【计算机辅助设计教学改革】计算机辅助设计
时间：2019-04-29 03:18:13 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：针对计算机辅助设计课程的特点及教学对象的特殊性，提出了与教学内容、教学方法、实践教学以及考核办法相关的一系列改革措施，实践表明，学生的学习积极性大大提高，教学效果得到明显改善。
关键词：计算机辅助设计；机械；CAD系统；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）06-0214-02
进入21世纪以来，伴随计算机技术在国内的快速发展和广泛普及，生活中的方方面面都有计算机辅助设计技术的应用，其中主要包括机械行业、建筑行业、电子行业等。在高等学校教育教学中，“计算机辅助设计”是近年来发展较快的一门课程，它已经从过去的知识普及型课程逐渐发展成为一门技能与理论并重的专业必修课。其显著特点是知识点更新速度快、教学内容多、技能训练困难等。提高该课程的教学水平以及教学质量对高校的教育教学工作意义非常重大。
一、国内计算机辅助设计课程的发展现状
目前我国各大高校普遍开设了“CAD”课程，有的学校开设已经有将近二十年的历史。但是，从目前来看该课程的教学效果却不尽人意。计算机辅助设计目前教法有二种，一种主要讲授CAD软件，例如AutoCAD、Solidworks，主要适应高职院校；另一种主要讲授CAD的理论，主要集中在211等理科院校。两种教法各有特点，前者基本技能掌握的比较好，但是理论基础欠缺；后者理论基础较强，但是实际操作训练不足。在内容上，目前主要教授CAD的基本理论和CAD软件的操作，没有与其他课程相关联，例如机械设计、夹具设计等，也没有注意创新能力的培养，使学过该门课程的学生多数只会使用CAD软件绘图，综合与创新设计能力严重不足，更不用说在“CAD”公共平台上进行二次开发。因此，在剖析产生该结果的原因后，改革计算机辅助设计课程的教学模式就显得相当重要了。
二、计算机辅助设计课程改革方案
1.教学内容的改革。①重视与其他课程的衔接。在过去教学中大多院校均将机械其他课程与计算机辅助设计分成独立课程开设，两者的侧重点不同，没能有效地结合，使得学生不能将知识有机结合，技能不熟练，浪费许多时间在本可由计算机自动完成的工作上。计算机辅助设计课程应该将内容分成二大部分，分为（上）和（下）两部分，分别安排在第二学期和第四学期以后。计算机辅助设计课程（上）的内容主要讲授CAD软件的操作，计算机辅助设计课程（下）的内容主要讲授CAD系统的原理及CAD系统的开发技术，在这个时间机械设计、机械制造技术、夹具设计等课程相继教授完毕，课程内容要结合以上的课程内容进行，做到课程间的知识融合。对于计算机辅助设计（下）的教学，教学案例要紧密结合机械知识，要使用完整的机械机构的设计作为案例，例如在讲系统开发的时候，将四杆机构的设计作为一个案例，完整地展示给学生，有利于学生建立机械CAD完整的概念。②课程体系的转变。把CAD按照应用角度可以分为两大类：一是以二维设计为重点，主要软件是AUTOCAD；另一类是以三维建模为基础的大型CAD/CAM软件，包括Solidworks、Pro/E、UG、CATIA等。而以前国内高校的CAD教学，采用以“二维AUTOCAD为主，三维设计软件为辅”的教学模式，其中也很少提到三维设计部分。以基于事物特性表、参数化驱动的三维建模为重点开展教学，以便学生紧跟时代发展的潮流，以学生为中心的培养目标促使我们改革传统的课程，讲授新的知识。③软件二次开发能力的培养。在复杂的CAD问题或特殊用途的设计设计中，依据原有软件的功能往往难以解决问题，在此情况下，只是会用软件的基本功能是不够的，根据客户的特殊用途进行软件的客户化定制和二次开发，往往能够大大提高企业的生产效率和技术水平。鉴于二次开发可以大大提高设计效率，因而对于该门课程的学习，不仅要求学生掌握基本操作，还要有一定的软件二次开发和编写API函数的能力，能够在通用的软件上解决专有的问题（如结构分析，强度校核、运动仿真等）。这一阶段的教学要求针对具体的学生所掌握的基础而有所不同，按照因材施教的原则布置学生进行一些简单的机械CAD的二次开发，重点掌握CAD系统的实现方法，逐步提升学生的创新能力。
