換變成簡(jiǎn)單、具體的關(guān)系映射；借助三維設(shè)計(jì)和動(dòng)畫仿真技術(shù)建立三維虛擬教具，輔助機(jī)械原理課程的教學(xué)；通過機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真功能輔助機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)；利用計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)的工程數(shù)值分析能力，輔助機(jī)械工程材料、材料力學(xué)等課程的教學(xué)；利用計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)技術(shù)解決現(xiàn)代數(shù)控工藝教學(xué)案例不足的問題；利用計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)輔助數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控自動(dòng)化編程的能力；等等。

2.引入式項(xiàng)目教學(xué)法構(gòu)建專業(yè)學(xué)習(xí)共同體，形成特色鮮明的“CAD/CAM技術(shù)”課程體系。“CAD/CAM技術(shù)”課程體系是融合CAD/CAM技術(shù)培養(yǎng)高信息素養(yǎng)創(chuàng)新人才的核心環(huán)節(jié)，是現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造工具應(yīng)用能力和創(chuàng)新觀念集中培養(yǎng)的強(qiáng)化階段，涉及CAD/CAM的基礎(chǔ)原理和CAD/CAM工具軟件的應(yīng)用。提出以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向、以知識(shí)結(jié)構(gòu)為框架、以職業(yè)能力為主線、以學(xué)習(xí)共同體為支持進(jìn)行課程的總體設(shè)計(jì)。緊跟前沿技術(shù)不斷更新課程內(nèi)容，響應(yīng)行業(yè)現(xiàn)狀及時(shí)更新所教軟件的版本。以引入式項(xiàng)目教學(xué)法開展教學(xué)，采用實(shí)際案例，以項(xiàng)目的開展、實(shí)施為主線組織教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生搭建知識(shí)的框架。在工具軟件教學(xué)中注重方法和流程的教學(xué)。在學(xué)習(xí)過程中注重培養(yǎng)信息化思維能力和自主學(xué)習(xí)能力，構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體，教師充當(dāng)引導(dǎo)的角色，學(xué)生互助、自發(fā)學(xué)習(xí)。

3.以CAD/CAM技術(shù)軟件為工具開展實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)際應(yīng)用能力。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生解決不確定實(shí)際問題能力的關(guān)鍵，也是培養(yǎng)學(xué)生的信息敏感度、信息技術(shù)綜合利用能力的核心，提出把CAD/CAM技術(shù)貫穿于機(jī)械專業(yè)各教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中。在變速箱設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、加工實(shí)訓(xùn)、綜合實(shí)訓(xùn)等各教學(xué)環(huán)節(jié)中，以主流的CAD/CAM應(yīng)用軟件作為工具，通過軟件的支撐完成實(shí)踐環(huán)節(jié)，從而培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用現(xiàn)代的信息化工具解決工程問題的能力。如在變速箱的設(shè)計(jì)中，利用Pro/E軟件作為設(shè)計(jì)工具，利用參數(shù)化建?；焖俳⒉煌?guī)格的齒輪，利用裝配模塊建立產(chǎn)品的裝配模型，利用運(yùn)動(dòng)模塊仿真變速箱的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用分析模塊進(jìn)行變速箱的受力分析，并基于分析結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)的輕量化優(yōu)化。把Pro/E軟件設(shè)計(jì)的三維模型轉(zhuǎn)換成二維工程圖，并借助AutoCAD軟件進(jìn)行工程圖的完善。通過在不同階段的課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用相應(yīng)的主流CAD/CAM技術(shù)軟件，并建構(gòu)不同形式的實(shí)踐學(xué)習(xí)共同體，通過同學(xué)間的相互協(xié)作、共同學(xué)習(xí)，完成知識(shí)能力的自我建構(gòu)、吸收和綜合應(yīng)用。

4.引入資格認(rèn)證考試，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能，提高就業(yè)能力。以“機(jī)械制圖”、“CAD/CAM應(yīng)用軟件”等課程為依托，引入國(guó)家三維CAD應(yīng)用工程師認(rèn)證考試。制定以證代考、以證換學(xué)分等多種方式、鼓勵(lì)學(xué)生參加權(quán)威性的資格認(rèn)證考試。一方面利用認(rèn)證考試體系的規(guī)范性、權(quán)威性指導(dǎo)人才培養(yǎng)方案的制定，提升教學(xué)層次體系。另一方面可以提高學(xué)生的工具軟件的使用技能和就業(yè)的認(rèn)可度。

5.通過第二課堂教學(xué)，發(fā)掘?qū)W生潛能。通過組建三維創(chuàng)新設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)、組織興趣小組，構(gòu)建第二課堂教學(xué)平臺(tái)，廣泛吸收、接納對(duì)制造業(yè)信息化技術(shù)感興趣的學(xué)生。召集、組建不同形式的學(xué)習(xí)興趣小組，通過三維創(chuàng)新協(xié)會(huì)以傳、幫、帶的方式，不斷地培養(yǎng)以CAD/CAM技術(shù)解決工程實(shí)際問題的能力，發(fā)揮學(xué)生潛能，提升學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。組織、鼓勵(lì)學(xué)生參加各種賽事，指導(dǎo)學(xué)生參與教師的課題項(xiàng)目，通過校企合作平臺(tái)讓學(xué)生入住企業(yè)參與企業(yè)的技改項(xiàng)目等，不斷發(fā)掘、培養(yǎng)學(xué)生的共同協(xié)作能力、信息化處理與應(yīng)用能力、以及自主創(chuàng)新能力。

四、結(jié)束語

立足于教學(xué)模式改革，形成以CAD/CAM技術(shù)為支撐的立體化教學(xué)模式，以潛移默化的方式全面培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，解決理論教學(xué)脫離企業(yè)需求、工程實(shí)際應(yīng)用的問題。通過CAD/CAM技術(shù)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)與機(jī)械類專業(yè)教學(xué)的有機(jī)整合，使課堂教學(xué)信息化、工程化。通過建構(gòu)不同形式的學(xué)習(xí)共同體，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)的自我建構(gòu)能力；融合職業(yè)技能認(rèn)證與學(xué)科競(jìng)賽，并通過第二課程平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能、團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新能力，解決應(yīng)用型本科培養(yǎng)出的人才與企業(yè)崗位需求不一致的問題。經(jīng)過近三年的教學(xué)實(shí)踐，取得了顯著的效果，培養(yǎng)的學(xué)生頗受企業(yè)歡迎，機(jī)械類專業(yè)的就業(yè)率保持在98%以上。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳代武，彭智朝，羊四清，等.現(xiàn)代信息技術(shù)與精品課程深層次整合的思考[J].中國(guó)教育信息化，2011，（3）：9-12.

[2]葉建華，曾壽金，黃衛(wèi)東，江吉彬，李志鴻.應(yīng)用型本科基于CADCAM技術(shù)的教學(xué)研究[J].福建工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，（8）：405-408.

[3]李文燕，雷玲，盧青.CAD/CAM軟件教學(xué)應(yīng)用[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2009，31（9）：11-13.

[4]戴雪芬.CAD/CAM教學(xué)改革初探[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009，（21）：182-183.

[5]王偉.機(jī)械工程專業(yè)以機(jī)械CAD/CAM技術(shù)為主線的教學(xué)體系構(gòu)建[J].機(jī)械工程，2012，（10）：159-161.