cad课程教学范文

时间:2023-11-28 04:03:05

cad课程教学

cad课程教学篇1

关键词:水利工程专业 CAD课程 教学改革

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(a)-0065-01

CAD(Computer Aided Design)即计算机辅助设计,是指设计工作人员利用计算机技术和图形处理设备来进行设计工作。随着计算机技术的不断发展,CAD技术也逐渐发展为可集合数字、文字、图形等信息为一体的技术。计算机辅助设计技术在多种设计工程中得到了广泛的应用,比如水利工程、土木工程、隧道及地下工程等等。设计人员利用计算机和CAD,不仅改变了以草图方式为主的传统画图方式,而且大大提高了工作效率、增加了设计精确度,同时设计过程中出现的问题,工作人员可以及时修改和更新。因此掌握CAD技术,是新一代设计工程师必备的基本素质之一。

目前我国正在进行高校工程教育改革工作,面对CAD在工程行业中的发展趋势,为增加本科生的设计技能和创新能力,许多工科类的高等院校根据自身的发展需求,开设了不同类别的CAD课程。作为工程类专业的基础课程,CAD具有明显的学科交叉特点,如何根据各专业的特色开展CAD教学,需要高校不断的研究和探索。CAD自身带有多种技术模块,可以有效提高水利工程设计中的数据运算速度和效率,因此,高校对水利工程专业的CAD课程教学进行研究和改革是十分有意义的。

1 水利工程专业CAD教学存在的问题

1.1 教学方法不灵活,教学内容与专业联系不紧密

教师在CAD教课的过程中大多以课本理论为主,,忽视了水利工程的专业特色,不能够结合实例进行讲解,教学方法不够灵活。这样的教学方式难以满足学生的专业要求和实践要求,降低了学生的学习积极性。

另外高校中多采用多媒体教学,有PPT讲解、电脑演示等教学方式。教师通常将课程的知识点列在课件上,然后逐点讲解。这样的教学方法虽然课程要点明确清楚,但是显得过于机械化,不够灵活。而学生对授课的内容和形式有更多的期望,比如希望看到细节的演示操作等等。因此,CAD课程的教学方法要多做改变,以方便学生的理解和运用。

1.2 CAD课程内容滞后

科学技术在不断发展,CAD的技术和版本也在不断更新。但是教师的教学内容却相对落后,使得学生难以跟上最新的CAD步伐,无法将所学知识与实际情况结合。另外水利工程专业的毕业生多参与一线的CAD制图设计工作,教学内容的滞后降低了他们对最新CAD软件的操作和应用能力,这对刚参加工作的学生来说,是工作自信心的打击。

1.3 学生对CAD的掌握薄弱

由于CAD是一门实践课程,在课程安排时需要合理安排教学课时和实践课时。但是在实际的CAD教学中,教师大多采用命令讲解式授课方法,留给学生的上机练习时间较少,且练习也以复习巩固讲授的命令为主。这样造成了学生CAD软件操作不熟练,难以综合运用各个命令。很多学生对绘图的基本要领掌握不牢,对于水利工程专业图纸的绘制更是不了解,甚至无从下手,绘出的图纸不够规范,问题频出。

2 水利工程专业CAD课程教学改革措施

鉴于水利工程专业CAD课程的教学中所存在问题,CAD教学改革的重点应放在教学内容,同时建立具有水利工程专业特色的CAD教学新体系。

2.1 教学重点突出,课程内容与专业应用紧密结合

首先,鉴于工程制图是CAD课程的基础课程,教师在工程制图课程中要合理选择教学内容,注重规范学生的制图标准和制图方式。教师在知识点的讲解中,要紧密集合水利工程的专业图纸,传授水利工程图纸中常见的表达方法,对图纸设计中的常见问题要作为讲课的重点,旨在培养学生的读图识图能力。

其次,原理与应用相结合,徒手绘图、尺规绘图与电脑绘图相结合。高校内设置的CAD课程多以电脑绘图的方式为主,在这一过程中,教师适当的加入徒手绘图和尺规绘图,既可以帮助学生巩固制图规范,又有助于学生对原理的理解,进一步熟悉水利专业的图纸,调动起学生的绘图积极性。

2.2 培养学生独立思考能力

注重学生独立思考和发散思维的培养。对于同一方案,不同的学生的设计方案可能是不同的,教师不应片面、单纯的以经验做判断,要帮助学生进行分析,只要方案设计合理,设计目的明确,绘图规范清楚,都应给学生鼓励。另外教师要摒弃滞后的CAD知识,不断更新和推广CAD软件。教师在结合水利专业的特色对CAD绘图方法、技巧进行讲解的过程中,要融入先进的CAD软件,鼓励学生主动学习CAD的应用,调动学生主动学习、自主学习的积极性。课后作业要以水利工程专业的特点为基础,鼓励学生动手设计,独立完成任务。

2.3 根据教育需求,灵活调整教学目标和教学方式

水利工程专业CAD课程的教学改革不是一蹴而就的,需要综合多个方面的因素。确立水利工程CAD课程的教学目标首先要分析、研究水利工程的设计模式,根据CAD技术的发展和工程的实际需求动态的调整教学内容,进而有目的性的安排教学目标、教学内容和教材。尤其要做好教材的配套建设,这时因为滞后的制图知识无法满足不断更新的CAD技术和工程设计需求。因此,需要教师根据CAD技术和CAD软件的发展,结合水利工程项目的特点、施工原则、规范等因素,选择合适的CAD教材。

最后,实现教学一体化的课程模式。在CAD的课堂教学中,教师以水利工程项目为背景,将CAD绘制的实际工程图纸作为主线,把CAD绘图知识、水利工程项目设计标准、规范以及水利工程项目的实际情况这三个方面融为一体,可以实现水利工程专业基础知识与实践内容的结合,有助于培养学生项目设计的CAD应用能力和整体思考能力。

3 结语

在高校的水利工程专业中对CAD课程进行的改革,已取得了良好的效果。通过改革,CAD课程在不增加教学课时的情况下,实现了CAD的课程体系、教学目标、教学内容、教学方式和课程实践等构架科学合理,课程的难易点清晰明确,学生对CAD的掌握能力和绘图能力有了很大的提高。教学改革的实施,有力保障了水利工程专业学生对传统工程知识的掌握,并提高了学生的工程设计能力和CAD应用能力,对学生的日后工作有很大的帮助作用。

参考文献

[1] 芦晓峰,杨玉艳.水利工程制图课程教学改革的实践与探讨[J].科技创新导报,2012(30):178-179.

[2] 韩冬梅.水利工程专业CAD课程教学改革探讨[J].科技信息,2013(13):264,282.

[3] 张彦.论CAD在水利工程制图与设计上的应用[J].科技创业家,2013(10):135.

[4] 闫治国,鲁嘉星,聂欣尧,等.隧道及地下工程专业CAD课程教学模式研究[J].高等建筑教育,2012(6):136-138.

cad课程教学篇2

关键词 高等职业教育 环境工程CAD 项目化教学 课程改革

中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.03.040

Abstract Occupation-guided and competence-based, project curriculum is the core of curriculum reform in higher vocational education. Environmental engineering CAD is an important course to environment specialty in higher vocational college. Guided by the occupational activities, project teaching reform of environmental engineering CAD was carried out. Highlighting competence objective, student subject and project carrier, the curriculum integrated with knowledge, theory and practice was developed. The reform improved the teaching effect and strengthened the students' employment competitiveness.

