《机械CAD/CAM》课程教学方法探讨

张博　马志凯　孔德刚　张淼刘景艳、河北农业大学机电工程学院　、河北科技学院



《机械CAD/CAM》课程教学方法探讨

张博1马志凯1孔德刚1张淼1刘景艳2
1、河北农业大学机电工程学院2、河北科技学院

摘要：《机械 CAD/CAM》是机械专业开设的专业课程。在教学过程中学生学习兴趣不足，教学重理论轻实践等问题导致教学效果不佳，笔者从课堂教学、实践环节、考核方式上总结出了改进方案。

关键词：机械；CAD/CAM；教学方法

1　引言

计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）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，具有知识密集、学科交叉、综合性强等特点，是目前世界科技领域的前沿课题。CAD/CAM技术的推广应用不仅为制造业带来了巨大的社会效益和经济效益，而且已逐渐从一门新兴技术发展成为规模庞大的高新技术产业。CAD/CAM技术的应用人才需求正不断增加，学习和掌握CAD/CAM的原理、方法与技术，适应形势的发展和社会的需要是现代技术人员的基本要求。相应地，因此各大院校都开设了《CAD/CAM》这门课程，希望通过这门课使学生了解这门机械技术，培养相应工程领域的技术性人才。这门课主要讲述CAD/CAM系统的组成、原理以及CAD/CAM在机械设计、制造中的应用。在计算机科学技术飞速发展的今天，CAD/CAM技术已成为工厂、企业、科研单位提高技术创新能力，加快产品开发速度，降低产品生产成本，促进科技成果转化，增强社会竞争力的一项必不可少的关键技术。对于将来想从事相关专业的技术型人才的学生来说，只掌握少量软件难以满足社会需要，不仅要系统地掌握CAD/CAM的基本理论和一些专门的应用软件，如Solid-edge、UG、Pro/E、CAXA、Solidworks等运用，利用这些专业软件解决实际工程当中的产品设计和制造等等问题［123］。而且工程技术人才还要对CAD/CAM系统的软硬件开发及其集成有一定的造诣。而现有的CAD/CAM课程教学由于受课时、条件等等限制，在基本理论方面注重得多一些，而在应用上只是在上机实验操作中涉及有限的、单一的软件使用，导致学生在课堂上不容易接受这些枯燥的理论，不利于兴趣的培养，在实践当中受到的训练又不足，最终不易掌握CAD/CAM的基本方法，致使教学效果不佳。因此，要改进CAD/CAM课程的教学方法，强调CAD/CAM软件的重要性和综合运用，着重提高学生的应用能力。

2　从课堂教学方面来讲

该课程主要内容有CAD/CAM软、硬件结构与组成、数据结构和数据库管理、计算机图形学、建模技术、CAD/CAPP/CAM集成和产品数据管理（PDM）等。内容比较广，有着多学科交叉的特点。但是，在目前的机械类专业教学计划中，该门课程大多处于考查课的地位，学时不能得到保证，很难在规定的时间内将本课程内容详细地介绍给学生，从而导致很多章节只能是蜻蜓点水，没有多余时间与进行详细讲述，更谈不上与学生交流，导致学生对具体章节只知其一不知其二。教师在课堂教学时较多依赖理论性的教材，学生普遍认为课程理论较多且抽象，例如曲线与曲面部分，枯燥的数学描述，总让学生觉得很难理解，学习后感觉学习效果差，兴趣提不起来，当然提高学生学习主动性，变被动接受为主动探索也就无从谈起。针对这样一种现状，有必要改进课堂教学方法，将课堂教学与课程的实践环节有机地结合起来，并充分调动学生学习的积极性，真正做到自主学习［4］。

在进行课堂教学时，针对多学科交叉的这一现实情况，在讲授理论知识之前要了解学生的专业情况主要是了解学生都学过了哪些和本课程相关的专业课程，比如说本课程里有关于CAM的内容和《数控技术》关系很密切，还如在讲授图形处理时，又与矩阵相关，等等，可以将这些内容对学生强调，这样既可以加强本课程与其他课程的关系，又可以使学生感受到这不是一门非常陌生的课程，与以前学过的内容有很多是相通的，这样可以使学生消除一些畏难心理，使得学生从心理上慢慢接受这门课。在讲授理论的同时不能忽视实用性方面，毕竟理论知识是为了在实践当中运用，不能纸上谈兵，教师可以结合相关企业的工程实践，以现实当中耳熟能详的实际产品的设计、生产为内容进行讲解，注意理论介绍与生产实际相结合。在讲到某个具体的知识点时，教师可以结合一些同学们感兴趣的话题具体阐述概念和原理，比如说机械专业和国防息息相关，而军事又是男同学们普遍感兴趣的话题，教师可以不拘泥于课本，多扩展一些知识面，用学生可以接受的方式，讲一些武器等和机械相关的奇闻趣事，讲完后再提一些和课程有关的问题，这样会使课堂的凝聚力得到极大的提升，学生的兴趣就会被激发，会自然而然地投入到思考当中［5］。

