王彥龍

摘 要： 作為一門應(yīng)用性較強(qiáng)、實(shí)踐能力要求較高的重要課程，模具CAD/CAE/CAM的教學(xué)相對(duì)于其他課程有一定的差異性。從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和方法、考核方式等方面分析了教授的實(shí)用性，通過必要的改進(jìn)有效強(qiáng)化課程教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 模具AD/CAE/CAM 內(nèi)容體系 工程案例 有效性

CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具生產(chǎn)中迅速得到了普遍應(yīng)用，模具CAD/CAE/CAM課程（即模具CAX）主要介紹模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造及相關(guān)知識(shí)，包括模具CAD/CAE/CAM的基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)的軟硬件構(gòu)成、常用軟件的基本運(yùn)作流程、特點(diǎn)及二次開發(fā)技術(shù)等。針對(duì)典型的工藝和模具，通過豐富的實(shí)例和詳盡的步驟說明對(duì)其進(jìn)行深入淺出的講解，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性。

1.課程內(nèi)容分配

模具CAD/CAE/CAM課程作為材料成型與控制專業(yè)的主干課程，一般開設(shè)在專業(yè)課程的最后階段。考慮到學(xué)生已經(jīng)在其他課程中掌握了CAD相關(guān)知識(shí)，同時(shí)在后續(xù)課程中還要進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)內(nèi)容，對(duì)于CAD、CAE、CAM三部分內(nèi)容予以針對(duì)性的重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)并適當(dāng)部分?jǐn)U充。

即便是通用CAD的延伸，模具設(shè)計(jì)CAD相對(duì)于其他的CAD也有一定的特殊性，如模具構(gòu)建方式、各機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)較成熟、模塊化便于利用，等等，須利用模具設(shè)計(jì)中的相關(guān)知識(shí)并結(jié)合通用CAD系統(tǒng)的體系及內(nèi)容予以闡述。而CAE相對(duì)于CAD更加復(fù)雜及深入，由于大部分學(xué)生以前并沒有接觸過CAE知識(shí)，且CAE所涉及的理論知識(shí)過于深?yuàn)W，因此在CAE部分重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)分析思想、解題思路及常見的一些問題，應(yīng)用于模具方面的不外乎這幾個(gè)內(nèi)容，如板、體的塑性成形，注塑成型模擬等。由于后續(xù)的數(shù)控技術(shù)課程詳細(xì)論述CAM方面內(nèi)容，模具CAM教授過程相對(duì)簡(jiǎn)化，因此僅僅介紹模具CAM的基本概念及自動(dòng)編程內(nèi)容。

2.應(yīng)用軟件的輔助教學(xué)

作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造類課程，應(yīng)用軟件的選擇及利用至關(guān)重要，不但要做到重點(diǎn)突出，而且要盡可能覆蓋全面。模具CAD部分的軟件應(yīng)用在教學(xué)中突出模具特色，選取Solidwork的插件iMold，這樣不但照顧了學(xué)生已學(xué)的Solidwork基礎(chǔ)，而且利用iMold軟件使得學(xué)生熟悉了模具設(shè)計(jì)的主體思想及分析思路。為了使學(xué)生對(duì)CAE有初步認(rèn)識(shí)，實(shí)驗(yàn)課程中安排了ANSYS有限元軟件教學(xué)，幫助學(xué)生了解CAE分析中前處理、求解、后處理等結(jié)題步驟。之后的課程中考慮到模具應(yīng)用，設(shè)置了Deform及Moldflow這類常用軟件的熟悉及應(yīng)用。在CAM的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)過程中，選用了當(dāng)前較為流行的軟件MasterCAM，由于是后續(xù)的數(shù)控技術(shù)課程，因此僅要求學(xué)生通過此軟件熟悉簡(jiǎn)單模具構(gòu)件的建模、加工工藝設(shè)計(jì)及自動(dòng)編程下模擬加工的完成。

3.教學(xué)方式的多樣化

（1）理論講授與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)結(jié)合

模具CAD/CAE/CAM課程的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在應(yīng)用性較強(qiáng)，同時(shí)其依托的理論內(nèi)容也在不斷更新。為了強(qiáng)化課堂教學(xué)效果，提高學(xué)生的理解能力及動(dòng)手能力，課堂中結(jié)合當(dāng)前比較流行的CAD/CAE/CAM應(yīng)用軟件強(qiáng)化各部分應(yīng)用。著重介紹這些軟件的特點(diǎn)、分析流程及其適用性，使得學(xué)生在以后的應(yīng)用中有目的地選擇。同時(shí)在課程的每部分中設(shè)置專門的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)各部分知識(shí)的掌握和理解。

