【摘 要】本文以機械CAD/CAM課程教學改革為切入點,探索培養(yǎng)學生CAD/CAM軟件實際應用能力的方法,以期真正達到新工科建設(shè)的要求,培養(yǎng)出軟件理論知識扎實、操作技能精湛、具有實際工程應用能力的高技能、高素質(zhì)人才。
【關(guān)鍵詞】新工科建設(shè);實際應用能力;課程教學改革;實踐研究
【中圖分類號】G642? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437(2020)28-0001-02
新工科建設(shè)的本質(zhì)要求遵循工程教育的規(guī)律,培養(yǎng)適應行業(yè)發(fā)展、對接企業(yè)實際需求的人才[1]。隨著計算機技術(shù)和其他相關(guān)科技的發(fā)展,CAD/CAM技術(shù)已日趨完善,已成為制造業(yè)信息化中的基礎(chǔ)技術(shù)。目前各大院校都開設(shè)了CAD/CAM技術(shù)課程,希望通過課程教學使學生掌握這門新興技術(shù),但是普遍現(xiàn)象是,課程教學僅從會軟件操作層面入手,離實際應用存在一定距離。本文以機械CAD/CAM課程教學改革為切入點,力求探索出培養(yǎng)學生CAD/CAM軟件實際應用能力的方法,真正達到新工科建設(shè)的要求,培養(yǎng)出軟件知識扎實、技能精湛、實際工程應用能力強的高技能、高素質(zhì)人才。
1? ?CAD/CAM技術(shù)課程教學存在的問題
目前,CAD/CAM技術(shù)課程教學的常用方法是,利用軟件教學,培養(yǎng)學生的軟件操作能力,還沒拓展到“應用型人才”的培養(yǎng),沒有突出工程教育的特征。因此在符合新工科人才培養(yǎng)的要求上,還存在以下幾個問題。
(1)重理論輕實踐,CAD、CAM等技術(shù)相互分離,教師教學中只教學生使用本課程的軟件,學生學習后,無法熟練運用計算機軟件進行產(chǎn)品設(shè)計、建模裝配、工程圖制作、加工制造等[2]。
(2)CAD/CAM技術(shù)課程實踐性強,軟件種類多,所涉及的知識內(nèi)容廣,教學中容易出現(xiàn)軟件選擇困難,教學內(nèi)容“浮在面上”的問題,有時還會出現(xiàn)教學內(nèi)容與實際需要不符的情況。
(3)機械是CAD/CAM技術(shù)課程的一個特點,低年級學生學習軟件后,無法實際應用,不能立即到企業(yè)參與實際工作,如不能實際操作軟件來驗證與提高水平,那么理解與掌握都會有一定的困難,學生畢業(yè)后還要經(jīng)歷較長時間的再學習才能應用[3]。
2? ?課程改革實踐的方法與措施
近兩年來,為做好機械CAD/CAM課程教學改革,筆者所在的新余學院機電工程學院(下文簡稱“該學院”)采取了以下方法與措施。
2.1? 重新修訂人才培養(yǎng)方案與課程教學大綱,融入新工科要求
積極將新工科的要求融入2018版人才培養(yǎng)方案與課程教學大綱中,將工程教育認證標準作為人才培養(yǎng)方案的主要理念和要求,同時結(jié)合新工科的內(nèi)涵和工程教育認證標準,打破常規(guī),制訂了不同于常用形式的教學大綱,形成了教學指導性文件[4]。
2.2? 積極進行教學內(nèi)容與教學方法的改革實踐
積極進行教學內(nèi)容與教學方法的改革,探索總結(jié)出一些比較有效的教學方法,并在不斷應用中優(yōu)化。代表性的方法如下。
(1)共性教學法。以相關(guān)主流軟件中的相同內(nèi)容為主,進行CAD建模的基礎(chǔ)功能教學,再輔之以教學中規(guī)定軟件的特點。教學以基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)技能為主,內(nèi)容結(jié)合企業(yè)實際需要,側(cè)重基本應用、技能夠用,減去深奧、偏僻內(nèi)容,減去的內(nèi)容放在課外活動中。首先,教學中采用對照法,教師在教學中既講指定軟件的操作,又及時對比其他軟件的操作,為學生課后或者工作時轉(zhuǎn)學其他軟件打下一定的基礎(chǔ),提高學習適應能力;其次,教學安排在機械CAD/CAM實訓室中,電腦中安裝了多個主流CAD/CAM軟件,方便學生學習了解不同軟件的功能。在這個環(huán)境之中,潛移默化地影響學生,在無形中增強其對各種軟件的學習興趣。
(2)與應用相結(jié)合的教學方法。主要是結(jié)合目前各類大學生項目,讓學生實際應用軟件工具,通過計算機軟件,并運用產(chǎn)品設(shè)計、建模裝配、工程圖繪制、加工制造等各方面的知識與方法來完成實際的項目,從而使學生從工作需要層次掌握運用CAD/CAM軟件進行產(chǎn)品基礎(chǔ)設(shè)計的方法,為其畢業(yè)后參與工作打下基礎(chǔ),以實際應用促進學生能力的提高。
(3)以賽促學法。近兩年來,該學院以興趣愛好為引導,組織學生加強課外學習與交流,積極參加CAD/CAM技術(shù)競賽和創(chuàng)新活動,并積極拓展應用方向。很多學生不僅僅參加了成圖大賽的各級賽事,還拓展到了機械創(chuàng)新、3D打印等方面。這樣不僅使參賽學生取得了良好的成績,提高了能力,還帶動了一大批學生積極學習。
