導語：計算機輔助設(shè)計課程建設(shè)與實踐一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:中國制造2025規(guī)劃將智能制造作為兩化融合的主攻方向，對于高等教育的專業(yè)人才培養(yǎng)和課程體系建設(shè)提出了新的要求。計算機輔助設(shè)計(ComputerAidedDesign，CAD)技術(shù)是智能制造技術(shù)的重要支撐技術(shù)之一。計算機輔助設(shè)計課程作為機械工程學科的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，以學生為中心，圍繞未來智能制造技術(shù)的發(fā)展對學生掌握CAD技術(shù)提出的要求，明確以CAD技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)理論為重點授課內(nèi)容;并以學生學習成果為目標，結(jié)合應用實例、上機實驗與課程作業(yè)，訓練學生運用所學基礎(chǔ)理論熟練掌握相關(guān)CAD軟件工具的設(shè)計、分析、仿真等功能;同時，結(jié)合各類文獻資料和授課教師的科研成果，不斷將CAD技術(shù)的最新發(fā)展引入課程教學環(huán)節(jié)，以持續(xù)改進和完善課程教學內(nèi)容。

關(guān)鍵詞:計算機輔助設(shè)計;課程建設(shè);智能制造;成果導向

1緒論

隨著工業(yè)4．0概念的提出，中國制造2025規(guī)劃指出要加快“推進新一代信息技術(shù)和制造技術(shù)融合發(fā)展”，并將智能制造作為信息化與工業(yè)化深度融合的主攻方向［1］。智能制造以產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計、制造、分析、仿真與虛擬現(xiàn)實、測試驗證等技術(shù)為核心支撐，在機械、電子、建筑、航空航天、汽車等領(lǐng)域得到了進一步的重視和更加廣泛的應用，相關(guān)的理論研究和工程應用水平已經(jīng)成為衡量一個企業(yè)乃至一個國家制造業(yè)整體水平和綜合競爭力的重要標志，同時也對相關(guān)從業(yè)人員提出了更高的要求。計算機輔助設(shè)計(ComputerAidedDesign，CAD)，是指利用計算機的軟、硬件系統(tǒng)輔助工程技術(shù)人員對產(chǎn)品或工程進行設(shè)計、分析、修改以及交互式顯示輸出的方法或手段，是一門多學科的綜合性應用技術(shù)，是現(xiàn)代設(shè)計方法和手段的綜合體現(xiàn)［2］。CAD技術(shù)是機械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計、制造、分析、仿真與虛擬現(xiàn)實、測試驗證等技術(shù)的核心和基礎(chǔ)技術(shù)，為二十世紀最重要的技術(shù)發(fā)展之一，也是近年來業(yè)界高度重視的工業(yè)4．0概念和智能制造技術(shù)的重要支撐技術(shù)之一。因此，掌握相關(guān)技術(shù)的基本概念、原理、方法和手段，具備運用計算機輔助技術(shù)相關(guān)的現(xiàn)代設(shè)計工具分析和解決復雜工程問題的能力是新技術(shù)、新經(jīng)濟發(fā)展對工程類專業(yè)教育提出的現(xiàn)實要求。計算機輔助設(shè)計課程作為機械工程學科的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，課程設(shè)置的目的，主要訓練學生學習和掌握CAD技術(shù)的基本原理、方法、手段和發(fā)展趨勢，并使學生全面學習和掌握CAD技術(shù)這一現(xiàn)代設(shè)計方法與手段，培養(yǎng)學生的現(xiàn)代產(chǎn)品和工程設(shè)計與開發(fā)能力，并為進一步掌握相關(guān)的計算機輔助工具技術(shù)提供基礎(chǔ)理論支撐。授課內(nèi)容全面介紹和講述CAD技術(shù)的發(fā)展歷程、系統(tǒng)組成、相關(guān)接口技術(shù)和圖形標準、計算機圖形處理的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)、通用CAD應用系統(tǒng)的設(shè)計和造型功能、自由曲線與自由曲面、CAD二次開發(fā)技術(shù)、以及工程數(shù)據(jù)的計算機處理等內(nèi)容，以使學生對CAD技術(shù)有一個全面的了解，同時，概要介紹CAM相關(guān)技術(shù)。

