CAD/CAM应用技术课程教学改革探讨

【摘要】分析CAD／CAM应用技术课程的特点，从合理组织教学内容、采用多样化教学方式以及提高教师教学水平三方面进行CAD／CAM应用技术课程教学改革。

【关键词】CAD／CAM应用技术课程教学改革

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2012）10C-0150-02

CAD／CAM即计算机辅助设计与制造，是利用计算机技术实现机械设计和制造技术相互渗透、相互结合的多学科综合性的技术。近几年来，CAD／CAM应用技术已成为高校机械类专业一门重要的专业基础类课程，该课程主要讲述CAD／CAM的基本概念、计算机辅助产品三维造型设计和计算机辅助零件数控编程方法、应用实例等，力图使学生对CAD／CAM这门学科有较全面的了解，掌握计算机辅助造型设计和计算机辅助数控编程的基本方法，其主要目标是培养和锻炼学生利用CAD／CAM技术解决实际工程问题的能力。由于CAD／CAM应用技术课程自身的独特性，目前在教学内容、教学方式等方面均处于探索阶段，本文试图对该课程教学内容和教学方式等方面进行改革。

一、CAD／CAM应用技术课程的特点

（一）综合性

CAD／CAM技术是一门综合性的计算机辅助设计和制造自动化应用技术，已经广泛应用于产品生产过程中的产品设计、工艺设计和生产实施各阶段，如零件三维实体建模及二维视图的绘制、虚拟装配、工艺参数及规程的制定以及数控编程和仿真加工等。课程的内容主要涉及CAD／CAM系统组成及其软硬件、CAD／CAM软件基础、计算机辅助工艺规程设计以及数控技术几方面的知识。因而学习该课程时，学生必须具备计算机方面的基础知识，同时必须熟悉和掌握工艺规程设计及数控编程方面的知识。该课程的授课也对教师提出了更高的要求，一方面，要求教师具备机械制图、工艺规划及数控加工等方面的专业知识，同时还要利用CAD／CAM软件将这些知识应用于具体的产品设计和加工过程中。另一方面，要求教师在讲课时充分考虑学生的知识基础、理解和接受能力。

（二）实践性

CAD／CAM技术的载体是成熟、完善的CAD／CAM应用软件，如常见的Pro／E、UG、SolidWorks、MasterCAM、CAXA制造工程师等。这些应用软件集成了零件三维实体建模、虚拟装配及数控加工编程方面的功能，已经广泛应用于航空航天、汽车、船舶、机械、电子等各个领域。因此，为使学生做好未来从事机械设计和制造、数控机床编程、操作及技术管理等工作岗位的前期准备，CAD／CAM应用技术课程以培养学生的CAD／CAM软件应用能力为重点，突出基本操作的训练，强调培养学生的软件应用技能。

（三）挑战性

随着计算机技术的发展，CAD／CAM技术的应用由最初的适用于工作站逐步发展到以小型机、微型机为主机的CAD／CAM系统，伴随着应用性越来越广泛的同时其功能也日趋强大和完善。功能从最初的二维平面绘图到能够对各种具有复杂曲面形状的物体进行三维建模，以及通过描述走刀轨迹的方法来实现计算机辅助数控编程，CAD／CAM技术逐步向着集成化、智能化、网络化以及标准化的方向发展。因此，CAD／CAM应用技术课程教学对于教师来说极具挑战性，不仅要求教师具有良好的专业知识和专业技能，还要求教师不断学习CAD／CAM技术新的内容和功能，在教学过程中适度把握教材和教学内容，及时更新和不断完善课程的教学内容。

二、CAD／CAM应用技术课程教学改革措施

（一）合理组织教学内容

CAD／CAM应用技术课程内容主要包括零件的三维实体建模、曲面的创建、加工工艺规划及数控仿真加工和编程。在有限的教学课时中，理论课时应占少数，主要介绍CAD／CAM技术相关的背景知识和发展应用情况。对于加工工艺规划及数控仿真加工和编程，由于涉及相关的专业知识，应根据学生学习情况进行选择，保证难度适中，使学生容易理解和接受。零件的三维实体建模、曲面的创建是课程教学中的主要内容和重点，这部分内容的教学是逐步从二维平面绘图阶段过渡到三维实体以及复杂曲面造型的过程，使学生对CAD／CAM技术手段有更深层次的理解。同时该部分内容也是联系后续数控编程的桥梁。总之，在组织教学内容时，应明确课程的教学目标，做到内容全面、重点突出。

