計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革創(chuàng)新研究與實(shí)踐

煙承梅

摘 要：在多年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，筆者所在學(xué)校老師針對(duì)高職院校機(jī)電設(shè)備維修與管理專業(yè)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程，構(gòu)建了該課程整體設(shè)計(jì)及單元設(shè)計(jì)，主要從教學(xué)模式、教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、首次課設(shè)計(jì)、末次課設(shè)計(jì)、考核方案等方面出發(fā)，設(shè)計(jì)了這門(mén)課程的教學(xué)改革實(shí)施方案。多年的實(shí)踐教學(xué)證明，該實(shí)施方案能夠增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力，提升教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 項(xiàng)目教學(xué) 課程改革實(shí)踐

在多年的實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生們能利用繪圖軟件繪圖，大多是照葫蘆畫(huà)瓢，在教師的演示下能完成任務(wù)，如果換一張圖紙或者一個(gè)實(shí)物讓學(xué)生們繪制，大部分同學(xué)都不知從何入手，可見(jiàn)學(xué)生們并不能真正掌握三維造型的能力。在多數(shù)高職院校中，三維軟件課程大多采用的是傳統(tǒng)教學(xué)方法，即先講解軟件，介紹軟件的各種命令，最后再介紹一個(gè)案例，讓學(xué)生們照著教師的思路去做一遍，這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式既不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又扼殺了學(xué)生們思考建模思路及方法的能力。

為了改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性，充分發(fā)揮學(xué)生們的主觀能動(dòng)性，筆者設(shè)計(jì)了一套計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程的教學(xué)實(shí)施方案。

一、能力訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程主要選擇平行虎鉗各零件模型的設(shè)計(jì)、工程圖設(shè)計(jì)與裝配設(shè)計(jì)（46學(xué)時(shí)）為本課的貫穿綜合訓(xùn)練項(xiàng)目，通過(guò)平行虎鉗各個(gè)零件草圖的繪制、三維模型的造型、工程圖設(shè)計(jì)和裝配體設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）能力。同時(shí)考慮到學(xué)生訓(xùn)練的需要和知識(shí)的全面性，增加高腳杯（4學(xué)時(shí)）、螺旋槳（6學(xué)時(shí)）、肥皂盒（4學(xué)時(shí)）等零件模型（項(xiàng)目）作為能力訓(xùn)練的補(bǔ)充。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程的能力訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)計(jì)舉例如下：

1.平行虎鉗

一是鉗口板零件建模。

能力目標(biāo)：能安裝和啟動(dòng)solidworks，操作基本菜單;掌握文件的建立和調(diào)用;能用點(diǎn)、直線、圓弧等草圖繪制實(shí)體繪制草圖;能使用拉伸特征建立模型;掌握異型孔的建立方法。

知識(shí)目標(biāo)：機(jī)械CAD/CAM的基本概念;點(diǎn)、直線繪制選項(xiàng);拉伸特征選項(xiàng);異型孔特征選項(xiàng)。

訓(xùn)練方式、手段及步驟：界面熟悉;文件存取;直線圖形的繪制;矩形的繪制;尺寸標(biāo)注;拉伸特征的建立;異型孔的建立。

二是活動(dòng)鉗身零件建模。

能力目標(biāo)：能通過(guò)圖紙分析活動(dòng)鉗身的建模步驟;能獨(dú)立繪制各特征的草圖，并能完全定義草圖;能利用基本特征建立模型;鞏固和掌握異型孔的建立方法。

知識(shí)目標(biāo)：實(shí)體建模方法——草圖共享法;拉伸特征各選項(xiàng);理解原點(diǎn)在草圖中的定位;繪制基本幾何圖形;草圖添加約束;草圖繪制平面的選擇。

