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“CAD/CAPP/CAM基礎(chǔ)”教學(xué)研究與探究
論文關(guān)鍵詞：CAD/CAPP/CAM 教學(xué)改革 解決途徑
論文摘要：鑒于CAD/CAPP/CAM技術(shù)日益重要，文章研究CAD/CAPP/CAM課程的教學(xué)過(guò)程，根據(jù)該課程教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了研究與分析，并提出了多項(xiàng)有利于解決問(wèn)題的方法，對(duì)充分實(shí)現(xiàn)該課程教學(xué)目的、培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要的人才具有重要意義。
CAD/CAPP/CAM技術(shù)是隨著信息技術(shù)的發(fā)展而形成的一門新技術(shù)，它被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空、航天、汽車和紡織機(jī)建筑等領(lǐng)域，已成為衡量制造業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)志。CAD/CAPP/CAM技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)控技術(shù)、有限單元分析法、計(jì)算機(jī)仿真、最優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)信息集成技術(shù)等多門學(xué)科，從而在統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析計(jì)算和數(shù)控編程等工作，能夠大大提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率，降低生產(chǎn)成本，目前已成為現(xiàn)代企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)的主要方法和手段。中國(guó)已成為制造業(yè)大國(guó)，CAD/CAPP/CAM技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用日益廣泛，應(yīng)用水平也在不斷提高，同時(shí)對(duì)應(yīng)用人才的需求也不斷增加。因此，各大院校都相繼開(kāi)設(shè)了“CAD/CAPP/CAM基礎(chǔ)”這門課程，培養(yǎng)學(xué)生掌握產(chǎn)品現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造的方法和手段、提高學(xué)生創(chuàng)新能力，希望課程的設(shè)置使學(xué)生能掌握這門新興技術(shù)，培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代工程領(lǐng)域需求的人才。因此，對(duì)課程教學(xué)的研究具有重要意義。
本文針對(duì)“CAD/CAPP/CAM基礎(chǔ)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀，分析了該課程的特點(diǎn)及其存在的問(wèn)題，并進(jìn)行了相應(yīng)的探討，提出了解決問(wèn)題的方法，從而使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)更加有效地掌握該課程的內(nèi)容和基本技能，更好地實(shí)現(xiàn)課程的培養(yǎng)目標(biāo)。
一、課程現(xiàn)狀
CAD/CAPP/CAM技術(shù)涉及的內(nèi)容十分廣泛，包括信息技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)基礎(chǔ)及其相關(guān)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)等。但同時(shí)，CAD/CAPP/CAM技術(shù)涉及的知識(shí)點(diǎn)又比較分散。目前，有關(guān)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的教材較多，課程知識(shí)體系基本相同，知識(shí)點(diǎn)較全面，課程內(nèi)容也比較前沿，涵蓋了很多先進(jìn)制造技術(shù)。
在高等教育中，課堂教學(xué)至關(guān)重要。由于高校教師大多采用傳統(tǒng)的方式講授“CAD/CAPP/CAM基礎(chǔ)”課程，學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性不高，學(xué)習(xí)效率較低，學(xué)習(xí)效果較差。教授該門課程的老師必須具有相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，而且很多知識(shí)都涉及當(dāng)前的新知識(shí)，或者較新的軟件，這就要求教師要不斷學(xué)習(xí)，拓寬知識(shí)面，這是對(duì)教師的能力提出了一定的要求。此外，學(xué)生的能力也有較大差別，部分學(xué)生對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的理解不夠深入，遇到問(wèn)題不能及時(shí)勇敢面對(duì)，造成問(wèn)題積壓，缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性。這些問(wèn)題不同程度上影響了教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