Key words higher vocational education; environmental engineering CAD; project teaching; curriculum reform

1 课程项目化教学改革背景

课程是高等职业院校教学的最主要载体,课程建设与改革是提高高等职业教育教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点。高等职业教育培养的是面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高素质技能型专门人才。高等职业院校课程教学改革的核心理念是能力本位原则,实现该理念的主要手段是项目课程:围绕能力目标,用项目任务进行训练,同时学习知识、培养良好职业素质。AutoCAD 即Auto Computer Aided Design(计算机辅助设计)是美国Autodesk 公司开发的计算机辅助绘图和设计软件。随着计算机技术的飞速发展,AutoCAD在环境行业的工程设计中应用日益广泛,环境行业对具有较高AutoCAD应用技能的人才表现出强烈的市场需求。环境工程CAD课程是环境类高职学生一门重要的专业课程,苏州农业职业技术学院目前在环境工程技术、环境监测与治理技术等环境类专业均有开设。该课程传统教学模式基本上是先按教材的内容和顺序逐一讲授命令使用和注意点,课程末尾再排入专业工程图纸绘制,专业应用性不强,难以与环境类高职学生实际行业能力相对应。以能力本位作为切入点的环境工程CAD课程项目化教学改革研究对高职环境教育发展具有深远的现实意义。

2 课程项目化教学改革思路

根据环境行业所涵盖的岗位群对环境类专业人才的需求进行职业能力分析,以职业活动为导向,开展环境工程CAD课程的项目化教学改革,突出课程的能力目标,以学生为主体,以素质为基础,改革课程的内容和顺序,设计课程项目,以项目任务为主要载体,设计项目化教学过程,开发知识、理论和实践一体化的课程,建立突出职业能力培养的项目化课程标准,使学生真正掌握从事环境行业相关岗位所必需的计算机辅助设计的职业综合能力,全面提升学生的就业竞争力。

3 课程项目化教学改革内容

3.1 课程目标

按照“以人为本、德育为先、能力为重和全面发展”的国家教育发展的战略主题,按照“以服务为宗旨,以就业为导向”的国家职业教育发展目标,高等职业院校培养的学生应当具有良好的职业道德和职业素质,应当具有熟练的职业技能,走上职业岗位之后具备持续发展的能力,还应当具有扎实的、系统的专业应用知识。为了达到高等职业教育的培养目标,首先要为课程寻找恰当的教学目标。课程的教学目标一般包括能力目标、知识目标和素质目标三类,其中能力目标的分析和设计是能力本位的项目课程设计的基本要求。高等职业教育课程教学的最终目标,就是具有在职业岗位上解决实际问题的综合能力,要求学生掌握技术、知识,去完成某种指定的实际工作。高等职业教育应当突出能力目标,以职业岗位需求为根据,首先确定课程的能力目标,能力目标必须具体、可操作、可检验。课程知识目标是实现能力目标所需的相关具体知识,要体现“必须、够用”原则,突出知识为职业能力、职业素质服务。通过对环境行业相关岗位的调研,确定环境工程CAD课程主要面向的是环保类工程公司设计部门的工程设计与绘图相关岗位,这些岗位对CAD技术的要求主要是在满足专业制图标准和规范的前提下,绘制出符合环境行业要求的专业图纸,以此确定课程的能力目标:能综合运用计算机AutoCAD软件,根据专业制图标准和规范,进行环境行业工程绘图和工程设计,具备平面布置图、管道布置图、高程图、典型处理设施构筑物等各项设计图纸的绘图能力,满足未来环境行业相关岗位计算机辅助设计职业能力实际需求。确定能力目标后再确定课程相应的知识目标和素质目标,将所有这些目标体现在能力训练项目中。

3.2 课程内容

高等职业教育课程的内容以职业活动为导向、以工作过程为导向,而教材的内容往往是按照知识体系或叙述体系设计的,课程的内容和顺序不能仅仅以教材为准,必须在教材的基础上进行二次开发,从以知识的逻辑线索为依据转变成以职业活动的工作过程为依据,以项目任务为课程内容的主要载体。设计课程项目要紧紧围绕职业能力目标的实现,尽可能取材于职业岗位活动和实际工作流程;项目数量要合适,要具有实用性、典型性、覆盖性、综合性、趣味性、挑战性、可行性,项目最终要有可检验的成果;要充分发掘项目的承载能力,使课程教学项目承担能力训练、知识学习和道德养成的多项工作。从环境行业职业岗位计算机辅助设计能力实用需求出发,对环境工程CAD课程的内容从应用的角度进行新的、系统化的改造,把环境行业职业活动领域里具有代表性的实际工程图纸的绘制工作精心设计成几个由浅入深、相互关联的课程项目,包括课内项目和课外并行项目,同时以项目需求为主要依据,将AutoCAD分散命令、专业制图标准和规范等课程涉及的知识内容融合到专业绘图项目中。由简到繁编排项目顺序,项目涉及的能力点和知识点逐步增加,学生独立完成的内容逐渐增加,难度逐渐加大。

3.3 课程实施

在项目课程的实施过程中,要求课程实施过程一体化。一体化的课程教学方式,指的是知识、理论、实践的一体化,教、学、做的一体化,做事与做人的一体化,是高效率、高质量的高等职业教育课程教学方式。课程教学项目是一体化教学的最佳载体。项目课程中存在两条线索,分别是项目的专业技术工作线索和能力训练、知识学习、素养养成的学习线索。设计一体化教学过程,必须对课程中的项目线索和学习线索进行统筹设计,两条线索相互支撑、相互促进,整个课程以具体的项目工作为实践背景,课程从项目工作引入,学生边做边学,将训练能力、学习知识、养成良好的职业道德和职业素质统一在项目的实施过程中,课程的能力目标、知识目标和素质目标,都在一体化的过程中达到。环境工程CAD课程的教学全部安排在实训室实施,每位学生一台计算机,实现了课程时间、地点、内容、教师的一体化,有利于教学做一体化教学实施。实训室在建设时就考虑到了分组教学的需要,可以根据机房布局,将学生合理分为若干组并分别设定为项目组,由各组自己命名(如某环保工程公司设计部某项目组),组长设定为项目组经理,组员设定为项目组设计人员,教师设定为设计部经理。整个课程的第一次课,其主要任务是面向全课,开门见山,尽可能让学生体验课程的核心内容,通过教师CAD绘图与学生手工绘图的师生绘图比赛,比较引出本课程的重要性,激发学生学习兴趣,接着介绍课程目标、基本要求、总体安排、需完成的项目任务、考核方式等,然后进入课程项目。课内项目根据实际工作过程可划分为若干子项目,子项目又可分成几个更为具体的工作任务,精心设计项目任务的实施过程,使学生成为课堂的主体,教师引导各项目组实施一个个具体项目任务,并同步安排课外项目,学生边做边训练能力,边做边学习通用的一般知识,边做边养成良好的职业道德和职业素质。

3.4 课程考核

全面考核、综合评价是课程考核设计的总要求。考核是相对于目标而言的,高等职业教育课程突出能力目标,考核要突破传统的知识考核局限,体现能力考核的要求。用项目任务的过程考核学生的实际操作,用项目任务的效果考核学生的能力水平,这样就可以实现能力目标的考核。环境工程CAD课程考核贯穿于课程实施的全过程,采取形成性考核与终结性考核相结合的全过程管理的考核方式。形成性考核(70%)包括课内项目考核(50%)和课外项目考核(20%),根据出勤情况、实施过程、可展示成果完成情况三方面综合评定。课内项目每单元考核子项目或任务,主要进行单项能力的考核;同步课外项目考核整个项目,主要进行综合能力的考核。终结性考核(30%)即期末考核,采取在规定时间内上机操作完成一张环境行业工程图纸绘制的方式,考核学生在整体课程完成后环境工程CAD技术的综合应用能力。

4 课程项目化教学改革成效

从2013级学生开始,苏州农业职业技术学院在环境工程技术、环境监测与治理技术两个环境类专业实施环境工程CAD课程项目化教学改革。在新的课程教学模式之下,学生看到自己亲手完成的项目成果,对课程内容产生了兴趣,对自己产生了自信,增强了能力,学会了知识,同时养成了良好的职业道德和职业规范。本课程改革的效果具体表现在以下三个方面:(1)课程项目取材于环境行业职业岗位活动和实际工作流程,学习目标明确,项目成果可展示,学生更有兴趣学习,并且在教师的引导下,学生成为课堂的主体,更加激发了学生学习的主动性。(2)课程项目融合了AutoCAD分散命令、专业制图标准和规范等课程涉及的知识内容,围绕知识的应用能力,用一个个具体项目任务对学生的能力进行反复训练,课程教学实施一体化设计,有效提升了学生的职业岗位技能,提高了学生的就业竞争力。(3)职业道德和职业素质的内容不能单靠教师讲授,只有在具体的项目任务操作过程中,教师有计划地进行引导,才能使学生逐步养成良好的职业道德和职业素质。

5 结语

当前,以高等职业院校为代表的职业教育正面临新的突破性发展。从人数和规模上看,高等职业教育已大致占据高等教育的半壁江山。社会对提高高等职业院校课程教学的质量和效果从而提升高等职业教育人才层次和质量的要求极为迫切,教改的微观层面的问题已经成为高等职业教育改革的最紧迫问题。环境工程CAD课程是高等职业院校环境类专业一门重要的专业课程,传统课程教学模式不利于培养学生从事环境行业相关岗位所必需的计算机辅助设计的职业综合能力,已不能满足学生就业与发展的需要。进行课程项目化教学改革,能够切实提高环境工程CAD课程的教学效果,增强学生的就业竞争力,同时为高等职业院校能力本位的项目课程的开发做了有益的探索。

