基于模块化思想的CAD／CAM教学与实践

    CAD／CAM技术是随着计算机和信息技术发展而形成的新技术，也是现代制造技术的基础。CAD／CAM课程所涉及的内容极其广泛，学科跨度大。如何能够在不过分追求课程的系统性和完整性的前提下，既达到当前教学目标，又能满足学生今后求职市场上多样化的需求，成为当前亟待解决的问题。

    模块化思想起源大工业生产，并在制造业中成功地运用，其目的在于简化产品及其过程，缩短产品开发周期，降低产品开发成本。模块化给制造业带来的优势，萌发了对CAD／CAM课程进行模块化改革的探讨，其基本的研究思路是将先进的模块化思想引入CAD／CAM技术的教学课程体系建设中。

1 CAD／CAM课程的特点

    CAD／CAM技术有其自身特点，而这些特点又决定着CAD／CAM这门课程的特点。

    (1)学科交叉。CAD／CAM技术是一种集成性技术，它吸收了信息技术、自动化技术和现代管理技术等多方面的成果，并与传统产品设计制造技术相结合，使CAD／CAM技术成为一个能支撑企业物质流、信息流和能量流的系统工程。在这个系统内，多学科、多技术交叉融合，集成优化，逐渐形成一个完整的课程体系。

    (2)动态发展。CAD／CAM技术是一种动态技术，它不断吸收各种最新的技术成果，并将其渗透到产品的设计、制造、生产管理、市场营销等各个环节。所以，随着新科技、新理念的不断出现，CAD／CAM课程的内容也会不断更新、充实和发展，由此决定了该课程的动态性和发展性。

    (3)实用性强。CAD／CAM技术是具有实用性的技术，CAD／CAM技术的发展有着明确的需求导向，它不是以追求技术的高新度为目的，而是注重实践效果。CAD／CAM技术尤其重视技术与管理的结合，重视产品形成过程的组织和管理体制的合理化，从而产生了一系列技术与管理相结合的新的生产方式，这就使得CAD／CAM技术这门课程具有更强的实际意义和工程意义。

2 CAD／CAM课程的模块化教学体系

    2．1 CAD／CAM课程模块化设置的原则

    模块化技术是综合考虑系统对象，把系统按功能分解成不同用途和性能的模块，按照不同的功能需求，选择不同的模块，必要时设计部分专用模块迅速组成满足各种要求的系统的一种方法。因此，从系统论的角度看，模块化技术是为取得最佳效益，研究系统的构成形式。

    结合模块化技术的基本思想，将CAD／CAM技术的模块化教学概括为：在开放式教学环境下，在实际教学活动中综合考虑培养目标、教学环节、课程体系、教学内容、评价体系等方面的因素，并通过围绕人才培养目标所制定的各个不同主题的教学单元，即采用“模块化”的教学单元以迭进的方式来组织实施，以适应不同接受程度的学习需求，从而培养学生的自主学习能力、提高学生学习的灵活性的一种教学活动。

    课程的模块化设置强调拓宽学生的知识面，增强学生的综合能力，以“技术一应用一实践”为主线。课程模块设置要符合如下3个原则：

    (1)专业设置原则。专业设置符合培养目标，符合应用性人才培养的特点，符合学生个性选课和新知识引入的灵活性要求，各模块之间要通过教学大纲加强教学内容的贯通，模块前后衔接有序，易理解、易操作、易实施、易推广。

    (2)市场导向原则。作为应用型本科院校，在制定人才培养方案时，以工程应用能力培养为目标，大力加强CAD／CAM能力培养。若未能达到社会需求的效果，学生毕业后只会用简单的CAD软件建模，缺乏对实际工程问题的解决能力，缺乏综合应用能力，则很难在激烈的就业竞争中占有一席之地。