（2）工程實(shí)例的應(yīng)用

既然是工程應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，課程講授中必須結(jié)合實(shí)際工程實(shí)例進(jìn)行具體分析。因此，在每部分內(nèi)容的開始階段，通過工程實(shí)例引出需要解決的問題，結(jié)合以前的課程學(xué)習(xí)研究問題的解決方案，引出應(yīng)用CAX軟件分析和解決此類問題，并通過相關(guān)軟件的演示開始每部分的教學(xué)。

（3）互動(dòng)式啟迪教學(xué)

模具CAD/CAE/CAM課程所依據(jù)的其他課程內(nèi)容包括模具設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、物理學(xué)、材料力學(xué)，等等，不同班級(jí)及學(xué)生在某些方面可能有所欠缺，因此課堂教學(xué)過程中須及時(shí)與學(xué)生加強(qiáng)溝通，進(jìn)而對(duì)以前的知識(shí)體系進(jìn)行簡(jiǎn)單回顧，使得學(xué)生充分理解和掌握當(dāng)前內(nèi)容。另外，通過在教學(xué)回顧中所發(fā)現(xiàn)的相關(guān)問題，引導(dǎo)學(xué)生自己應(yīng)用CAD/CAE/CAM知識(shí)進(jìn)行解決，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問題的能力。

（4）強(qiáng)化課程的邏輯性

課程的講授既要具有系統(tǒng)性，又要注意過程中的邏輯性。系統(tǒng)性講究結(jié)構(gòu)清晰、全盤掌握、重點(diǎn)突出，但各部分知識(shí)間的關(guān)聯(lián)性、因果性闡述不夠。邏輯性注重課程內(nèi)容的循序漸進(jìn)、脈絡(luò)清晰，但思路相對(duì)單一。模具CAD/CAE/CAM課程內(nèi)容繁雜，但各部分之間的關(guān)聯(lián)及層次性較強(qiáng)。從邏輯性方面強(qiáng)調(diào)CAD/CAE/CAM相互之間的遞進(jìn)關(guān)系，有助于它們之間的相互推衍及內(nèi)容的連續(xù)性分析。如講到CAE內(nèi)容時(shí)，通過圖1所示的邏輯圖，進(jìn)一步明確CAE與CAD之間的關(guān)系及數(shù)據(jù)庫(kù)在CAE分析中的應(yīng)用，也為學(xué)生的合理利用相關(guān)知識(shí)提供了較好思路。

4.綜合考核分析

模具CAD/CAE/CAM課程內(nèi)容多，知識(shí)點(diǎn)繁雜，且大多數(shù)部分具有很強(qiáng)的實(shí)用性和實(shí)時(shí)性，作為應(yīng)用性知識(shí)，提高學(xué)生的應(yīng)用能力、調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性可以進(jìn)一步強(qiáng)化教授和學(xué)習(xí)效果。因此，在教授過程中始終強(qiáng)調(diào)課程內(nèi)容結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件的工程應(yīng)用性，不再?gòu)?qiáng)求對(duì)概念理論的死記硬背。通過平時(shí)的實(shí)驗(yàn)打分、考勤基本可以評(píng)估學(xué)生的掌握程度，最后結(jié)合開卷或大作業(yè)考試客觀評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)。模具CAD/CAE/CAM課程考核中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手和應(yīng)用能力，通過大作業(yè)完成成績(jī)?cè)u(píng)估，主要是應(yīng)用某種CAX軟件完成具體模具的設(shè)計(jì)、分析或制造。

通過幾年的實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生對(duì)于模具CAD/CAE/CAM課程的興趣明顯提高，且在實(shí)驗(yàn)課中的動(dòng)手主動(dòng)性顯著增強(qiáng)，將期末的考核分配至平時(shí)的嚴(yán)格要求，保持了學(xué)習(xí)的一致性及連貫性，顯著強(qiáng)化了教學(xué)效果，得到了一致好評(píng)。

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