三、教学方法改革
计算机辅助设计技术的应用越来越广泛，这就使得高校的教学应适应当今社会需求，教学方式应科学完整并多样化，达到提高教学水平的目的。科学完整多样的教学模式，应该应用独特经典并且有针对性的教学方法，比如：
1.引进双语教学。大多数比较流行的大型CAD/CAM绘图软件，如Solidworks、Pro/E、UG、CATIA等，多为欧美国家的产品。虽然有些版本进行了汉化处理，但是其使用稳定性和可靠性有了一定的下降，功能使用上也受到了不少的限制。因此有必要进行英文版的计算机辅助设计教学，使学生既能掌握国际上的领先技术，又有利于科研成果的产出。在实际教学过程中，选用英文界面的AutoCAD。软件操作过程中，可让学生在英文帮助信息的提示下完成建模，教材最好采用参考国外教材基础上进行自编的双语教材，同时带有中英文对照的讲义，这样做可以减少学生的负担，同时实现双语与教学相结合，外语为教学服务。
2.改善考核方式。本课程采用期末考试和平时考查（编程作业和上机实验）相结合的方式，课程总成绩由期末考试成绩和平时考查成绩合成，其中平时考查成绩占40%（编程作业成绩和上机实验成绩各占20%），期末考试采用闭卷考试方法，考试时间2小时，考试成绩占60%。通过增加上机难度，笔试中出综合应用试题，培养学生综合应用知识的能力以实现用所学知识去解决实际的问题，真正做到学以致用。通过这种方式收到了平时难以达到的强化训练效果，实现以考试为手段、提高能力为目的的教学目标。
四、师资队伍的建设
提升教师双语教学能力。要开展双语教学必须考虑教师综合素质和使用双语的能力。假如教师不具备很充分的运用外语教学的综合能力，教学效果会大打折扣。因此作为工科类非外语学科的教师，利用各种机会参加外语培训，积极主动强化训练双语教学的基本技能，做到熟练使用外语进行知识讲授是行之有效的办法。特别对于中青年教师，其学习能力较强，可以通过用外文制作PPT课件，熟练阅读外文参考文献，强化自身的双语教学能力。可能由于缺乏外语系统的训练，教师的听说能力有些欠缺，学校可定期开展外语学术交流，研讨双语教学的技巧，提高双语教学理论素养，逐步改善目前双语教学落后的现状。
新时期制造业的高速发展给计算机辅助设计图形教学带来了机遇，也带来了挑战，计算机辅助设计图形教学还有待进一步提高，其改革必定是一个长期课题。把握本专业发展的历史机遇，满足当代社会的需要，实现科教兴国的战略，就必须加大计算机辅助设计图形教学的教育改革力度，不断探索教学方法。
参考文献：
[1]陈敏.如何做好CAD教学工作[J].上海商业职业技术学院学报，2000，（2）.
[2]苏汉元，吴义虎，肖新华.《机械CAD》课程的教学改革[J].机械工业高教研究，1999，（2）.
[3]杨建根，于盛睿.AutoCAD2006双语教学探索与研究[J].高教论坛，2005，（06）.
[4]张鹏，张运九.计算机辅助设计教学改革研究[J].农业网络信息，2011，（3）.
[5]桂艳.机械CAD课程教学改革之实践[J].科技资讯，2008，（28）.
[6]刘新阳，高传昌.工科院校AutoCAD教学改革探讨J].中国科教创新导刊，2011，（17）.
[7]许幸新，莫亚林，黄俊杰.关于双语辅助工程图学课程的思考[J].黑龙江科技信息，2008，（27）.
[8]林慧珠.地方高校工程制图双语教学探析[J].淮海工学院学报（社会科学版），2011，（10）.
基金项目：教育部特色专业建设项目（TS10222）；上海市教委重点课程建设项目（计算机辅助设计技术）；上海理工大学研究生核心课程建设项目