参考文献

[1] 戴士弘.职教院校整体教改[M].北京:清华大学出版社,2012.

cad课程教学篇3

关键词:《Auto CAD》软件;一体化;教学改革;探索

中图分类号:TP391.72-4

Auto CAD设计课程作为室内设计专业的基础课程,在室内设计专业中占有极其重要的位置。对于室内设计专业的学生来说,对事物的审美能力以及良好的艺术情操很是重要,室内设计专业想要通过计算机学习Auto CAD设计课程来达到这一目的。就目前而言,Auto CAD设计课程在教学实践中存在许多问题,针对这些问题,对教学方法作出改变是必要的。将实践与理论相结合,通过强化的操作训练,以此来提升教学效果,提高学习效率。

1 Auto CAD软件设计课程的培养方向与作用

如今,电脑制图已经成为室内设计制图的主要手段,Auto CAD制图课程也成为室内设计专业的重要课程。随着科技的进步,室内设计的手绘制图方式逐渐被电脑制图所取代,这给室内设计制图课程的传统教学模式带来了不小的冲击。计算机被广泛应用到教学中,因此利用计算机进行设计的能力成为室内设计专业的学生所必须掌握的,自然而然的Auto CAD设计课程就成为贯穿室内设计专业整个教学过程中的重要课程,在培养学生的审美能力和艺术修养方面起着至关重要的作用。Auto CAD软件设计课程的培养方向就是让学生能够熟练的使用计算机制图,并通过计算机进行室内设计而让其具备一定的设计审美能力和艺术修养,同时还能够运用好室内设计的基本原理和基本方法。

2 Auto CAD软件设计课程教学存在的主要问题

2.1 忽视室内制度和Auto CAD软件的联系

Auto CAD设计课程对于提高学生审美能力、艺术修养以及实际设计操作能力等方面有着一定作用。然而,室内制度和Auto CAD软件之间的联系是不能被忽视的,室内设计专业应该充分发挥室内制度与Auto CAD软件之间联系的优势,这样的优势必将成为解决在学习室内设计课程遇到问题的重要工具。

2.2 理论与实践结合度不足

现阶段许多院校中Auto CAD设计课程在教学时,往往出现理论与实践相脱节的现象,概念与实践的内容不能对口地联系起来,这样的问题会很容易导致学生对学习Auto CAD设计课程无法产生兴趣。Auto CAD设计课程的学习就是为了学生在以后的室内设计中能够利用计算机进行实际操作,能够熟练的将Auto CAD软件运用到室内设计中。因此落实理论为指导的原则,理论知识与设计操作紧密联系起来成为学习室内设计的关键。

2.3 课程安排不合理

Auto CAD软件可运用到多种领域,在教学中应结合专业特点的安排Auto CAD设计课程的学习,从而解决教师只为完成教学任务。但是,根据实际情况来看,Auto CAD设计课堂上许多教师知识一味地进行操作演示,而减少学生实际操作的时间。

3 Auto CAD软件设计课程一体化教学改革

3.1 Auto CAD软件设计课程自身一体化教学改革

实现CAD软件设计课程的自身一体化。首先应该改变教学思路,就目前的Auto CAD设计课程教学现状来看,教师在教学方法上存在许多问题。在教学过程中,大多采用的是以教师为中心的教学方法,这样的教学模式下,学生是被动型的学习,完全不能自主的思考和学习,只能依靠老师的思维去思考和学习,导致学生在学习的过程中只知道其果,不知其因。室内设计制图课程中的制图与教师在教学工程中的实例演示存在很大的差异,使学生不能将实际制图和演示实例无法结合,从而导致得到的教学效果差。

对于目前室内专业设计Auto CAD软件课程的教学现状而言,教师应该大胆创新改变教学模式。Auto CAD软件课程作为在教学过程中实践性较强的课程,要注重学生的实践操作能力,充分发挥学生的主动性和创造性。在Auto CAD软件课程的学习上,教师可以先实际操作,然后再进入课堂的理论知识的学习,学生可以带着不懂的问题,不懂的操作方法进行课堂学习,此时教师再针对性的讲解,学生有什么不懂的问题也可以当堂解决。

理论教学和实践教学相结合是Auto CAD软件制图的根基,缺少任何一样教学都会导致学生学习Auto CAD软件制图制图能力不足。但在其考核内容上,许多院校只重视实际操作而忽视理论知识的考核,从而导致在教学过程中教师也只重视实际操作教学忽视理论知识教学,无法实现理论知识教学与实践操作教学相结合。因此在考核方式上,应该进行调整。在考核的内容上,不仅要考核实践操作还要考核理论知识的掌握。只有这样的教学方法和学习模式以及多样化的考试内容才能大大的提高学生掌握Auto CAD软件,从而实现Auto CAD软件设计课程的自身一体化。

3.2 Auto CAD软件设计课程与相关课程一体化教学改革

针对Auto CAD软件设计课程与相关课程一体化的教学改革,可通过以下几个方面进行改革:

(1)在Auto CAD软件设计课程的教学过程中,适当地将其他相关课程内容引入到Auto CAD设计课程,比如《建筑设计基础》、《绘图构图与透视原理》、《建筑与装饰材料》等。从课程内容来看,这三门课程和相关的时间内容可以独自构成体系,但站在整体应用的角度上,这三门课程的知识点与Auto CAD可通过综合应用完成产品的设计、建模、装饰和绘图等环节。将其他课程内容与Auto CAD实行一体化教学,学生可以在学习时将专业课程的知识融会贯通,当实践应用时也可以操作不同的实践项目,从而提高学生的全面实践能力。

(2)在学习Auto CAD软件的同时让学生了解室内设计行业的动态以及室内设计行业的生存环境。教师可以通过开展一定的课外活动,带领学生参观各类设计作品,这对培养学生的审美能力和艺术修养是极其重要,同时还能让学生更加熟练的运用和掌握所学知识以及相关的设计方法。此外,由于Auto CAD软件功能非常丰富,许多设计行业都与之有联系,应用非常广泛,那么学校进行一体化改革时,应结合专业的特点,针对性选择教学内容,比如室内设计专业,可以通过Auto CAD就进行室内设计的工程图纸制作,那么Auto CAD就知识绘图设计的辅助工具,教师教学时就可以只讲解制作室内设计设计的工程图所需要的工具命令和工具特性等内容,以此体现出教学的针对性,并减少Auto CAD软件的内容。

(3)室内设计专业的学生在学习Auto CAD软件制图的过程中,可以将项目导入教学内容,将室内设计施工图分为多个子项目进行教学,或者将具体案列的分析讲解运用到教学过程中,通过对案例的分析,可以有效地提高学生对软件的认识,增强自身的分析能力,做到举一反三,这不仅可以提高学生的分析能力,还能提高学生的实际操作能力。案例的选择上,应根据专业和学生的特点选择具有针对性的案例,做到既要符合专业的特点,也要符合实际的需要。

4 结束语

Auto CAD软件课程是室内设计专业近几年才新增加的课程,Auto CAD软件课程的在教学过程的运用,不仅是室内设计专业教学的新挑战也是新机遇。在Auto CAD软件课程的教学中,院校可从课程的合理安排、理论与实践的相结合、重视室内制度与CAD软件之间的联系等方面出发,以进一步实现Auto CAD软件课程自身一体化和CAD软件与相关课程的一体化为教学改革,提高CAD软件的教学质量和室内设计专业人才培养的质量。

参考文献:

[1]房仲威.浅谈Auto CAD一体化教学[J].机电技术,2010(01).

[2]陈小青.高职室内设计专业Auto CAD课程教学改革探析[J].经济研究导刊,2011(03).

[3]郭涛,卫东风.焦虑与依赖:软件之惑――以室内设计专业计算机辅助设计教学为例[J].创意与设计,2011(04).

[4]雷翔.《室内装饰工程制图》课程的职业化教学研究[J].国土资源高等职业教育研究,2013(03).