2.3? 推動實踐教學環(huán)節(jié)改革
把3D打印中心納入學生學習運用CAD/CAM技術(shù)的場所,并向更多前沿技術(shù)如逆向工程方面拓展;積極推動并參與新建校內(nèi)實驗室工作,提供新建培訓考證中心方案建議、設(shè)備參數(shù)等,用于學生CAD/CAM軟件使用、培訓、考取軟件操作證書、實習等[5]。
2.4? 改革CAD/CAM技術(shù)課程的考評方式
以實際應用能力培養(yǎng)為出發(fā)點進行教學考評方式改革。要求CAD/CAM技術(shù)課程的考核為考核能力,考核內(nèi)容為實踐操作,借助企業(yè)的實際產(chǎn)品,用技術(shù)員、工程師的實際工作來檢驗學生。該考評方式實行了近兩年,該學院對考評結(jié)果進行了初步效果評價,結(jié)果良好。
2.5? 大力進行CAD/CAM技術(shù)課程師資隊伍建設(shè)
師資隊伍是CAD/CAM技術(shù)課程改革的關(guān)鍵因素。一是組織該課程的教師學習提高,形成多個小組,參與不同的項目。二是組織相關(guān)的課程教師共同學習提高,一同參與教學改革,更廣泛地開展課題。
3? ?課程改革取得的成效
課題改革實踐證明,以上方法是有效的,取得了比較令人滿意的成效,具體有以下幾方面。
(1)在新修訂的人才培養(yǎng)方案與課程教學大綱的指導與規(guī)范下,CAD/CAM技術(shù)課程教學有效開展,新工科工程教育認證理念深入人心,新工科模式得到了實際
應用。
(2)新的教學方法提高了學生的學習興趣,使學生CAD/CAM技術(shù)的掌握與應用能力得到了大幅提高。特別是共性教學法的使用,既使學生學會一個選定的三維軟件的應用與操作,又使學生了解其他三維軟件的基本設(shè)計方法,并且為今后工作所需打下基礎(chǔ),使培養(yǎng)的學生完全達到了企業(yè)崗位掌握多種軟件技能的要求。與應用相結(jié)合的教學法實行后,學生不僅能熟練運用計算機軟件進行產(chǎn)品設(shè)計、建模裝配、工程圖繪制、加工制造等,更重要的是能夠運用這些能力完成企業(yè)技術(shù)人員的相關(guān)
工作[6]。
(3)以賽促學法成效明顯,不但提升了學生的能力與興趣,也提高了CAD/CAM技術(shù)的影響力。重視第二課堂,以賽促學,以實際應用促能力提高的方法實行以來,該學院學生獲得國家級二等獎1項,獲得省級團體二等獎1項,獲得個人一等獎1項、二等級獎3項、三等獎2項;并申報成立了CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)新團隊。同時學生還積極獲取技能證書,44人獲得AutoCAD機械應用工程師證書,10人獲得ProE應用工程師證書,66人獲得UG/NX應用工程師證書。
(4)實踐教學環(huán)節(jié)得到加強。積極新建校內(nèi)實驗室,加強了與實踐教學基地的合作。為讓學生能夠運用所學的CAD/CAM技術(shù),課題組積極參與新建校內(nèi)實驗室的工作,以3D打印中心為依托,新建一個CAD/CAM培訓室的方案已經(jīng)通過學校批準,進入招標建設(shè)環(huán)節(jié)。
(5)CAD/CAM技術(shù)課程師資隊伍建設(shè)取得成效,加強了本類課程師資隊伍建設(shè),增加了師資隊伍深度和廣度。新余學院成為江西省工程圖學會常務理事單位,課題組五位教師均為江西省工程圖學會常務理事,同時學院另有九位教師順利擔任江西省工程圖學會常務理事。多位青年教師已成為課程教學、學科競賽的主要力量。
綜上所述,該學院在新工科建設(shè)背景下進行的CAD/CAM課程教學改革是成功的,創(chuàng)新了現(xiàn)有的課程教學模式,探索構(gòu)建了應用型人才培養(yǎng)體系。但CAD/CAM課程還要繼續(xù)進行改革的應用研究,再應用,再提高,形成良性循環(huán)。
【參考文獻】
[1]劉吉臻,翟亞軍,荀振芳.新工科和新工科建設(shè)的內(nèi)涵解析——兼論行業(yè)特色型大學的新工科建設(shè)[J].高等工程教育研究,2019(3).
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[3]尹曉麗,劉衍聰,王國棟,孫鳳,馬立安,陳海霞.面向新工科建設(shè)的“線上與線下融合式”教學模式探究——以“機械CAD/CAM技術(shù)”課程為例[J].中國石油大學勝利學院學報,2018(1).
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[5]徐麗娜.《機械CAD/CAM》課程項目化教學改革的探索與實踐[J].中國校外教育,2015(12).
[6]劉愛華.機械CADCAM課程訓練式課堂的教學模式研究[J].中國科教創(chuàng)新導刊,2013(26).
【作者簡介】
郭國誼(1968~),男,漢族,江西永豐人,碩士,副教授。研究方向:機械、模具的設(shè)計與制造及其教學研究,CAD/CAM技術(shù)應用及其教學研究。