導(dǎo)語：計算機(jī)輔助設(shè)計課程建設(shè)與實(shí)踐一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(jī)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(jī)輔助設(shè)計課程作為機(jī)械工程學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，以學(xué)生為中心，圍繞未來智能制造技術(shù)的發(fā)展對學(xué)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(diǎn)授課內(nèi)容;并以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為目標(biāo)，結(jié)合應(yīng)用實(shí)例、上機(jī)實(shí)驗(yàn)與課程作業(yè)，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)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(xiàn)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(xué)環(huán)節(jié)，以持續(xù)改進(jìn)和完善課程教學(xué)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞:計算機(jī)輔助設(shè)計;課程建設(shè);智能制造;成果導(dǎo)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(jìn)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(shí)、測試驗(yàn)證等技術(shù)為核心支撐，在機(jī)械、電子、建筑、航空航天、汽車等領(lǐng)域得到了進(jìn)一步的重視和更加廣泛的應(yīng)用，相關(guān)的理論研究和工程應(yīng)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(biāo)志，同時也對相關(guān)從業(yè)人員提出了更高的要求。計算機(jī)輔助設(shè)計(ComputerAidedDesign，CAD)，是指利用計算機(jī)的軟、硬件系統(tǒng)輔助工程技術(shù)人員對產(chǎn)品或工程進(jìn)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(xué)科的綜合性應(yīng)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(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計、制造、分析、仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)、測試驗(yàn)證等技術(shù)的核心和基礎(chǔ)技術(shù)，為二十世紀(jì)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(yùn)用計算機(jī)輔助技術(shù)相關(guān)的現(xiàn)代設(shè)計工具分析和解決復(fù)雜工程問題的能力是新技術(shù)、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展對工程類專業(yè)教育提出的現(xiàn)實(shí)要求。計算機(jī)輔助設(shè)計課程作為機(jī)械工程學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，課程設(shè)置的目的，主要訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)生全面學(xué)習(xí)和掌握CAD技術(shù)這一現(xiàn)代設(shè)計方法與手段，培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代產(chǎn)品和工程設(shè)計與開發(fā)能力，并為進(jìn)一步掌握相關(guān)的計算機(jī)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(biāo)準(zhǔn)、計算機(jī)圖形處理的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)、通用CAD應(yīng)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(jī)處理等內(nèi)容，以使學(xué)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(xué)期分析及教學(xué)目標(biāo)

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

3成果導(dǎo)向的課程建設(shè)

1981年，Spady率先提出了成果導(dǎo)向教育(Outcome-BasedEducation，OBE)理念，OBE是指教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果［3］。成果的分析歸結(jié)為:學(xué)習(xí)者在完成學(xué)習(xí)后所應(yīng)知道的、理解的和具備的能力水平，其核心是學(xué)生完成學(xué)業(yè)后可以帶得走的能力［4］。成果導(dǎo)向教育打破傳統(tǒng)的“以教師為中心”的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位［5］，計算機(jī)輔助設(shè)計課程建設(shè)從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面開展以學(xué)生為中心的教學(xué)活動，注重學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)多年來一直秉承基礎(chǔ)理論講授與專業(yè)工具應(yīng)用訓(xùn)練并重的教學(xué)理念，強(qiáng)調(diào)對技術(shù)原理的掌握是熟練應(yīng)用技術(shù)工具的前提。課程教學(xué)圍繞未來智能制造技術(shù)的發(fā)展對學(xué)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(diǎn)授課內(nèi)容;并以學(xué)習(xí)成果為目標(biāo)，結(jié)合應(yīng)用實(shí)例、上機(jī)實(shí)驗(yàn)與課程作業(yè)，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)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(xiàn)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(xué)的不同環(huán)節(jié)，以持續(xù)改進(jìn)和完善課程教學(xué)內(nèi)容。另外，綜合運(yùn)用各類教學(xué)方法和教學(xué)手段，組織教學(xué)內(nèi)容，開展教學(xué)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(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要學(xué)生利用課余時間，通過圖書館或網(wǎng)絡(luò)查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)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(xué)方式，教學(xué)重點(diǎn)在于理清知識脈絡(luò)，一方面結(jié)合教師科研課題，使學(xué)生深入了解相關(guān)技術(shù)產(chǎn)生、發(fā)展、更新的過程，學(xué)習(xí)前人提出、分析以及解決問題的思路和方法，為形成科學(xué)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(rèn)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(xué)生對于國家建設(shè)和行業(yè)發(fā)展的所應(yīng)承擔(dān)責(zé)任和義務(wù)。通過文獻(xiàn)綜述寫作訓(xùn)練與匯報，訓(xùn)練學(xué)生專業(yè)文獻(xiàn)檢索、溝通與交流的能力?？紤]到學(xué)生數(shù)量較多(2—3個自然班)，為了使每個學(xué)生都能夠進(jìn)行匯報和交流，將學(xué)生以5—6人為單位分成若干小組，首先進(jìn)行小組匯報與交流，選出小組優(yōu)秀文稿，再進(jìn)行班級匯報與交流。通過文獻(xiàn)綜述寫作與匯報，鍛煉學(xué)生的科技寫作與溝通能力的同時，擴(kuò)大了學(xué)生的知識面，使學(xué)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(yīng)用概況和發(fā)展趨勢，同時在班級內(nèi)形成互相學(xué)習(xí)的氛圍。

3．2與計算機(jī)圖形學(xué)相關(guān)，需要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識進(jìn)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(fù)雜的數(shù)學(xué)知識在計算機(jī)圖形處理中的應(yīng)用，需要通過分析各種不同案例，強(qiáng)化基礎(chǔ)知識，實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)用。采用講授法與案例法相結(jié)合的教學(xué)方式，講授重點(diǎn)在于介紹計算機(jī)圖形處理的基本原理。學(xué)生在掌握計算機(jī)圖形處理理論知識的基礎(chǔ)上，通過分析復(fù)雜圖形處理案例，進(jìn)一步夯實(shí)基礎(chǔ)知識，獲得處理復(fù)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(yīng)用型較強(qiáng)，學(xué)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(xué)生實(shí)踐與自主學(xué)習(xí)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(dǎo)和自主學(xué)習(xí)，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(rèn)識到我國在工業(yè)軟件供應(yīng)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(dǎo)學(xué)生從辯證的觀點(diǎn)認(rèn)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(xué)生認(rèn)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(jī)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(dǎo)向教育理論為指導(dǎo)，組織課程內(nèi)容，綜合運(yùn)用多種教學(xué)手段和方法，開展教學(xué)活動，通過小組討論、文獻(xiàn)綜述與匯報、案例分析與應(yīng)用等教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生針對相關(guān)技術(shù)和工具“知其然，亦知其所以然”，使學(xué)生在獲得知識的同時，具備獨(dú)立分析、解決工程問題的能力及自主學(xué)習(xí)能力，能夠認(rèn)識到相關(guān)技術(shù)應(yīng)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)。

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作者：靳江艷 方憶湘 劉文學(xué) 單位：河北科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院