2學期分析及教學目標

計算機輔助設(shè)計課程的教學對象是機械工程專業(yè)大學三年級下學期的學生。結(jié)合智能制造技術(shù)發(fā)展對人才發(fā)展的需求進行學生及其學習情況進行分析，主要包括以下三方面:(1)學生已經(jīng)完成了專業(yè)基礎(chǔ)課的學習，能夠較熟練地使用二維計算機輔助繪圖工具，部分學生自學了三維造型軟件，但是由于對計算機輔助設(shè)計技術(shù)的內(nèi)涵和基礎(chǔ)理論缺乏系統(tǒng)認識，制約了學生對現(xiàn)代設(shè)計工具高級功能的掌握和深入應用。(2)大三年級是形成工程思維和科學思維方式的關(guān)鍵時期，結(jié)合計算機輔助設(shè)計課程多學科交叉的特點，加強工程思維和科學思維能力的培養(yǎng)。(3)多數(shù)學生對國際和國內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢、對智能制造涉及的各種先進設(shè)計和制造技術(shù)、對計算機輔助技術(shù)對整個制造業(yè)的影響認識不足，對我國目前智能制造技術(shù)的應用水平、優(yōu)勢和不足缺乏了解，不利于學生把國家建設(shè)、行業(yè)發(fā)展和自身學習建立緊密聯(lián)系。針對上述問題，通過本課程的學習，要求學生掌握計算機輔助設(shè)計技術(shù)的內(nèi)涵和基礎(chǔ)理論，具備應用相關(guān)技術(shù)工具進行復雜機械工程問題的表達、建模、零部件設(shè)計、仿真等技術(shù)應用的能力基礎(chǔ)，培養(yǎng)綜合運用多學科知識解決復雜機械工程問題的能力，以及專業(yè)溝通與交流能力。

3成果導向的課程建設(shè)

1981年，Spady率先提出了成果導向教育(Outcome-BasedEducation，OBE)理念，OBE是指教學設(shè)計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果［3］。成果的分析歸結(jié)為:學習者在完成學習后所應知道的、理解的和具備的能力水平，其核心是學生完成學業(yè)后可以帶得走的能力［4］。成果導向教育打破傳統(tǒng)的“以教師為中心”的教學模式，強調(diào)學生的主體地位［5］，計算機輔助設(shè)計課程建設(shè)從教學內(nèi)容、教學方法等方面開展以學生為中心的教學活動，注重學生學習成效，將知識傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育融為一體。課程教學多年來一直秉承基礎(chǔ)理論講授與專業(yè)工具應用訓練并重的教學理念，強調(diào)對技術(shù)原理的掌握是熟練應用技術(shù)工具的前提。課程教學圍繞未來智能制造技術(shù)的發(fā)展對學生掌握CAD技術(shù)提出的要求，明確以CAD技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)理論為重點授課內(nèi)容;并以學習成果為目標，結(jié)合應用實例、上機實驗與課程作業(yè)，訓練學生運用所學基礎(chǔ)理論熟練掌握相關(guān)CAD軟件工具的設(shè)計、分析、仿真等功能;同時，課程建設(shè)緊跟智能制造技術(shù)發(fā)展需要，結(jié)合各類文獻資料和授課教師的科研成果，不斷將CAD技術(shù)的最新發(fā)展引入課程教學的不同環(huán)節(jié)，以持續(xù)改進和完善課程教學內(nèi)容。另外，綜合運用各類教學方法和教學手段，組織教學內(nèi)容，開展教學活動，主要包括三方面的內(nèi)容。

3．1與CAD技術(shù)相關(guān)的基本概念、發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢的知識

這部分內(nèi)容僅依靠課堂講授是遠遠不夠的，需要學生利用課余時間，通過圖書館或網(wǎng)絡查閱大量相關(guān)文獻資料才能夠充分了解。采用講授法和討論法相結(jié)合的教學方式，教學重點在于理清知識脈絡，一方面結(jié)合教師科研課題，使學生深入了解相關(guān)技術(shù)產(chǎn)生、發(fā)展、更新的過程，學習前人提出、分析以及解決問題的思路和方法，為形成科學的工程思維方式奠定基礎(chǔ);另一方面，通過對比國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展過程，認識到我國數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)發(fā)展中的優(yōu)勢和不足，明確新時代的大學生對于國家建設(shè)和行業(yè)發(fā)展的所應承擔責任和義務。通過文獻綜述寫作訓練與匯報，訓練學生專業(yè)文獻檢索、溝通與交流的能力。考慮到學生數(shù)量較多(2—3個自然班)，為了使每個學生都能夠進行匯報和交流，將學生以5—6人為單位分成若干小組，首先進行小組匯報與交流，選出小組優(yōu)秀文稿，再進行班級匯報與交流。通過文獻綜述寫作與匯報，鍛煉學生的科技寫作與溝通能力的同時，擴大了學生的知識面，使學生從不同側(cè)面了解相關(guān)技術(shù)的起源、發(fā)展現(xiàn)狀、應用概況和發(fā)展趨勢，同時在班級內(nèi)形成互相學習的氛圍。