    (3)兴趣培养原则。CAD／CAM技术发展迅速，讲授课程时收集最新业内动态、软件资讯，将最新业内前沿东西介绍给学生。

    2．2 CAD／CAM课程的模块化体系设置

    运用模块化思想，把CAD／CAM教学内容按照产品全生命周期过程进行模块化划分。模块划分是按照逐渐递进的原则，内涵越来越丰富，课题也越来越具体。随后，使理论内容、实验、技能训练在一个小模块中融为一体。最后，多个模块有机地组合形成连贯、系统和完整的教学体系。在CAD／CAM课程教学的探讨中，课程计划分为3个模块：基础技术模块、应用技能模块和选修课程模块，如图1所示。

图1 CAD／CAM课程的模块化体系分页(1)基础技术模块。对所有基础技术进行分析，取消部分讲授内容，对保留课程进行内容选择、压缩并系统化，只讲最基础、最主要、最实用的内容，基础技术模块教学的目的不只是介绍理论知识，而是培养学生的综合创新意识和逻辑思维能力。

    (2)应用技能模块。根据人才市场的变化情况，应用技能模块应成为教学的重点。具体手段包括通过校内实验课、校外社会实习基地的建设、课程设计和毕业设计、生产实习等实践性教学环节，结合专业特点和与之对应的社会行业特征，努力使学生经过这一模块的训练和实践，真正提高动手能力、转化能力、生存能力。

    (3)选修课程模块。对留给学生自学或参考的课程内容，根据专业的要求和学生的需要自由地组合成各种课程群，供学生选修。

    2．3 GAD／CAM课程模块化体系的特点

    (1)从结构来看，CAD／CAM模块化教学实践使课程系列化、结构化，建立了连续性的教学体系，把专业教学延伸为“模块教学一技能培训一专题讲座一上机实验一课后考查”的系列安排，贯穿于教学实践的整个过程；模块课程的各模块之间相互联系，又相对独立，每个模块都有各自的主题，有特定的目标，有明确的起点和终点。

    (2)从内容来看，CAD／CAM模块化教学在课程内容上表现出综合、开放的特点。模块课程将内在具有逻辑联系或目标相近的教学内容整合在一起，课程的模块化改变了传统的单元课程设计所固有的封闭性缺陷，既表现出知识的综合性，又表现出教学方式的开放性。

    (3)从可操作性来看，模块课程的每一个模块都有自己的评价标准，这些标准具有鲜明具体的特点，具有很强的可操作性。

3 CAD／CAM课程模块化教学体系的实施

    CAD／CAM模块化教学是一个复杂的系统工程，不仅需要完成教材、实训场地、教师、考核体系等配套建设，而且需要配套的实施方法，主要包括：

    (1)抓模块化教学体系的主线和核心。尽管CAD／CAM研究的对象得到了扩展，但目前产品设计仍是CAD／CAM研究的核心内容，而产品设计需要多种技术综合支持，各种技术相互叠加和包容。针对这一点，在教学上我们除了要求学生的加工制造、计算机编程、设计技能动手能力，同时还注重培养学生运用现代设计方法学去创造性设计和思维，开设与研究方向相关的专题讲座。

    (2)建立CAD／CAM技术教学“模块库”，并使其不断丰富。CAD／CAM技术教学“模块库”中的模块来自于课程中布置的开放性、设计性、综合性题目，学生课后利用数据库和互联网技术搜索到的多学科综合、学术前沿知识及网上习题，交流中获得的CAD／CAM经验，将这些成果和经验及时纳入CAD／CAM教学“模块库”中，通过基于CAD／CAM教学“模块库”的教学体系建设，可以快速响应学生求知个性化、市场求职多样化的需求。

4 结论

    要最大限度地挖掘学生的潜能，充分发挥他们的创造力，培养他们的个性，满足当前多样化的求职市场需求，就必须因材施教。CAD／CAM课程结构模块化，不仅使各阶段的教学质量容易把握，有利于教师充分运用其专长进行教学，也能及时将新知识、新技术、新工艺和新方法补充到教学中，大大增强教学内容的适用性，更重要的是能在一定程度上让学生既可以根据自己的发展方向、需要和基础对教学课程进行选择，也可以根据自己的具体条件安排学习时间、掌握学习进度。