高职CAD CAM课程教学改革的探讨

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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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