作者简介:王葭(1984-),女,湖南娄底人,郑州轻工业学院本科,讲师,研究方向:计算机教育教学。

cad课程教学篇4

关键词:cad;机械制图;教学融合

时代的发展,科技的发展,使得很多行业有了翻天覆地的变化,其中计算机技术的普遍应用是当今时代的趋势和现实。比如设计行业,不论是平面设计,三维立体影像设计,由cad软件进行的工业辅助设计,以及网络及多媒体设计等都和计算机技术紧密地联系在了一起,相对于传统的徒手绘制而言,计算机以其快捷,便利的优越性,为设计师提供了充分的技术手段,它将人们从过去诸多繁杂的劳动中释放出来,人们可以更快捷,更准确,更有效的处理各种文字,图形,图像等信息。

autocad辅助设计软件,是计算机技术与传统行业相结合的产物,笔者在课程教学中的一点感受,与大家共同探讨。

机械制造与控制专业均属于国家职业教育的重点建设专业,许多职业教育学院的机械制造、焊接(教改专业)、机电一体化等重点专业都同时开设有《机械制图》、《cad》两门课程,并成立了《机械制图》、《cad》合并课程教学小组。如何培养出具备使用cad/cam/capp等软件、实施工艺、数控编程、设备管理、质量检测和产品销售等技能的机械制造工艺人员和机械加工设备装配与维修人员,是值得认真研究的课题。WWw.133229.CoM

以信息技术为代表的高新技术的快速发展,以极大的广度和深度渗透到机械装备制造业,与之相融合,使机械装备制造业发生深刻、巨大的变化。目前,cad技术在计算机、交通运输、机电、工民建……专业方面应用广泛。cad课程是否需要《机械制图》,两者之间应怎样融合、促进、发展,怎样深层次的学好cad,依据笔者多年现场实践经验及学校教学工作实践认为:

一、机械制图在cad中的必要性和重要性

1.随着计算机的发展cad技术在机械制图中得到了普遍应用及推广,cad技术的发展推动了计算机图形图像类和现代化机械工程的发展,特别是现代机械工业中数控机床及机电—体化技术和计算机精确建模的需求,更需要cad的基础知识和三维立体知识。

2.cad技术的发展不仅是计算机图像类的基础,也是机械制图现代化的体现,而且是开创思维发展的工具。它是提高了各类设计效率,缩短工作周期,加速新产品开发的实用技术。

3.cad技术是现代化制图的需要,它作为计算机辅助设计软件具有甩图板功能,但仍然需要有机械制图知识的支持,机械制图是训练学生的识图和制图的能力,是培养学生思维,树立三维图形和动手绘图能力的课程,是cad技术中必不可少的重要基础。如果没有机械制图知识,即使会使用cad,也将仅仅是一个描图员,因为也不可能创造出新的应用图形及机械图纸。

二、《机械制图》与《cad》联合课程模式

(一)课程思路。

以《cad》课程为技能主线,以《机械制图》课程为应用课题,有机地穿插与安排技能模块,贯穿全部课程,以动手绘制图纸能力,实际识图能力为目标,强调课程实用性及现实性,适当选取必要的理论课程内容,以实际动手应用能力为主,提高学生的兴趣所在,培养技能型熟练工种人才。

技能型人才的培养取决于学校,在专业课的教学中,虽然必须重视计算机绘图,但不提倡完全甩掉图板绘图,还应适当地强调按照实际的机械零部件,训练学生的实际动手绘图、识图能力。如果只是用计算机绘图,将不容易在头脑中建立起三维立体图形的概念,在实际绘图时不容易找到图形所对应的点、线、面。结合机械制图的实例来进行实际动手绘图、识图,能更好的在头脑中建立起三维立体图形的具体造型与形象。

摘要:在cad教学中,如何融入机械制图,两者之间的应用关系,本文以工程类教学中的cad与机械制图为例,对两者之间的融合关系进行了分析、探讨与研究。

关键词:cad;机械制图;教学融合

时代的发展,科技的发展,使得很多行业有了翻天覆地的变化,其中计算机技术的普遍应用是当今时代的趋势和现实。比如设计行业,不论是平面设计,三维立体影像设计,由cad软件进行的工业辅助设计,以及网络及多媒体设计等都和计算机技术紧密地联系在了一起,相对于传统的徒手绘制而言,计算机以其快捷,便利的优越性,为设计师提供了充分的技术手段,它将人们从过去诸多繁杂的劳动中释放出来,人们可以更快捷,更准确,更有效的处理各种文字,图形,图像等信息。

autocad辅助设计软件,是计算机技术与传统行业相结合的产物,笔者在课程教学中的一点感受,与大家共同探讨。

机械制造与控制专业均属于国家职业教育的重点建设专业,许多职业教育学院的机械制造、焊接(教改专业)、机电一体化等重点专业都同时开设有《机械制图》、《cad》两门课程,并成立了《机械制图》、《cad》合并课程教学小组。如何培养出具备使用cad/cam/capp等软件、实施工艺、数控编程、设备管理、质量检测和产品销售等技能的机械制造工艺人员和机械加工设备装配与维修人员,是值得认真研究的课题。

以信息技术为代表的高新技术的快速发展,以极大的广度和深度渗透到机械装备制造业,与之相融合,使机械装备制造业发生深刻、巨大的变化。目前,cad技术在计算机、交通运输、机电、工民建……专业方面应用广泛。cad课程是否需要《机械制图》,两者之间应怎样融合、促进、发展,怎样深层次的学好cad,依据笔者多年现场实践经验及学校教学工作实践认为:

一、机械制图在cad中的必要性和重要性

1.随着计算机的发展cad技术在机械制图中得到了普遍应用及推广,cad技术的发展推动了计算机图形图像类和现代化机械工程的发展,特别是现代机械工业中数控机床及机电—体化技术和计算机精确建模的需求,更需要cad的基础知识和三维立体知识。

2.cad技术的发展不仅是计算机图像类的基础,也是机械制图现代化的体现,而且是开创思维发展的工具。它是提高了各类设计效率,缩短工作周期,加速新产品开发的实用技术。

3.cad技术是现代化制图的需要,它作为计算机辅助设计软件具有甩图板功能,但仍然需要有机械制图知识的支持,机械制图是训练学生的识图和制图的能力,是培养学生思维,树立三维图形和动手绘图能力的课程,是cad技术中必不可少的重要基础。如果没有机械制图知识,即使会使用cad,也将仅仅是一个描图员,因为也不可能创造出新的应用图形及机械图纸。

二、《机械制图》与《cad》联合课程模式

(一)课程思路。

以《cad》课程为技能主线,以《机械制图》课程为应用课题,有机地穿插与安排技能模块,贯穿全部课程,以动手绘制图纸能力,实际识图能力为目标,强调课程实用性及现实性,适当选取必要的理论课程内容,以实际动手应用能力为主,提高学生的兴趣所在,培养技能型熟练工种人才。

技能型人才的培养取决于学校,在专业课的教学中,虽然必须重视计算机绘图,但不提倡完全甩掉图板绘图,还应适当地强调按照实际的机械零部件,训练学生的实际动手绘图、识图能力。如果只是用计算机绘图,将不容易在头脑中建立起三维立体图形的概念,在实际绘图时不容易找到图形所对应的点、线、面。结合机械制图的实例来进行实际动手绘图、识图,能更好的在头脑中建立起三维立体图形的具体造型与形象。

(二)实际教学中的课时分配。

1.分段式授课:比例为2:1,即《机械制图》为2/3而《cad》课程为1/3。机械制图作为一门专业基础课,其重要性对于机械类专业来说不言而喻。在分段式授课方式中打好机械制图课程基础对于教学来说是十分重要的。

2.融合式授课:将《机械制图》与《cad》融合为一门课,采用多媒体加上机练习教学方法,在讲解机械制图课程的同时掺入cad绘图的教学,使二者能够有机融合起来。这样就摒弃了传统的挂图、黑板上反复演示的缺点,让学生能够更容易理解复杂的建模、三维图形分析等等知识点。

(三)课程教法。

1.分段式授课:先讲《机械制图》,后讲《cad》,该门课按分类讲授,按各自方向讲解、各自理解接受。

优点是:分别学习各自理论较多,对各自主要命令及功能掌握较多。但教师在教学时要注意掌握不要将两门课分割,能够有机地通过实例教学与实训,对各部分的内容进行有机的联系。

