高职CAD CAM课程教学改革的探讨

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。