3　从实践教学来讲

要更加重视这门课程，提高它在专业课程中的重要性，增加实践环节占该课总课时的比重。可以安排理论和上机交替进行的方式，这样学生的练习和老师的讲解可以相辅相成，相得益彰，学生通过上机操作保证了对课上所讲内容的温习。要指导学生带着和生产实际相关联的任务进行上机实践，不能局限于只掌握CAD/CAM的基本原理，上机更重要的是培养学生的动手能力，要从基础做起，可以Pro/E、UG、MasterCAM等著名应用软件为主要工具，从每一个小零件做起，独立完成工作过程。通过实践环节，使学生系统地感受CAD/CAM系统的工作氛围，切身体会它的基本理论，教师既要尽量使学生培养自己独当一面的能力，独立完成，培养自学能力，自己通过摸索出来的思路是最深刻的；又要随时监控学生的掌握情况，做到有针对性地进行指导，提高课程的教学质量。在实验过程中教师要给予学生认真细致的指导，详细了解学生的实践情况［6］。

仅仅完成上机实践是不够的，毕竟学生将来要走向工作岗位，要发挥应有的作用，仅仅学会某些软件还没有万事大吉。要真正走出校门走向企业了解企业需求信息，根据企业需求培养学生的专业能力。这个环节可以使学生通过数控机床等硬件的操作，在实践中掌握实际零件的CAD/CAM理论，从而激发学生的学习兴趣，培养学生动手解决实际问题的能力，培养满足社会需求的应用型人才。保证基地学员能全方位地接受CAD/CAM应用能力的培养。

可以在保证各项安全的前提下尽可能地为学生创造走出校门的机会，这样可以提前让学生适应企业的氛围，了解市场的需求和动态，从而提前进入状态。学习CAD/CAM这门课程不是为了学而学，要在熟练操作应用软件的程度上提高学生的创新能力，多接受新鲜事物，与实际生产结合，才能发挥效益。如能做到这些则是一个互利共赢的局面，对学校和企业的发展，对解决学生就业问题都能起到好的作用。

除了对学生的要求，对教师也要有一定要求，CAD/CAM课程内容涉及面广，发展日新月异，这就要求教师及时从这个知识爆炸的时代汲取能量，不断充电。大多数教师缺乏丰富的机械行业工作经验，实践能力有限，需要教师尤其在这个方面提升自己。可以鼓励专业教师与企业生产进行合作，了解和学习当今的先进技术和管理经验，与市场同步，还可以邀请企业专家来校进行演讲或者指导学生实习等，“引进来，走出去”，各取所长，建设一支素质过硬的教师队伍，有了这些“底气”，教师的讲授才会吸引更多的学生，才能让以往枯燥无味的课程变得有趣，有意义［7］。

4　从考试角度来讲

鉴于这门课的特点，以往的一张卷闭卷考试的方法已经过时，教师要及时革新考核手段。可以采用笔试与上机、答辩相结合的方法。教师可将每次上机实践结束时的考核成绩综合考虑作为期末评定学生最终成绩的依据；笔试可以充分发挥学生的想象力和创造力，出一些和生产实际有关的灵活的问题，可以做到开卷考试，这样既可以考察学生查资料归纳总结的能力，尽可能体现学生的创新精神，又可以避免学生作弊的客观可能。还可以增加分组答辩的模式，答辩过程中培养学生的团队合作精神、创新意识和口头表达能力。

5　结束语

随着科学技术的发展，CAD/CAM技术也在不断创新，各种新技术新理论层出不穷，市场对毕业生的要求也是水涨船高，这就要求学生不仅有较好的专业基础，而且要求学生具备更高的实践能力和创新意识，才能够在激烈的市场竞争中立于不败之地，客观上这就对教师讲授机械CAD/CAM课程提出了更高的要求，那么教学方法和教学手段就要不断地丰富、发展和创新，这样才能最大程度地提高学生在CAD/CAM方面的水平。

参考文献：

［1］徐徽莉.在课程实验中培养学生的创造性人格特征［J］.实验室研究与探索，2003，22（6）∶11-12，21.

［2］张金勇，高玉霞.提高实验室的综合能力并培养学生的创造性思维［J］.实验室研究与探索，2008，27（3）∶7-8，62.

［3］申先甲，李艳平.谈谈物理学史在素质教育中的作用［J］.大学物理，2000，19（11）∶36-40.

［4］曹建树.应用型本科“CAD/CAM”课程的教学改革与实践［J］.实验室研究与探索，2010，29（5）∶105-107.

［5］肖乾.机械 CAD/CAM 教学改革初探［J］.华东交通大学学报，2007，24：107-109

［6］宋敏.机械 CAD/CAM课程教学改革与实践［J］.吉林工程技术师范学院学报，2013，29（11）∶79-80.

［7］王祎才.高职院校《机械 CAD/CAM》课程教学改革研究［J］.中国包装工业，2012，12∶40-41.

作者简介∶张博，1986年出生，河北保定人，工学硕士，助教，研究方向：CAD/CAM技术及应用。