机械cad首先要具备一定的机械制图的基础,能够看得懂拿到手中的机械图纸。这一步在实际的教学中,因为每一个学生在之前的学习情况的不同,使得在读图能力上的水平也是参差不齐,这就给教学带来一定的难度,所以在课程的安排上,一开始先就cad软件的各项工具进行简单的讲解和示范,先让学生们在脑海中留下一个大概的印象,然后以绘制实际的图形为主,精心的安排好每一个图形所要用到的工具,做到每一个图形有一定的针对性,针对某一些工具,这样能够让学生在绘制的过程中熟悉和理解这些工具,又避免了一个图涉及到太多的工具而使得学生产生混乱无所适从。

通过这些简单的图形,学生能够熟悉cad中的各种使用工具,知道这些工具怎么用,有些什么样的作用和效果,达到这一步之后,cad的教学就开始进入第二个阶段——复杂图形的综合应用。之前一个阶段为的是让学生掌握工具的使用方法,但这些工具什么时候使用,一些图形使用什么方法做是最快捷方便的,学生们还没有概念,有些学生拿到一个图他们有无从下手的感觉。这时候,在教学时,第一个要做的是给学生演示制图的过程,教会他们分析的过程。在绘制之前,先给学生们分析图形的构成,一个复杂的图形通过分析将其解构成一些简单的图形,比如一些零件的弧面是由多个圆弧相切连接起来的,这时候就要给同学分析哪里到哪里是一段,哪里到哪里又是一段,同时也要给出分析,这些圆弧用工具画的时候怎么做,是直接圆还是直接圆弧,如果是圆又要看哪一种作圆的方法才能做出来。分析完图形的构成之后要给学生灌输作图的流程,从中心线开始,先外后内,先易后难,让学生养成一个良好的作图流程习惯对制图的速度和准确性都有着很好的效果。

分析完成之后,要将制图的过程演示出来,所以先由教师来做,因为之前的分析过程的存在,所以在制作的时候常常利用提问的方式来加深学生们对图形制作的理解,做到一些关键的部分,让大家回忆分析过程时讲解的方法,然后在演示完毕之后,让学生们自己绘制一遍,实际练习和感受,这是无论怎样详细的讲解也无法代替的。

通过一段时间的演示练习,在学生掌握良好的情况下就可以进行第三个阶段——自主绘图,在这个时候,学生对制图的方法过程都有了一定的理解,现在要培养的则是学生的独立思考能力了。这个时候,以学生自己练习为主,老师单独指点为辅,培养学生的独立分析能力和做图能力,必须让学生自己去画,让他们学会自己读图分析,自己去想如何使用工具去实现,在他们独立制图的时候,他们才会发现各种各样的问题,引发他们的思考,这时候老师所要作的一个是启发他们,而不是代替他们去做,再者就是解答他们遇到的各类问题,提出各种可能,纠正一些不正确的方法。

在这期间你还会发现很多学生们的奇思妙想,制图是一个灵活的作业,没有一个固定的做法,有着各种途径去实现,在教学中你也会通过学生的练习去发现很多没有想到之处。

2.融合式授课:将两门课作为一门课讲授,按1:3比例讲,先讲《机械制图》,后讲《cad》,以《cad》为主,《机械制图》为辅,以《机械制图》为线贯穿始终,在讲《cad》时与《机械制图》结合起来,时时不忘《机械制图》国家标准,用《cad》带动《机械制图》,每讲一节cad时,对机械制图作相应的简要介绍,尤其是要按照机械制图知识建立三维立体图形去体会cad作法,在cad作图完成即初步检验图形,并应留一定量的作业,全部要用cad来完成,最后训练出来的是能够结合机械制图且熟练掌握应用cad的人材。融合式优点:两者兼顾,既应用了机械制图国家标准又适应了cad的先进性,既在头脑中建立了三维立体图形,又应用计算机绘制了图形,并且可以较早甩图板绘图。使学生结合机械制图作图法,进一步深入与透彻理解cad命令。

三、教学中应注意的问题

1.在《机械制图》教学中,要注意新国标,简化画法,特别是视图的正确性画法。以突出动手能力和实用性为主线,对画法几何部分要适当选取一定幅度的适用内容,不必强求理论体系的完整性。

2.在《cad》教学中,要注意细节与精确的实际技能项目。典型的特定技能如:极轴追踪,极坐标,尤其是一些标注上的要求和各项设置问题,一定要严格训练学生以机械制图国家标准为准,不要标错和画错。这些关键性的应用技能与技巧,教师要通过多层次、多方位的训练,使学生切实地掌握。例如:图形合并(pedit)命令,是一个非常重要的命令,当与机械制图的实际应用实例想结合对照进行教学后,学生感到真正学深学透了。

专业课教学应当有针对性地培养相应技能型人才,将《cad》与《机械制图》真正的有机融合在一起,有利于人才的培养。有利于职业教育与产业结构调整密切相关,职业教育与本地的产业紧密衔接,相辅相成。

参考文献:

【1】姜毅平.《cad》与《机械制图》课程的有机融合.

【2】李宏.autocad2009机械绘图.机械工业出版社

cad课程教学篇5

(西安理工大学高等技术学院,陕西 西安 710082)

【摘 要】《机械CAD/CAM》课程是机械类专业的核心课程,本文针对本课程存在的问题进行了分析,提出了教学方法的改进手段,改革后的《机械CAD/CAM》课程深受学生喜爱,学生的学习兴趣和能力都得到了较大提高。

关键词 教学方法;机械CAD/CAM;高职课程

CAD/CAM(计算机辅助设计与制造)技术是随着计算机和数字化信息技术发展而形成的新技术,是20世纪最杰出的工程成就之一,也是数字化、信息化制造技术的基础,其发展和应用对制造业产生了巨大的影响和推动作用。现今不仅CAD/CAM本身已形成规模庞大的产业,而且为制造业带来了巨大的社会效益和经济效益。在高职院校中,《机械CAD/CAM》是机械类专业的核心课程,然而很多高校受各种条件的制约,仍采用传统的教学方式讲授该课程,教学内容围绕教材转,使得学生缺乏应用能力。为适应应用型人才培养的需要, 本文就《机械CAD /CAM》课程教学方法的改革做初步探讨。

1 《机械CAD /CAM》课程现状

《机械CAD /CAM》课程教学内容多、面广、繁杂,教师难以讲全面、讲透彻,很多地方只能是点到为止, 根本没有时间与学生讨论和交流,无法调动学生学习的主动性和积极性。此外学生上机时间较少,学生在有限的上机时间内根本无法完成作业以外的内容。学生学完该课程后, 总觉得老师课堂上的内容丰富,但是自己操作时间很少,实际操作应用不到位,很难做到理论知识与实践的相结合。

2 《机械CAD /CAM》课程教学

2.1 教学目的

高职《机械CAD /CAM》课程在知识、能力和素质结构方面的具体要求是:了解机械CAD/CAM的基本知识;在计算机绘图的基础上,了解一种常用CAD/CAM应用软件的功能,掌握其基本操作方法,为以后的专门化训练打好基础;通过课堂教学、上机实训、工厂参观等环节, 认识现代设计与制造技术的概貌,了解其发展方向与总的技术特征;通过各个教学环节建立有关CAD/CAM工程概念, 培养分析、解决实际问题和综合运用知识的能力及技术创新意识;具备机械CAD/CAM的一般工程素质。

2.2 教学方法

教学方法与教学手段的好坏是影响教学质量的关键因素。教师要根据课程特点和学生情况去选择教学方法和改进教学手段。能否调动学生主动学习、师生互动是检验教学方法是否得当的重要标志。改进教学方法与教学手段还应该以培养学生分析、解决问题的能力,实践动手能力、自主学习能力、创新能力为目的。为此,我们在教学中采取以下几种方法:

2.2.1 课堂教学与直观教学相结合

为了加强学生必要的感性认识,在机械CAD/CAM课程教学中,分批次地安排学生参观机械零部件陈列室等,教师对典型的机械装置的传动系统、结构特点、设计方法等进行现场讲解,加深学生对机械功能、结构的理解,扩大学生的知识面,增加形象直观的教学,提高学生的学习兴趣。

2.2.2 理论教学与工程实际相结合

根据机械CAD/CAM课程工程性强的特点,时刻把握将理论内容与工程实际紧密结合,不断培养学生的创新意识和工程理念,将具有工程应用背景的案例引入课堂中,增强学生对该课程应用价值的认识。此外,学院积极推荐优秀学生参与企业产品设计项目,不仅丰富了课程内容,又提高了学生学习的热情。