訓(xùn)練方式、手段及步驟：草圖的完全定義;提示零件建模的步驟;分析每步建模中如何選擇草圖繪制平面;活動(dòng)鉗身的模型建立。

三是環(huán)零件建模。

能力目標(biāo)：能通過(guò)圖紙分析環(huán)零件建模的步驟;能繪制出旋轉(zhuǎn)特征的草圖，并完全定義草圖;能使用旋轉(zhuǎn)特征建立模型;能使用拉伸切除特征建立孔。

知識(shí)目標(biāo)：草圖的繪制與尺寸的標(biāo)注;旋轉(zhuǎn)特征各選項(xiàng);拉伸切除各選項(xiàng)。

訓(xùn)練方式、手段及步驟：提示零件建模的思路;草圖的繪制;旋轉(zhuǎn)特征的應(yīng)用;拉伸切除特征的應(yīng)用;環(huán)零件模型的建立。

四是螺母零件建模。

能力目標(biāo)：通過(guò)螺母工程圖紙分析最優(yōu)建模步驟;理清各特征的草圖繪制平面之間的關(guān)系;綜合運(yùn)用拉伸和旋轉(zhuǎn)特征;能正確建立螺紋孔。

知識(shí)目標(biāo)：螺母各草圖的繪制;草圖繪制平面的選擇;螺紋孔選項(xiàng)。

訓(xùn)練方式、手段及步驟：分析螺母建模的思路;螺母各部分所用的特征;選擇每個(gè)特征的草圖繪制平面;建立螺紋孔;螺母零件的建模。

五是固定鉗身零件建模。

能力目標(biāo)：通過(guò)固定鉗身工程圖紙分析最優(yōu)建模步驟;確定零件各部分的尺寸;能綜合運(yùn)用各特征繪制模型;能對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)的檢查與修復(fù)。

知識(shí)目標(biāo)：固定鉗身零件各草圖的繪制;鞏固各個(gè)特征的應(yīng)用;鞏固草圖繪制平面的選擇。

訓(xùn)練方式、手段及步驟：分析固定鉗身建模的思路;分析固定鉗身各部分的關(guān)系及尺寸;選擇每個(gè)特征的草圖繪制平面;固定鉗身零件建模。

2.高腳杯

能力目標(biāo)：掌握掃描特征的建立方法;能正確地添加穿透幾何關(guān)系;能正確地選擇輪廓與路徑的草圖繪制平面。

知識(shí)目標(biāo)：掃描特征的各選項(xiàng);穿透幾何關(guān)系;掃描特征必備的條件。

訓(xùn)練方式、手段及步驟：分析高腳杯模型;確定高腳杯需要幾個(gè)草圖;確定高腳杯輪廓、路徑、引導(dǎo)線的草圖繪制平面;繪制輪廓、路徑、引導(dǎo)線草圖;利用掃描特征建立高腳杯模型。

3.螺旋槳

能力目標(biāo)：理解建模思路;能正確地添加穿透幾何關(guān)系;能正確地選擇輪廓的草圖繪制平面。

知識(shí)目標(biāo)：放樣命令的操作方法;穿透幾何關(guān)系;放樣特征必備的條件。

訓(xùn)練方式、手段及步驟：分析螺旋槳零件建模的思路;繪制放樣特征的輪廓草圖;實(shí)現(xiàn)面到面的放樣;螺旋槳零件模型的設(shè)計(jì)。

4.肥皂盒

能力目標(biāo)：理解零件建模思路;能正確繪制變半徑圓角;正確繪制筋特征的草圖。

知識(shí)目標(biāo)：筋的建立方法;圓角的建立方法;抽殼的建立方法。

訓(xùn)練方式、手段及步驟：分析肥皂盒零件建模的思路;繪制肥皂盒的基體;等半徑、變半徑圓角的繪制;抽殼特征;筋特征;肥皂盒零件模型的設(shè)計(jì)。

二、首次課教學(xué)設(shè)計(jì)

