三維CAD實(shí)驗(yàn)課程體系的構(gòu)建及優(yōu)化策略淺述

摘 要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，制造技術(shù)以及先進(jìn)設(shè)計(jì)逐漸被推廣，這對(duì)機(jī)械學(xué)科產(chǎn)生了非常大的影響，給其注入了新的內(nèi)涵。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、繪圖教學(xué)模式已經(jīng)不能夠適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。本文主要提出了三維CAD實(shí)驗(yàn)課程體系的構(gòu)建方案及其優(yōu)化策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：三維；CAD實(shí)驗(yàn)課程體系；教學(xué)改革

工程圖起源于工業(yè)革命時(shí)期，當(dāng)時(shí)二維工程圖是工程師們的語(yǔ)言，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，上世紀(jì)六十年代，由麻省理工大學(xué)提出的關(guān)于交互式圖形學(xué)的研究計(jì)劃發(fā)展出二維CAD技術(shù)，其主要作用在于利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備輔助設(shè)計(jì)人員順利進(jìn)行工作。在這個(gè)基礎(chǔ)之上三維CAD技術(shù)在上世紀(jì)末出現(xiàn)。隨著設(shè)計(jì)工具與設(shè)計(jì)方法的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)教學(xué)方式早已不能滿足需要，這就需要建立獨(dú)立的三維CAD實(shí)驗(yàn)課程體系。作者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)針對(duì)當(dāng)前現(xiàn)狀，提出課程改革方案，構(gòu)建并優(yōu)化三維CAD實(shí)驗(yàn)課程體系。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生建立基于三維的工程設(shè)計(jì)概念，培養(yǎng)工程素質(zhì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

1 三維CAD實(shí)驗(yàn)課程體系的構(gòu)建

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，三維建模逐漸進(jìn)入到高校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程圖學(xué)及設(shè)計(jì)類(lèi)課程的教學(xué)當(dāng)中，由此形成的基本教學(xué)模式是將CAD軟件的基本功能及使用與教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度結(jié)合起來(lái)，在課堂上教授學(xué)生相應(yīng)的軟件使用技能，這樣的教學(xué)模式會(huì)導(dǎo)致“主客倒置”的現(xiàn)象，由此帶來(lái)下列問(wèn)題：

（1）、教師將課程基本內(nèi)容與軟件技術(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行教學(xué)，但是在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生通常會(huì)把注意力和學(xué)習(xí)重心放在軟件操作技術(shù)上，從而導(dǎo)致學(xué)生在課程的基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)的方法上有所疏忽，專(zhuān)業(yè)必備的理論基礎(chǔ)不牢固，影響學(xué)生的后期學(xué)習(xí)；

（2）、CAD的意思為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，它只是一個(gè)輔助設(shè)計(jì)人員順利工作的工具。在教學(xué)中，真正的主體是學(xué)生從事設(shè)計(jì)的綜合能力。有的教師卻把教學(xué)重點(diǎn)放錯(cuò)了方向，導(dǎo)致教師在教授課本內(nèi)容時(shí)只是簡(jiǎn)單的羅列軟件操作指令，忽視對(duì)學(xué)生三維建模、三維設(shè)計(jì)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及形體表達(dá)等能力的培養(yǎng)。

（3）、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，CAD軟件的更新速度更是非?？?，至少一年更新一個(gè)版本，較之之前的版本，新版本的功能更強(qiáng)大，設(shè)計(jì)也更加人性化，與舊版本的操作及功能實(shí)現(xiàn)總有些許的不同，而教師不會(huì)每更新一次就將新的功能、內(nèi)容向?qū)W生普及，這反映出學(xué)生沒(méi)有軟件操作及運(yùn)用能力。

針對(duì)這些問(wèn)題，就要實(shí)施教學(xué)改革，將CAD課程體系獨(dú)立出來(lái)，建立其自己的實(shí)驗(yàn)課程體系，進(jìn)行獨(dú)立教學(xué)。CAD實(shí)驗(yàn)課程體系應(yīng)分為三部分：工程設(shè)計(jì)工具、CAD與三維設(shè)計(jì)及三維CAD建模。

工程設(shè)計(jì)工具：定為必修課，大一開(kāi)課，為期一學(xué)年，該課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生最基本的工具使用基礎(chǔ)，如：文檔、二位繪圖、三維造型等，為后期專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)；

CAD與三維設(shè)計(jì)：定位全校選修課，選課年級(jí)為二、三年級(jí)，該課程的目標(biāo)是增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程的理解，培養(yǎng)學(xué)生的三維造型設(shè)計(jì)思想，掌握專(zhuān)業(yè)基本操作、工程圖繪制、建模等，并能夠活學(xué)活用；