2.2.3 教师讲授与学生自学相结合

注意师生双向互动、交流。教知识,更重要的是教思路、教学习方法。充分利用多媒体教学手段,使自学、讲、练结合,让学生养成自学的习惯。教师要精讲,腾出时间给学生多练,讲练结合,并注意总结。教师对基本知识、基本原理和重点内容要精心讲授,学生通过上机练习理解基本理论和重点知识。

2.2.4 课堂教学与课外活动结合

为了培养学生的综合性设计能力,我院成立了“机械CAD协会”,并组织协会成员参加全国 “机械CAD/CAM”大赛等活动,培养学生的工程设计能力和创新能力,大大提高学生自学能力。

2.2.5 开展“CAD/CAM技能”比赛

为使学生的能力得到展现,我院每年开展“CAD/CAM技能”比赛。比赛中不仅要求学生能完全按图示要求绘出完整的三维实体图,而且要求参赛学生能将三维造型图转成二维工程图,各视图绘制须完整、正确,图层、颜色及线形配置须正确,符合国家CAD标准要求,最后须对三维实体进行仿真加工。“CAD/CAM技能”比赛的举办,带动了学生学习的积极性。

2.2.6 课堂教学与行业考证相结合

根据行业标准与岗位的要求,我们编写了实训指导书、CAD/CAM习题集,加强过程训练,使学生更好地掌握学习规律与技巧。通过本课程的学习及强化训练, 90%的学生获得了劳动部门颁发的职业资格证书,为就业上岗创造良好的条件。

2.2.7 过程考核与期末成绩相结合

彻底改变过去那种只看结果,不注重学习过程的做法。我们将平时的课堂考核与期终成绩挂钩,平常成绩占总评成绩的60%,期末考试占40%,此外学院对参加机械CAD/CAM大赛获奖的学生给予期末免试。

2.3 教学效果

《机械CAD /CAM》课程改革后,极大地提高了学生对本课程的学习兴趣,学生的绘图水平及设计能力都有很大的进步,不仅满足本课程对学生在知识、能力和素质方面的要求,而且满足了企业对学生的技能要求,学生的综合能力有了较大进步。

3 结束语

《机械CAD /CAM》课程是高职机械类学生的主要专业课。通过课程教学方法和手段的改革, 既培养了学生学习的兴趣,又提高了他们发现问题、分析问题、 解决问题的能力,同时学生的水平的提高又助于促进教师及时更新教学内容, 进一步完善教学手段。

参考文献

[1]张庐陵,蒋天弟.《机械制造基础》课程教学方法探讨[J].农机化研究,2004(01).

[2]李春玲.机械制造工艺教学方法探讨[J].南都学坛,1998(06):90-91.

[3]黄思铭.启发式教学在化工机械制造课中的尝试[J].化工高等教育,1994(04):50-51.

[4]潘国清.计算机基础课程教学方法初探[J].延安职业技术学院学报.

cad课程教学篇6

在信息科技高度发展的今天,图形学以及计算机软硬件技术均得到了快速发展,而CAD(Computer Aided Design)作为一种计算机辅助设计,在化工、建筑、机械、环保、娱乐、广告等领域中都得到了广泛的应用,并在根本上转变了以往的组织、生产以及设计模式,对产业结构变革、技术改造以及促进经济增长均有着重要的作用。对于高职院校学生而言,CAD课程无疑是一门重要课程,掌握好这门课程就相当于掌握了一项实用的技术,为其今后顺利步入工作岗位提供有力帮助。为此,作为一名高职院校计算机教师,对CAD课程教学方法进行探讨有着极为积极的现实意义。

1.任务驱动明确项目

在开展CAD课程教学时,教师可以采用项目明确、任务驱动的方法来进行。其中项目明确指的是教师将课程内容以及体系合理划分成数个项目,并结合实际项目来组织学生进行学习;任务驱动则指的是教师通过合理设置任务来让学生通过学习来完成任务,以实现对学生能力培养的目的。在CAD教学过中,教师可以通过采用上述两种方法来合理设置学习任务以及要求学生完成的任务。并对CAD画图的基本原理进行讲解。在具体教学过程中,教师可以让学生独立完成或是小组共同完成整体任务以及项目的思路、方法以及步骤的安排,并且可以让学生在课堂上讲解自己完成任务的方法,如若其他同学有存在疑虑的地方可以提出,并由讲解的同学进行解答。通过该种教学方法能够让学生享受CAD学习的过程,并提高其学习的积极性与主动性,让其更为积极的探索CAD绘图方法、使用命令组合、绘图思路以及步骤等,以切实提升其绘图效率。

2.开展多媒体课件教学

由于CAD课程教学中设计到许多操作问题,如若教师只是单纯的讲解,学生理解起来会比较困难。而在教学过程中利用多媒体课件进行教学则能够将详细的操作步骤直观的展现给学生,让学生更容易理解其操作技巧,从而提升学生学习CAD课程的信心。在实际教学过程中,教师可以结合CAD课程特点,有针对性制作教学幻灯片,并在每张幻灯片中添加详细的说明,从而帮助学生在学习过程中快速掌握工具按钮、操作命令以及各类下拉菜单的用途,这样一来让相关知识点简单明了,利于学生理解与掌握。此外,教师还可以借助投影以期,将CAD课程中的经典习题、建模录像以及绘图操作等内容在课堂上放映出来,以扩宽学生视野,让学生可以掌握到更多的CAD设计知识。

3.利用网络促进交流

在信息社会背景下,知识更新速度极快,从而也加快了设计图形淘汰速度。所以,在进行教学过中,教师应当有意识的引导学生充分利用网络资源来实施掌握CAD设计领域的最新发展,并掌握行业的发展动态,从而有针对性的开展自身领域专业的学习。如让学生利用课余实践来开展网络上的交流,分享经验或提出求助,如若在学习过程中遇到问题无法得到有效解决,则可以通过在网络上寻求帮助,或是到CAD贴吧、CAD设计论坛以及中国CAD论坛等专业论坛上交流经验,以便于能够及时了解行业最新理念以及先进技术,并在此过程中积极完善自身知识构架,养成独立探索的良好习惯。

4.实行校企合作加强实训

各大高校的关注焦点在于学生的就业情况。而高职院校教育主要倡导的是“以工作岗位为导向”的教学,通过提升学生的综合能力,以实现综合实用型人才的培养。所以高职院校CAD课程教学应当要结合实际市场需求以及准确的社会定位来进行开展。所以CAD教学设计不仅仅停留于文化、心理以及审美等感性价值上,而且还应当满足技术、结构以及功能等使用价值。所以在高职院校CAD教学中,应当积极实行校企合作方式,由教师带领学生亲自到企业进行了解,并模拟企业需求来设计出相应的教学任务,让学生来完成。这样一来不但能激发学生的学习积极性,而且还能提升学生的CAD应用能力,为学生今后的就业提供了有效帮助。

5.合理安排教学实践活动

CAD课程教学的任务在于让学生能够熟练应用CAD知识及相关技能到实际专业设计当中,所以在教学过程中,教师应当要合理安排教学实践活动。首先,在开展上机练习时,教师可以结合实际教学内容来开展针对性的练习,让学生能够正确掌握CAD系统中的各项指令与功能。其次,每节实践课程均需要确定目的方案,并设置经典题型来帮助学生正确掌握知识有好点。再者,要开展上机实验反馈工作,教师通过得到的反馈来准确掌握学生对相关知识以及操作能力的掌握情况,并有针对性的开展教学工作,以切实提升学生的应用能力。

6.对考核方式?M行优化创新

在实际教学过程中,教师可以使用量化与质化相结合的的考核方法来准确掌握学生的知识应用情况。其中,量化考核内容主要包括学生上机时间、上机操作情况、CAD绘图任务完成情况等。质化考核内容包括学生合作能力、创新能力、课堂表现情况、课后作业完成情况等。最后由教师对学生进行总结评价,并进行评分,从多方位来考核学生的学习质量,以切实提升高职院校CAD课程教学的实效性。

cad课程教学篇7

【关键词】光学CAD;教学手段;Zemax

【Abstract】In the teaching courses of Engineering Optics, “Optical CAD” is an important practical course. The theory knowledge of the course can impart can strengthen students’ optical professional foundation, and the practical operation of optical design software can enhance students' practical ability and innovation ability. In this paper, the main characteristics of the course and teaching content are presented. The means of strengthening the combination of theory and practice teaching is discussed. Through the student group and targeted tasks, guide students to cooperate to complete the tasks, master the basic ideas of optical design, and the students’ employability and the ability to further study are improved.