二、課程特點(diǎn)與教學(xué)中存在的問(wèn)題
1.課程特點(diǎn)
�。�1）課程的應(yīng)用性較強(qiáng)。應(yīng)用CAD/CAPP/CAM技術(shù)主要是為了改善產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，從而能夠最大限度地應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助功能為生產(chǎn)提供便利。因此，除了掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)以外，CAD/CAPP/CAM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用十分重要。
�。�2）課程的系統(tǒng)性較強(qiáng)�！癈AD/CAPP/CAM基礎(chǔ)”是一門系統(tǒng)性較強(qiáng)的課程。其中，計(jì)算機(jī)技術(shù)是基礎(chǔ)，無(wú)論是CAD、CAPP還是CAM，都是利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)輔助技術(shù)應(yīng)用的。要實(shí)現(xiàn)這些輔助功能，就必須具備計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)、計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言和計(jì)算機(jī)輔助繪圖及工藝基本知識(shí)。隨著計(jì)算機(jī)智能化水平的提高，CAD/CAPP/CAM也逐漸由“輔助”變成了“智能化”、“自動(dòng)化”。此外，設(shè)計(jì)的客體是產(chǎn)品，它是計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用的核心，從最初論證到設(shè)計(jì)完成再到加工與制造，其過(guò)程具有極強(qiáng)的系統(tǒng)性。
（3）各學(xué)科特色比較鮮明。如CAD主要用于產(chǎn)品的幾何造型設(shè)計(jì)和論證，CAPP主要用于加工方法的選擇和工藝路線的制定，CAM主要用于數(shù)控編程和數(shù)控加工。此外，還涉及CAE，其主要用于模擬仿真、分析產(chǎn)品工藝性能及優(yōu)化設(shè)計(jì)。各學(xué)科之間不僅具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性，還具有其自身的特點(diǎn)。
2.教學(xué)中存在的問(wèn)題
�。�1）重視程度不夠�！癈AD/CAPP/CAM基礎(chǔ)”這門課程涉及內(nèi)容比較廣泛，基本上涵蓋了計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、圖形處理技術(shù)、工程分析技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)和優(yōu)化設(shè)計(jì)等多學(xué)科的內(nèi)容，是一門具有綜合性、系統(tǒng)性的交叉學(xué)科應(yīng)用課程。目前，在普通高校的專業(yè)設(shè)計(jì)教育中，該門課程大多處于選修課的地位，專業(yè)課學(xué)時(shí)較短，在規(guī)定的時(shí)間安排中，很難將課程內(nèi)容全面而詳細(xì)地講授給學(xué)生。同時(shí)，由于時(shí)間所限，學(xué)生的實(shí)踐課時(shí)得不到保證，從而削弱了該課程的應(yīng)用性目的。
�。�2）硬件設(shè)施缺乏。目前，除了某些重點(diǎn)院校，一般普通高校的學(xué)生人數(shù)和學(xué)校的教學(xué)條件存在明顯的矛盾，學(xué)校為此也在努力改善各方面的教學(xué)條件，但硬件設(shè)施的改善很難跟上軟件的發(fā)展速度，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)了理論知識(shí)以后，便不再想其他，以至于影響了學(xué)生應(yīng)用能力的提高。
（3）教學(xué)內(nèi)容與手段相對(duì)簡(jiǎn)化。目前，多數(shù)高校機(jī)械專業(yè)的老師對(duì)CAD/CAPP/CAM軟件的講解，基本上以CAD模型設(shè)計(jì)，特別是以單一的零件設(shè)計(jì)為主，至于CAE、CAPP、CAM等部分理論講解較多，實(shí)踐相對(duì)較少。因此，學(xué)生就業(yè)以后，除了簡(jiǎn)單使用軟件以外，幾乎很難實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，學(xué)習(xí)該課程的價(jià)值也無(wú)法得到體現(xiàn)。同時(shí)，由于本學(xué)科內(nèi)容較寬泛，大多數(shù)學(xué)生對(duì)本課程缺乏興趣，使得學(xué)生的專業(yè)技能和創(chuàng)新能力得不到有效地提高。此外，由于受各種條件的約束，大多數(shù)高校教學(xué)方式單一乏味，教學(xué)圍繞教材轉(zhuǎn)，使得學(xué)生缺乏應(yīng)用能力。不過(guò)，確有部分高校采取多種手段進(jìn)行CAD/CAPP/CAM的實(shí)踐教學(xué)，通過(guò)平時(shí)上機(jī)練習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等手段在培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐能力上起到了一定的作用，這是非常好的現(xiàn)象。