三維CAD建模：課時(shí)：定為研究生選修課，該課程的目標(biāo)是通過(guò)增加課時(shí)加深研究生對(duì)CAD軟件技術(shù)的熟練程度，增強(qiáng)學(xué)生的軟件運(yùn)用能力，拓展科研空間，提高創(chuàng)新能力，從而使學(xué)生掌握CAD領(lǐng)域最現(xiàn)代的技術(shù)。

以上三門(mén)課程有先修后續(xù)的關(guān)系，按照以上的順序教學(xué)可以使學(xué)生首先建立三維的工程設(shè)計(jì)理念，再進(jìn)行三維設(shè)計(jì)與CAD軟件的學(xué)習(xí)，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，更好地掌握軟件的操作及運(yùn)用，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際操作能力及創(chuàng)新意識(shí)。

2 三維CAD實(shí)驗(yàn)課程體系的優(yōu)化

2.1 不斷改進(jìn)教學(xué)方法及手段

為提高學(xué)生對(duì)CAD軟件的運(yùn)用能力，加深對(duì)CAD的了解，提高學(xué)生實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力，要對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式及方法進(jìn)行一定的優(yōu)化改革，以促進(jìn)CAD實(shí)驗(yàn)課程順利進(jìn)行。主要的改革內(nèi)容如下：

（1）、不斷將CAD實(shí)驗(yàn)課程體系平臺(tái)擴(kuò)大，建立CAD實(shí)驗(yàn)課程體系的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，整合教師的教學(xué)資源，如教學(xué)課件、題庫(kù)和相關(guān)資料，并將其投入到平臺(tái)中，使學(xué)生能夠在平臺(tái)中找到自己所需的內(nèi)容，甚至還可以根據(jù)科研的實(shí)際情況自創(chuàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過(guò)平臺(tái)資源自助實(shí)踐完成。為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，提供CAD知識(shí)和技能的交流及資源共享的平臺(tái)。

（2）、根據(jù)學(xué)生情況及CAD實(shí)驗(yàn)課程體系的特點(diǎn)編制實(shí)驗(yàn)教材。每所學(xué)校的學(xué)生特點(diǎn)不同，對(duì)CAD課程的理解程度也不同，教師根據(jù)學(xué)校的特點(diǎn)編制單獨(dú)的CAD實(shí)驗(yàn)教材可以最大限度的吻合學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際，提高授課效率。也可以嘗試使用電子考試提交系統(tǒng)，探索網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的途徑。

（3）、在課程體系中增加現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法去分析與設(shè)計(jì)，并與常規(guī)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行比較，進(jìn)一步開(kāi)闊學(xué)生工程設(shè)計(jì)思路，提高學(xué)生工程設(shè)計(jì)水平與創(chuàng)新思維。

2.2 提高教師隊(duì)伍的整體素質(zhì)

由于CAD實(shí)驗(yàn)課程更新速度快，每年都會(huì)有新版本推出，為提高學(xué)生的軟件操作能力和實(shí)際應(yīng)用能力，教師必須要有較高的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，能夠與時(shí)俱進(jìn)。因此，學(xué)校要定期組織教師團(tuán)隊(duì)進(jìn)修，保證教師能夠與時(shí)俱進(jìn)，提高軟件的使用及維護(hù)水平。此外，教師隊(duì)伍還可以參與專(zhuān)業(yè)科研，在科研的過(guò)程中提高自己的專(zhuān)業(yè)水平，以編出更科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教材。

3 結(jié)語(yǔ)

將CAD軟件的操作從理論課程中獨(dú)立出來(lái)，建立三維CAD實(shí)驗(yàn)課程體系，增加CAD軟件學(xué)習(xí)課時(shí)，使學(xué)生在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)之前，掌握設(shè)計(jì)工具的使用，能夠使學(xué)生在堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)上更好的進(jìn)行操作，深入理解CAD課程軟件，提高自身的操作能力及創(chuàng)新能力。建立更專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，制作更優(yōu)質(zhì)的多媒體課件，編寫(xiě)更詳實(shí)的實(shí)驗(yàn)教材，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自創(chuàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，這些工作在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中都取得了很好的效果。因此，三維CAD實(shí)驗(yàn)課程體系的構(gòu)建及優(yōu)化對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)及自身能力的提高有著非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 褚曉雯.CAD-CAM一體化實(shí)驗(yàn)課程體系研究[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2014（04）

[2] 王偉兵，張冬梅，李玉菊，高偉.CAD實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2012（08）

[3] 曹建樹(shù)，王殿君，代峰燕. 應(yīng)用型本科“CAD/CAM”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010（05）

[4] 董麗琴.三維CAD在機(jī)械課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2009（9）

作者簡(jiǎn)介

謝覺(jué)（1983-），男，湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)。