高职CAD/CAM课程教学改革的探讨

摘要：通过阐述和分析传统高职CAD/CAM教学面临的问题，文章结合CAD/CAM课程教学中的体会，对课程目标、课程内容、教学方法以及考试方式等方面对教学进行了改革，以提高学生的动手能力和创新能力。

关键词：CAD/CAM课程 教育模式 改革

0 前言

当今世界，随着科学技术的突飞猛进，CAD/CAM技术的应用领域越来越广泛，尤其在机械、电子、建筑等领域，这就要求各个学校培养出能在生产一线上从事设计、制造、检测、技术开发、指导和经营管理等方面的工程应用型人才，重点培养学生应用新技术、新工艺解决实际工程问题的动手能力。而较多的学校在具体教学时理论教学内容过于陈旧、理论与实践教学环节严重脱节、没有把CAD/CAM技术结合到相应的工程项目中等现象，因此，要对CAD/CAM课程理念、课程目标定位、课程内容、课程结构模式、教学方法等多方面进行改革，从学生、知识、社会需求三方面入手，根据企业需求制定合理的CAD/CAM课程人才培养目标，突出课程特色，培养受企业欢迎的、实践能力强的高职人才。

1 课程理念与目标定位

CAD/CAM软件是数控技术的重要组成部分，也是现代制造的主要应用工具。作为制造加工的应用工具，就应当突出它在生产中的应用性和实用性，CAD/CAM 课程的教学目标是为企业解决实际的产品设计和制造问题。企业要求学生能熟练应用软件完成产品的造型设计、工艺设计、仿真加工、实际加工等一系列的问题。这些环节都是企业在实际生产环节需要面临的问题。

高职的数控、模具等专业要加强CAD/CAM的教学，要根据CAD/CAM（软件）技术的发展更新教学内容，适当增加课时。不仅要单独开设CAD/CAM课，还应根据专业需要在相关课程和教学内容中提出CAD/CAM的要求，如在课程设计中应要求学生使用计算机进行设计和绘图，使学生在其他课程的学习过程中不断应用CAD/CAM技术，真正达到“能用”、“会用”的目的。毕业设计与毕业论文应力争结合生产实际选题，采用CAD等先进手段进行开发性设计，这样既能培养学生的实际工作能力，提高学生掌握现代设计方法与现代设计手段的技能，又能充分发掘学生的创新潜能。

对于数控专业的学生，必须熟练掌握产品的三维设计、CAD/CAM与数控自动编程等方面的知识；对于模具专业的学生，必须熟练掌握造型及应用CAD/CAM软件进行注塑冲压模具的设计与制造。

2 教学内容的改革

CAD/CAM涉及计算机图形学、数控加工技术、计算机仿真、最优化设计、计算机信息集成技术等多门课程，是理论性和实践性都很强的综合性课程，具体教学时内容应体现知识的系统性、完整性、先进性和实用性，要兼顾理论和实践教学环节，并适当加强实践性环节。

2.1课程内容更新

CAD/CAM技术是数控专业的一门主要的课程，可以分为三部分，即AutoCAD、机械CAD、机械CAM。AutoCAD是计算机辅助设计基础，在这个过程中学生主要掌握对零件图的读图、二维工程图的绘制；机械CAD是计算机辅助设计的应用，能够运用大型集成软件对产品进行三维设计并进行装配的过程，并对产品进行结构的优化；机械CAM是计算机辅助制造的综合应用，利用CAD/CAM软件对设计出来产品的各个零件产生加工轨迹，模拟加工全过程，实现后置处理，并输出数控加工代码到数控机床完成零件的加工。在教学中，以工程应用为主线，以UG软件应用为教学平台，对CAD/CAM内容进行整体优化，加以创新处理，突出理论与实践的结合，处理好传统与先进、理论与实际应用之间的关系，挖掘学生的潜能，突出学生工程实践能力和创新设计能力的培养。以数控专业为例，图1为CAD/CAM课程实践部分的教学内容。

2.2加强实践教学

CAD/CAM课程是理论和实践都很强的综合性课程，教学内容需涵盖对学生知识、能力、素质等多方面的培养。在讲授理论知识时，就应该结合CAD/CAM软件的一些操作来进行讲解，边讲边练，讲授、示范、练习相结合。实践教学内容应适应不同专业培养目标的要求，因材施教。但是，对于任何专业首先是对CAD/CAM软件三维造型的操作练习。对于数控专业，要培养学生的数控编程及数控机床操作的能力；而对于模具专业，主要培养学生的模具设计的能力，并能够根据零件精度的要求进行制造。以数控专业为例，图2为CAD/CAM实践教学环节的教学内容。