【Key words】Optical CAD;Teaching Means;Zemax

0 引言

《光学CAD》课程是南京邮电大学光电工程学院光信息科学与技术等相关专业的一门专业选修课,是光电信息工程专业的特色课程,是一门重要的实践性课程,所有内容都是基于前期学习过的《应用光学》和《物理光学》的理论知识,该课程与先修的理论基础构成一个完整的体系,完成了由理论学习到工程实践的过渡[1]。其相关知识和工具的使用是该专业本科生今后就业和继续深造经常需要的基本必备能力。南京邮电大学光电工程学院早在2010年就进行了将光学设计软件Zemax应用于《应用光学》双语课程的教学改革[2],为《光学CAD》课程做好了前期学习的基本铺垫。

1 课程及其教学内容的特点

现代光学仪器的研发离不开成熟的光学设计思想[3]。在工程光学学科中,光学设计是光学发展中关键的一步,对光学发展以及教育有着重要的影响[4]。《光学CAD》课程的目的就是基于先修课程的理论知识,应用于实际的光学软件设计中,使学生能够掌握光学设计的基本思路,对基本光学系统能够进行分析与优化设计。该课程安排在本科生学习的第7个学期进行,共32个学时,一方面,先修课程《应用光学》和《物理光学》早已完成;另一方面,这个学期的学生正面临今后就业和继续深造的抉择期,所以,该课程的学习对学生的影响意义深远。

《光学CAD》课程的主要内容有:光学系统的基本参数建立、光学系统的像质评价、光学系统的优化和建立和基本光学系统的设计(包括双胶合透镜、简单的扩束系统设计等)。为了更好的体现课程的实践性,课程的所有学时都安排在学校的计算机辅助实验室进行,所有的教学内容都是基于先修课程的理论知识,结合光学设计软件Zemax,一边讲解理论知识,一边在软件中进行演示操作或设计,学生和老师同步进行软件的具体操作,基本做到“手把手”的教学效果。

在该课程中选择Zemax软件作为教学中光学设计工具是完全根据目前的实际应用情况来决定的:由于其优越的性价比,近几年来Zemax光学设计软件在光学设计领域所占份额越来越大,在全球已经成为最广泛应用的软件之一,2013年Zemax公司还在上海成立了中国子公司。基本上所有的有关光学工程师的应聘单位已将是否会使用Zemax软件作为招聘的基本条件。所以,该课程的学习,可以使学生在就业中提高竞争力,而且走上工作岗位后,可以少走弯路,直接发挥自己的专业特长。

2 理论与实践教学内容的结合

由于学生对先修课程中有关理论知识可能有些遗忘,在该课程的教学过程中还包含了一部分的理论讲解,结合教育心理学,上课的前几分钟不太适宜新知识的教学,所以,每次上课的刚开始,都是通过一些含有知识点问题的提问,启发学生去思考问题,回顾前面所学的知识,再根据学生的具体反映情况,来对理论知识进行适度的回顾与讲解。在具体的理论知识教学中,例如,像差理论的学习,一边和学生一起回顾课本上的各种像差的概念,一边通过Zemax软件的具体操作学习,分别把各种像差的直观图形和分析功能在Zemax中显示或演示出来,从而既可以加深学生对有关像差理论知识的掌握,又可以让学生熟练软件的具体操作。

该课程的培养目标,是夯实学生的光学专业基础,培养学生灵活运用基础知识的能力,培养学生的分析、发现和解决问题的能力,培养学生的实践动手能力与创新能力,是理论与实践相结合的要求体现。现代科技任务要求人们既具有独立工作能力,又具有团队协作能力,例如,光学设计者要与其他相近领域(如光学机械、制造与检测)人员能成功沟通与相互促进。为此培养目标,老师对学生的光学设计任务的下达既要体现个人对理论知识的运用能力,又要体现实团队的光学设计实践能力。

因此,学生可以2~3人一组、分工协作,老师下达至每一组的任务书都不同,即每个学生的设计任务不同,如光学特性参数要求不同或像差要求不同,这部分任务可巩固学生理解光学系统像质与视场、孔径、焦距等参数之间的关系等等。而且,在技术要求上,模拟工程领域设计实务要求,如必须对曲率半径按国标(如GB3158-82)要求进行规整。通过这些教学方法,避免学生懒惰或相互抄袭,在成绩评定上,将设计结果的创新性程度、对工程设计实务的考虑周全程度等方面作为评分点,并且同设计任务一起,详尽地发到学生手中,引导学生主动设计有用、可制造、成本低的光学系统,培养学生设计中主动考虑工程实践的意识,培养学生的创新设计意识,避免学生仅为完成任务而设计、或仅为创新而设计虚拟无用的光学系统。

在具体的任务完成过程中,每一组学生可以通过讨论协商根据不同的要求来选择初始结构,然后再按照光学设计的基本流程,设置变量、评价函数,对初始结构进行优化设计,每一步具体的操作设计中,都需要学生的合作来完成。在实际的教学过程中,老师通过引导学生,如果在具体是设计过程中出现了设计问题,那么组员间就要相互讨论先从理论知识方面查找原因,再根据光学设计流程查找实践操作上的原因,最后让学生自己找到解决问题的方法,让学生在该课程的学习中得到成就感,积极调动他们学习的主观能动性。

3 结束语

光学设计是光学发展中关键的一步,对光学发展以及教育有着重要的影响。以光学设计为主要教学内容的《光学CAD》课程,在光学专业人才的培养方面具有重要的作用,可增强学生未来的就业竞争力,可为后续光学专业的继续深造学习打下基础。在教学过程中,加强实践设计与理论结合,不仅能够夯实学生对基础知识的理解,真正体会到先修课程中理论知识的应用性,而且能够激发学生的学习兴趣,培养学生的实践设计能力。因此,《光学CAD》课程的学习对学生的影响意义深远,有关的课程教学探讨对老师提高教学水平具有重要的参考价值。

【参考文献】

[1]张继艳,熊飞兵.以工程素质为导向的光学设计CAD教学方法探讨[J].中国电力教育,2013(31):93-94.

[2]孔梅梅,徐宁,万静,等.Zemax软件在《应用光学》双语课程教学中的应用[J].科技创新导报,2011(1):185.

[3]谢婧,王晓峰.光学设计,现代光学仪器的灵魂――资深光学设计专家王之江院士访谈[J].激光与光电子学进展,2008,45(12):68-70.

cad课程教学篇8

【关键词】电子CAD;Protel99SE;教学改革

1.引言

随着科学技术的发展,特别是现代电子技术的飞速发展,大规模、超大规模集成电路的广泛应用,使印制电路日趋精密和复杂,传统的手工设计和制作印制电路板的方法难以适应生产的需要。随着计算机技术的普及,人们对计算机辅助设计的需求也在不断提高。电子CAD技术在工程学科领域中显得尤为重要。

在电子领域中广为流行的Protel99SE软件,正迅速而深刻地影响着人们从事设计和绘图的基本方式。在这种情况下,以培养高素质应用型技能人才为目的的高职院校电子专业都开设了“电子CAD”课程。对于这样一个绘图软件和电子元器件标准相结合的综合性课程,具有基础性、多样性、灵活性和实践性等特点。由于其多样化,以及工程实践联系紧密的特点,如果没有一个合理的授课结构,学生会认为课程内容零散,学生容易感觉到杂乱无序,导致学生对课程不能产生兴趣。结合近几年的教学实践,笔者认为,该课程教学应体现高职院校电子工程专业的特色,使学生在较短的时间内熟练掌握与专业相关的印制电路板绘制方法,具有较强的岗位实践操作技能,能够满足不同就业岗位的设计要求,提高就业能力,提升就业质量。高职院校《电子CAD》课程教学必须采取了积极的措施,探索教学效果良好的教学方法。

2.优化教学结构,合理组织教学内容

“电子CAD”课程把电子技术国家标准、电子专业知识体系和Protel99SE软件技术紧密结合,由于教学内容零散、与工程实践联系紧密、教学难度较大。授课结构是保证课堂教学好坏的一个重要条件,讲课内容根据所教课程的目的、要求,通过深入分析和精心组织,将零散的内容进行归纳总结,从而使授课结构条例清楚,有系统性和逻辑性。“电子CAD”课程具体的教学内容结构由如下几部分构成:

2.1 电子CAD-Protel99SE的设计基础

Protel99SE软件在Windows操作系统下功能强大,在绘制原理图、PCB自动布线等方面功能完备。提供了功能强大的电路仿真器,使电路设计可以完成从原理图到最终印制电路板设计的所有工作,软件设计按照这样的流程进行,依次为工作环境设计和页面设置,载入元件库,在图纸适当的位置放置元件,放置电源符号和接地符号,放置连接导线,放置网络标号,放置文字说明,检查电路图并做相应的调整。较为专业的是PCB,所谓PCB(Printed Circuit board)就是印制电路板,简称电路板,是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备,小到电子手表、计算器、大到计算机、通信电子设备、军用武器系统,只要有集成电路等电子元器件,为了使各个元件之间的电气互连,都要使用印制电路板。目前印制电路板的品种已从单面板发展到双面板、多层板和挠性板,结构和质量也已经发展到超高密度、微型化和高可靠性程度;新的设计方法、设计用品和制板材料、制板工艺不断涌现。由于内容比较零散,可以将软件应用这块内容划分为六个部分:Protel99SE的工作环境、原理图(Schematic)编辑、原理图元件的制作、印刷电路板(PCB)编辑、印制线路板元件封装的制作、执行电路仿真(simIllation)等工作。

2.2 电子CAD应用实训

给学生提供在电装实习中装配的工件,要求根据实物电路,绘制印制线路板,并进行优化和改进,对电路进行仿真实验,与以前的实测数据比较,充分体现电子CAD在实际设计中的优点。通过实例学生能巩固原理图绘制,PCB制作过程和操作技巧,初步尝试电子CAD技术在实践中的应用。这部分内容是本课程的升华。

从上述“电子CAD”课程的教学内容的组织安排上可以看出,内容充实,结构紧凑,注重实践,理论联系实际是本课程的特色,为取得好的教学效果打下良好的基础。

3.教学方法

教学方法是保证教学质量的一个十分重要的因素,“电子CAD”课程的教学不同于一般理论课的教学,它具有较强的应用性。教师如果按照常规方式照本宣科,很难收到良好的教学效果,我们在“电子CAD”课程的教学改革中有针对性的采取了有效措施。

3.1 采用项目教学法,分解知识点

项目任务的明确对于今后的学习与任务的最终完成起着至关重要的作用。课堂教学中,教师根据教学进度提出项目实例,把所要学习的知识巧妙地隐含在一个个项目当中,使学生在完成项目的过程中达到理解学科知识、掌握技能的目的。设计精巧的“项目实例”能充分调动学生的学习热情和求知

欲望,在融洽与和谐的情境中获得良好的教学效果。项目的提出应由老师在课程教学前做出周密的规划,采用先易后难,先简后繁的原则来设置具体的项目实例。

在电子CAD教学中,先对protel99SE软件做简要的介绍,之后在课程教学前期要学生完成一个放大电路印制线路板开发的项目;中期完成单片机最小应用系统电路的线路印制板的开发项目和电压检测与显示电路印制板;最后让学生完成电装工件电压检测控制电路印制板制作项目。在完成了这4个项目之后,本课程的教学目标也就达到了。在第一个项目放大电路印制线路板开发项目中,学生可掌握protel99SE软件的初步使用,PCB线路板开发的流程,熟悉各种窗口的功能;在第二个和第三个项目教学中,除了强化前面所学习的知识点,还将元件封装的创建、设计规则的使用、各种PCB报表的生成以及电路仿真等知识点进行深入讲解;在最后一个电压检测控制电路印制板制作项目教学中,完全以实际项目开发的过程来开展教学,给出电路原理图,和尺寸,电气参数的要求,让学生独立完成PCB线路板的布线,最后分组做出样板。通过这一阶段的教学,使学生能感受的PCB项目开发的真实过程,为以后从事相关的工作打下基础。

3.2 protel99SE软件教学强调学生自主学习与协作学习

“电子CAD”课程中protel99SE软件是作为工具应用于电子技术中,专门用来学习protel99SE软件操作的教学学时数占课程总学时数的25%,因此,对protel99SE软件的学习要求学生以自主学习的方式完成。学生通过教师的引导,掌握自主学习的基本方法,感知自主学习的实质和乐趣,这个部分主要体现在课堂教学上。通过自主学习与协作学习完成项目是项目教学法的重点,问题提出并设计好了执行的过程后,学生就需要通过各种途径、各种方法、各种手段去完成项目任务。学生必须主动地参与到整个学习过程中,通过自主学习与协作学习来迁移旧知识,构建新知识,从而完成一个个的任务。以电压检测控制电路印制板制作项目为例,针对原理图元件的导入、编辑与元器件的新建,涉及多种对象的认识、理解与操作;对于报表的生成与修改,涉及控件与报表的知识;PCB图设计中涉及到对电路板物理特性的规划,元件布局涉及到电子元器件之间的相互干扰,元件封装涉及到对电子元件尺寸到考虑等等的知识内容。除了这些操作性知识外,还有其它的很多操作和要考虑的问题,需要学生去处理、解决。对于这些问题的分析与解决,学生可以先查阅有关的教材、资料,在上机实践中,逐步地理解、模仿、改造,进行自主学习;然后鼓励大家共享资料,相互讨论、交流,进行协作学习;遇到困难时,还可以有教师的指导与帮助,比如老师可以提供一些类似问题的解决方案等,以利于项目的完成。

在电子CAD课程的教学中,通过自主学习和协作学习的教学方式,学生的学习兴趣被激发,学习主动性大大提高了,使教学效率和教学效果都有明显的提高。

4.加强实践教学环节,注重培养学生综合能力

在“电子CAD”课程的教学中,要融入先进的设计方法,注重理论与实际相结合,重视对学生综合能力和实践能力的培养,增加“电子CAD”教学内容的实践环节,拓宽“电子CAD”教学的广度和深度。在项目化教学中,接触各种实际的和模拟的设计与制造课题,进一步消化、巩固所学理论知识,提高分析、解决问题的能力,进一步提高学生灵活应用的能力。在实践教学内容的安排上,与实际应用中典型的印制板制作紧密结合。在实践环节的教学中,启发学生思路。在保证必备的基础知识的同时,通过具体软件在设计中的使用,通过大量实际训练,使学生达到掌握举一反三的、熟练的专业应用能力的程度,使学生能将掌握的电子CAD技能应用于电子技术中,也为将来自己设计和改良一些使用设备打下良好的基础。

5.学习效果评价的多样化

“电子CAD”课程是实践性很强的课程,尽管在教学过程中尝试了很多方法,仍然发现部分同学的主动性不够,学习不够深入。为了激发学生学习的自觉性、主动性,学习效果评价采取多样化的形式。在项目化教学过程中,学习效果采用自评、互评、教师点评相结合的评价方式。首先,学生对照评价内容与项目总结自己的掌握情况,还有哪些操作不会,遇到问题是怎么解决的,效果如何;其次,引导学生相互评价,以促进学生之间相互讨论,取长补短;同时也使学生学会欣赏别接纳别人的观点,从而提高学生的综合素质;再次,对学生在整个学习活动过程中的参与程度、与作交流的情况、运用和掌握的科学方法、科学态情感体验等多方面进行综合评价;最后,教师分析任务完成情况,要善于发现学生的闪光点,积极参与,就要鼓励;只要努力探究,就要表扬;有进步,就要肯定;同时统计学生在任务完成中的问题,教师应及时予以总结指导。

另外,为使学生能够真正掌握“电子CAD”课程内容,除了对教学内容认真组织外。教学过程中,还采取作业和考试兼顾的方式,精选与实际应用紧密结合的电路设计案例作为作业和考试的内容,以培养学生解决工程实际问题的能力。

6.总结

通过“电子CAD”课程的建设和改革,使课程内容更加符合实际应用,课程体系更加优化。在教学方式上通过不断的改革和创新,加强和优化实践环节,注重理论联系实际,注重培养学生自主学习的能力和创新实践能力,为学生的就业创造更好的条件。在近两年的“电子CAD”课程教学实践中取得了良好的实际效果。

参考文献

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[2]王廷.电子线路CAD protel99使用指南[M].机械工业出版社,2007,7.

[3]辛岚.职业教育中CAD教学改革研究[J].职业教育研究,2006(7).

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