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基于模块化思想的CAD/CAM教学与实践

发布时间:2010-11-30 作者:马军 肖艳秋  来源:万方数据
结合模块化思想及优势,提出了CAD/CAM模块化教学的基本概念及其设置原则,建立了CAD/CAM模块化教学体系,最后给出了该教学体系的实施方法。

    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

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。