3 教学方法的改革

3.1 采用项目教学法进行课程教学

传统的教学方法主要是讲解CAD/CAM应用软件的一些命令，或者命令的操作步骤，例如讲授实体建模时，只是给学生讲解长方体、球、圆台、键槽、拉伸、旋转等建模的方法，虽然给学生一些实践让他们去练习，但是学生并没有领会应该在什么时候采用拉伸的建模方法，什么时候采用其它的建模方法。在教学中采用项目教学法进行课程教学，对于这些建模的方法，我们只需要花少量的时间向学生介绍就可以了，而多采用工程中设计的零件或者加工的零件为实例，让学生进行建模并加工出来，让学生自己去思考去总结软件命令的应用，有利于培养学生发现问题、解决问题的能力。这样，到具体工作岗位后才能适应所使用的CAD/CAM软件与学校学的不一样或版本不同等情况，能够更快解决实际的工程问题。

3.2实行一体化教学

改变过去传统的理论教学与实践教学分开的教学方式，将教学课堂移至CAD/CAM实训实验室进行讲解，实行“教、学、练”的结合，在教学中以理论为基础，以某一高端软件为教学实验平台，在软件教学讲解时溶入具体的理论知识，从而生动形象地让学生树立信息集成等先进制造技术理念。例如，当讲授到图形变换时，可以采用CAD/CAM软件中对图形的平移、旋转、比例等变换进行讲解，容易让学生理解图形的变换过程，把枯燥的矩阵融入到操作之中；当讲授到实体建模的几种不同的建模方法时，仅依靠理论的文字学生很难理解，也可以采用CAD/CAM软件进行演示讲解，达到比较好的效果；在讲解参数化特征建模时，从介绍它的特点和意义入手，结合几何学和机构学等知识讲解参数化特征建模的理论方法，并以UG软件为平台，用参数化特征建模的方法建立一个统一数字化产品模型，在建立的过程中定义特征元素的参数和元素间的约束，保存建立的图素，并且成为以后修改模型参数的基础。让学生直观了解参数化造型技术可以“量身定做”需要的产品模型。

另外，在教学过程中，可以演示机械产品中的主轴、齿轮、变速箱等常用零部件的设计和加工实例。通过这些典型零件为主线开展教学，使学生熟悉产品建模、工艺设计、自动编程、仿真加工、机床设置等现代先进制造的全过程。利用学校现代工程训练中心，实行开放式管理，学生自选作品进行设计加工，培养学生独立分析、解决工程问题的实践能力和创新能力。

3.3分层次教学

对于不同的学生，CAD成绩必定出现“好、中、弱”的阶梯式现象。如果我们采用传统教学的“一锅煮”，势必会造成学习出现如下的不良现象：好层的学生“吃不饱”，中层的学生“吃不消”，弱层的学生“吃不下”。长期如此，则会造成教学质量下降。因此把握好学生的真实状况，合理划分层次，采取相应的方式方法进行组织教学，才能保证教学质量的稳步提高。分层次包括教学目标的分层设置、练习题的分层完成以及考核方法的分层评价等几个方面。

3.4 结合其它课程设计和毕业设计提高CAD/CAM的使用

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随着CAD/CAM技术的普及，CAD/CAM软件的使用已成为工科学生学习机械类专业必须掌握的一种学习工具。进行CAD/CAM软件实验课程教学模式和实践研究，以培养学生创新能力、工程实践应用为重点，提高学生的工程实践能力。

另一方面也可以在其它的课程中，尤其是一些课程设计的课程中，如《机械设计基础课程设计》、《机制工艺与夹具课程设计》、《数控加工工艺与编程课程设计》等课程的设计都可以利用CAD/CAM软件来完成，提高CAD/CAM软件的使用，提高机房的利用率。通过大量实际训练，使学生掌握CAD/CAM在本专业各项设计与建造中的应用。在接触各种实际的和模拟的设计与建造课题的过程中，提高分析、解决问题的能力。

4 改变学习评价体系

成绩的评定不能只以平时成绩加上期末考试来总评，而是对其实际能力进行全面的评价，坚持知识、能力、技能考核并重，以能力和技能为主的原则。学生成绩可由多个部分按照不同权值组成，包括平时成绩、完成各个项目各个模块的质量、期末考试。在平时各个项目的练习中，要养成独立操作、独立思考的能力。考核方式既侧重学生对理论知识的掌握程度，又突出对解决实际工程问题能力的培养。

5 结束语

CAD/CAM技术的迅速发展，为了培养培养受企业欢迎的、实践能力强的高职人才，本文对CAD/CAM课程的教学进行了改革的探讨，对教学内容、教学方法以及评价模式进行了改革，强化技能训练，改进教学方法，激发学生热情，培养学生独立思考、分析问题、解决问题的能力。

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