（二）采用多样化的教学方式

纯粹的理论教学一方面容易使学生产生厌烦心理，不利于学生持续深入的学习，无法实现课程的培养目标；另一方面容易脱离实践，不能锻炼学生学以致用的能力。因此，应将理论与工程实际相结合，采用多样化的教学方法，并且合理有效利用现代化教学手段和学校教学资源。

首先，教学方法应灵活多变，即根据不同的教学内容采用不同的教学方法。在CAD／CAM整个课程的学习过程中，可以项目为载体来驱动整个教学过程的进行。在具体针对某个学习任务时，如在草绘模块，将制图的基础知识融合进来，加速学生对绘图基本技巧的掌握；在零件设计模块中加入机械设计基础的内容，将机械设计基础上涉及的一些简单零件进行绘制，使学生在熟悉的零件绘制中提高学习兴趣；在装配设计中则以项目设计为主导，先将一些熟悉的设备如减速箱的装配进行学习，再选择一些经典的项目进行深化学习；在仿真加工模块，则和学校的实训中心结合在一起，在电脑中仿真加工后，再到实训车间进行具体的加工操作，使学生能从虚拟的加工环境转换到实实在在的手动操作，将理论用于实践。此外，不再采用传统的一个学生一台电脑的教学模式，这种模式虽然学生练习的机会会比较多，但学生之间交流讨论的机会较少。因此，在学生熟悉了常用的一些功能后，开始给出任务，让大家分组讨论，研究确定出最合理的设计方案。这种讨论的方式不仅可增强学生学习的积极性，而且可提高学生的团结协作能力。

其次，应充分利用现代化教学手段和学校现有教学资源。一是充分发挥多媒体教学手段的优势。多媒体教学具有教学内容生动、丰富的特点，可以将各种信息，如图片、动画演示、视频等运用于教学。在讲述CAD／CAM技术的一些基本概念及发展、应用情况时，通过收集尽量多的图片、视频等素材，可以增强学生的切身感受、加深学生印象，同时能够激发学生学习的兴趣和热情。二是充分利用学校现有教学资源。目前，很多高校都具备了信息化、网络化的教学和管理所需的硬件设备，这为开发CAD／CAM应用技术课程教学网站提供了条件。利用开发的课程网络教学资源，学生可以浏览教师的电子教案，课程素材、典型实例及解答；也可以在线提问，以及对教师的教学方法提出意见和建议。因此，利用网络化的教学方式不仅可以增强师生课后的联系，还能够丰富学生获取信息的渠道、培养学生自学的能力。学校的教学资源还包括完善的实习实训设施，课程的部分内容可以在实训室进行现场教学，如通过CAD／CAM应用软件自动生成零件的数控加工程序，通过教师现场指导进行实物的加工，这对学生熟悉工厂加工环境，尽快适应将来的工作岗位具有积极的意义。

（三）提高教师教学水平

CAD／CAM技术是一门综合性强，并且不断发展的现代设计与制造技术。要讲好这门课，教师必须对课程内容和其他相关课程知识有深入的了解和掌握，同时还应积极参加相关的科研活动及培训，以科研促进教学能力的提高。此外，教师还可通过和其他教师进行讨论、相互学习各自教学中的长处来提升自己的授课能力和水平。同时，应充分重视学生提出的意见和建议，以学生为中心，围绕学生及时改进自己的教学方法和方式。

实践证明，进行以上教学改革后，CAD～AM应用技术课程教学取得了一定的效果。为适应科学技术及学科建设的不断发展，以及工作岗位对人才培养的要求日益提高，还需要不断地总结经验，继续探讨教学改革的方法，将教学工作做得更好。

（责编　吴筱）

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