1.本課程基本情況介紹（10分鐘）

安排上機(jī)位置，講解上機(jī)紀(jì)律。

教師自我介紹、學(xué)生自我介紹。

介紹Solidworks軟件的安裝與啟動(dòng)。

講明本課程的知識(shí)、能力目標(biāo)。

講明考核方式。

介紹教材、相關(guān)參考資料。

2.導(dǎo)入教學(xué)主題（75分鐘）

一是通過(guò)壓力盤(pán)模型的演示，激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。（20分鐘）

二是讓學(xué)生根據(jù)自己喜歡的模型建立相應(yīng)的三維模型，并且列舉幾個(gè)往屆學(xué)生建立的模型。（55分鐘）

這里列出的作品是在班級(jí)中做得比較好的作品，雖然有的學(xué)生做的比較簡(jiǎn)單，但是能全身心地去做，能調(diào)動(dòng)學(xué)生們的積極性。

3.總結(jié)（5分鐘）

本課主要讓同學(xué)們熟悉solidworks基本界面和簡(jiǎn)單零件模型的建立思路，三視圖的靈活運(yùn)用是基礎(chǔ)。

三、末次課教學(xué)設(shè)計(jì)

1.讓同學(xué)們從U盤(pán)中尋找本學(xué)期所建的所有模型（10分鐘）

學(xué)生按要求尋找。

2.教師列舉所有的模型。（30分鐘）

平行虎鉗裝配圖及相應(yīng)的零件圖。

補(bǔ)充的模型圖。

相應(yīng)零件的工程圖。

3.讓學(xué)生向大家展示完成的本課程以外的一些任務(wù)與建模（45分鐘）

例如：17級(jí)機(jī)電設(shè)備一、二、三班各有20%的同學(xué)利用課外時(shí)間建立磨床虎鉗，還有許多學(xué)生課余時(shí)間完成的一些模型，如步槍、米老鼠等等。

4.總結(jié)（5分鐘）

本課程主要通過(guò)平行虎鉗這個(gè)大的項(xiàng)目學(xué)習(xí)了建模、工程圖、裝配體三大模塊，另通過(guò)高腳杯、螺旋槳、肥皂盒這幾個(gè)小項(xiàng)目對(duì)整個(gè)課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了補(bǔ)充。學(xué)生們?cè)诒菊n程的學(xué)習(xí)過(guò)程中表現(xiàn)出了很高的積極性，有的學(xué)生利用課余時(shí)間建了許多模型，這一點(diǎn)值得表?yè)P(yáng)和肯定。雖然本學(xué)期課程結(jié)束了，但是這門(mén)課程永無(wú)止境，希望學(xué)生們利用課余時(shí)間加強(qiáng)練習(xí)，以取得更好的成績(jī)。

四、考核方案設(shè)計(jì)

考核依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，把知識(shí)考核作為補(bǔ)充，力求能測(cè)試出學(xué)生的真實(shí)

水平。

本課程的考核分為三個(gè)模塊。

1.平時(shí)成績(jī)（20%）

課堂上的表現(xiàn)、到課情況、課上遵守紀(jì)律以及上課積極參與活動(dòng)等情況。

2.階段性考核（30%）

每節(jié)課上傳所有單元任務(wù)，隨堂評(píng)分，最終計(jì)算總成績(jī)，學(xué)生當(dāng)場(chǎng)能看到自己的成績(jī)，既能體現(xiàn)公平又能激勵(lì)學(xué)生。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：每個(gè)項(xiàng)目滿分10分，根據(jù)每位同學(xué)完成項(xiàng)目的情況給分，最后取總分折算成30分。

每個(gè)上課的班級(jí)都會(huì)有階段性考核的隨堂考核表。

3.期末考試（50%）

參加全國(guó)信息化工程師認(rèn)證考試，以考證成績(jī)作為期末考試成績(jī)，60分以上者可以申請(qǐng)獲得全國(guó)信息化工程師證書(shū)。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)學(xué)生們考試的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)給評(píng)分，滿分100分，折算成50分作為期末考試的成績(jī)。

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（作者單位：山東輕工職業(yè)學(xué)院）