因此，在高校教學(xué)中，既要更新CAD/CAPP/CAM課程的教學(xué)理念，又要強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)CAD/CAPP/CAM軟件的應(yīng)用性，這樣才能切實(shí)提高學(xué)生的理論與實(shí)踐應(yīng)用能力。
三、解決問(wèn)題途徑的初步探索
1.思想充分重視
高校要從教學(xué)理念的高度來(lái)重視CAD/CAPP/CAM課程，應(yīng)該將該課程設(shè)置為必修課，使教師與學(xué)生都能夠充分重視該課程。否則，學(xué)生不僅對(duì)理論知識(shí)囫圇吞棗，實(shí)際應(yīng)用能力更無(wú)從談起。有了思想上的高度重視，才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也才能提高教師不斷尋找和提升教學(xué)方法的動(dòng)力，最終實(shí)現(xiàn)該課程的教學(xué)目的。
2.不斷完善教學(xué)設(shè)備
應(yīng)該不斷完善教學(xué)設(shè)備，適時(shí)增加相關(guān)硬件與軟件配置，及時(shí)進(jìn)行軟件更新，對(duì)計(jì)算機(jī)、投影儀等設(shè)備進(jìn)行定期檢修與維護(hù)，確保教學(xué)正常進(jìn)行，同時(shí)建議有條件時(shí)開(kāi)放CAD機(jī)房，使學(xué)生課外也能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)及時(shí)鞏固、鍛煉應(yīng)用。
3.不斷更新教學(xué)內(nèi)容與方法
教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，教師應(yīng)該不囿于現(xiàn)有教材，而不斷嘗試對(duì)教材進(jìn)行更新，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力，結(jié)合本課程實(shí)際進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。如選擇一些相對(duì)較新的軟件來(lái)教學(xué)生，這樣學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)的過(guò)程中做到有的放矢。如果還是圍繞教材轉(zhuǎn)，則不僅提不起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更難以達(dá)到課程的教學(xué)目的。同時(shí)，應(yīng)注意課程的關(guān)聯(lián)性與針對(duì)性。由于該課程是多學(xué)科交叉的課程，其特點(diǎn)決定了教師在講課時(shí)必須以某一軟件作為主講，同時(shí)聯(lián)系其他軟件進(jìn)行講解，做到重點(diǎn)突出，并且針對(duì)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行有針對(duì)性的講解，以提高講課效率。
4.努力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力
�。�1）教師應(yīng)該簡(jiǎn)要講解“CAD/CAPP/CAM基礎(chǔ)”相關(guān)軟件基本操作的方法和技巧；同時(shí)，應(yīng)該盡量讓學(xué)生構(gòu)思出某個(gè)產(chǎn)品，鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)手進(jìn)行產(chǎn)品的造型、模擬仿真與分析。通過(guò)“CAD/CAPP/CAM課程”教學(xué)過(guò)程激勵(lì)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
�。�2）充分利用現(xiàn)有的軟硬件資源為學(xué)生提供一個(gè)能充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力的環(huán)境，這不僅可以有效利用學(xué)校資源，還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)動(dòng)手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。建立開(kāi)放性的“CAD/CAPP/CAM教學(xué)與實(shí)驗(yàn)”平臺(tái)，積極開(kāi)設(shè)“CAD/CAPP/CAM綜合訓(xùn)練”課程，將零件設(shè)計(jì)和數(shù)控加工等環(huán)節(jié)聯(lián)系在一起，使學(xué)生徹底了解機(jī)械產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程，切實(shí)提高實(shí)際應(yīng)用能力。
四、總結(jié)
“CAD/CAPP/CAM基礎(chǔ)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀與教學(xué)目的之間存在著一定的差距，高校應(yīng)該從思想上高度重視，通過(guò)多種途徑改善和提高該課程的教學(xué)能力，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要的既具有理論知識(shí)，又具有實(shí)際應(yīng)用與創(chuàng)新能力的學(xué)生。
參考文獻(xiàn)：
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