3．2與計算機圖形學相關(guān)，需要運用數(shù)學知識進行分析

和計算的內(nèi)容這部分知識分為兩部分內(nèi)容涉及較為復雜的數(shù)學知識在計算機圖形處理中的應用，需要通過分析各種不同案例，強化基礎(chǔ)知識，實現(xiàn)靈活運用。采用講授法與案例法相結(jié)合的教學方式，講授重點在于介紹計算機圖形處理的基本原理。學生在掌握計算機圖形處理理論知識的基礎(chǔ)上，通過分析復雜圖形處理案例，進一步夯實基礎(chǔ)知識，獲得處理復雜工程問題的能力。

3．3與CAD工具使用相關(guān)的繪圖、造型、數(shù)據(jù)交換和二次開發(fā)相關(guān)的內(nèi)容

這部分內(nèi)容應用型較強，學生不僅要掌握工具軟件繪圖和造型的基本原理，還要熟練掌握相關(guān)設(shè)計工具。因此，將教師講授、學生實踐與自主學習相結(jié)合，在掌握幾何繪圖和造型技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，通過教師引導和自主學習，能夠熟練使用兩種以上CAD工具。并且，通過對比不同設(shè)計工具提供的原理相同、形式不同的設(shè)計工具，分析不同工具相關(guān)設(shè)計功能的優(yōu)勢和局限性;特別關(guān)注國產(chǎn)軟件解決方案的相關(guān)功能，認識到我國在工業(yè)軟件供應方面與國外的差距，樹立為中華崛起而讀書的決心。同時，針對CAD工具的使用，引導學生從辯證的觀點認識CAD設(shè)計工具在產(chǎn)品研制過程中優(yōu)勢和局限，正確看待CAD設(shè)計工具、傳統(tǒng)設(shè)計方法以及人在設(shè)計中的作用等工程倫理問題。同時，使學生認識到以電子形式存儲的產(chǎn)品設(shè)計制造結(jié)果使剽竊行為更容易發(fā)生，CAD工具在帶來極大便利的同時，也會引發(fā)道德和法律問題。

4結(jié)語

智能制造技術(shù)的發(fā)展對高等教育人才培養(yǎng)和課程體系建設(shè)提出了新的要求，計算機輔助設(shè)計課程作為與智能制造技術(shù)緊密相關(guān)的課程，課程建設(shè)以成果導向教育理論為指導，組織課程內(nèi)容，綜合運用多種教學手段和方法，開展教學活動，通過小組討論、文獻綜述與匯報、案例分析與應用等教學環(huán)節(jié)，使學生針對相關(guān)技術(shù)和工具“知其然，亦知其所以然”，使學生在獲得知識的同時，具備獨立分析、解決工程問題的能力及自主學習能力，能夠認識到相關(guān)技術(shù)應用中涉及倫理、道德和法制問題，為成為社會主義新時代的合格建設(shè)者和可靠接班人奠定基礎(chǔ)。

參考文獻:

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［2］崔洪斌，方憶湘，張嘉鈺，等．計算機輔助設(shè)計技術(shù)及應用［M］．北京:清華大學出版社，2004．

［3］李志義，朱泓，劉志軍，等．用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革［J］．高等工程教育研究，2014(02):29-34+70．

［4］申天恩．論成果導向教育理念的大教學戰(zhàn)略構(gòu)想［J］．吉林師范大學學報(人文社會科學版)，2016，44(03):83-88．

［5］周紅坊，朱正偉，李茂國．工程教育認證的發(fā)展與創(chuàng)新及其對我國工程教育的啟示———2016年工程教育認證國際研討會綜述［J］．中國大學教學，2017(01):88-95．

作者：靳江艷 方憶湘 劉文學 單位：河北科技大學機械工程學院