应用型本科院校三维CAD课程教学改革方法研究.pdf
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1、562023 年/第 18 期/6 月应用型本科院校三维 CAD 课程教学改革方法研究徐伟伟,李光荣,蒋立异,王博翔,钱正春(南京工程学院机械工程学院江苏南京211167)摘要随着机械产品设计多元化及数字化发展,三维建模软件学习已成为应用型本科院校机械类专业的必修课之一。文章以机械专业三维 CAD 上机课程为例,基于工程认证理念,分析了传统教学中存在的问题,并结合课程特点,以能力培养为目标,分别从教学环节、教学内容、教学方法及考核方式几个方面提出优化思路。改革后经教学实践发现学生的学习主动性、操作熟练度及创新意识得到显著提高,或可为其他同类实践性课程提供理论指导。关键词应用型;三维 CAD;机
2、械类专业;教学改革中图分类号:G642文献标识码:ADOI:10.16400/ki.kjdk.2023.18.017Research on the Teaching Reform Method of 3D CAD Course inApplied Undergraduate CollegesXU Weiwei,LI Guangrong,JIANG Liyi,WANG Boxiang,QIAN Zhengchun(School of Mechanical Engineering,Nanjing Institute of Technology,Nanjing,Jiangsu 211167)Abst
3、ractWith the diversification and digital development of mechanical product design,learning 3D modelingsoftware hasbecome oneofthemandatorycoursesformechanicalmajorsinappliedundergraduatecolleges.Thearticletakes the 3D CAD practical course in the mechanical major as an example,based on the concept of
4、 engineeringcertification,analyzes the problems existing in traditional teaching,and combines the characteristics of the course withthe goal of cultivating ability.Optimization ideas are proposed from several aspects such as teaching links,teachingcontent,teaching methods,and assessment methods.Afte
5、r the reform,it was found through teaching practice thatstudentslearninginitiative,operationalproficiency,andinnovativeawarenesshavebeensignificantlyimproved,whichmay provide theoretical guidance for other similar practical courses.Keywordsapplication;3D CAD;mechanical specialty;teaching reform随着智能制
6、造的发展,计算机辅助设计技术在制造业中的应用越来越广泛,相应企业对应聘者计算机辅助设计技能的掌握要求也越来越高1。因此,三维 CAD 课程已成为机械类专业学生的专业基础课程之一,也是非常重要的实践教学环节。UG 是集 CAD/CAE/CAM 于一体的高端三维参数化设计软件,在机械工程、电子技术、航空航天、车辆工程及日常生活产品等工业设计领域应用非常广泛,目前已成为高校机械类专业三维建模的首选软件2。在该类课程教学中很多学者做了多种教学模式及方法的探索,如引入CDIO教学模式3、翻转课堂的形式4、项目教学法5等。但有几个问题依然值得我们思考,一是在有限的课时内如何合理安排教学内容及教学环节;二是
7、教学方法的选择及运用如何保证培养目标的达成;三是在掌握基本技能的基础上如何提高学生的自主设计能力及创新能力。本文从这几个问题出发,以本单位三维 CAD 上机课程为例进行课程改革,优化教学环节、教学内容、教学方法及考核方法等,培养学生的自主创新意识、自主学习能力、动手能力及团队协作能力,提升学生理实结合、严谨认真的专业素养,从而成为新时代的应用型创新型人才。1 三维 CAD 上机目前存在的问题1.1 学生专业技能水平不一三维CAD上机这门课程涉及的专业包括机械设计制造及自动化专业、机械电子工程、机械工程、工业工程等,在该课程开设之前,学生已经学习工程制图、机械设计原理、机械制造基础等专业课程。但
8、不同专业学生的专业技能水平不一,对三维建模设计技术的理解程度不同,对于绘图基础和计算机操作水平较弱的学生,需要从三维建模最基础的内容开始学习。572023 年/第 18 期/6 月1.2 教学环节设计及课时分配问题三维 CAD 上机类课程总课时较短,传统的教学安排是一半的课时用来讲授理论及案例演示,一半的课时上机练习,项目任务则安排在课后完成。然而这种工程软件应用课程具有以练为主的特点,由于课时数的限制,大量的理论讲解导致学生并不能很快地消化,甚至出现讲完就忘的现象。上机时间太短,师生互动欠佳,学生仍停留在理论层面,练习少,无法很好地掌握软件操作技能及技巧。1.3 教学方法不合适当前课堂教学大
9、多依然采用多媒体演示方法进行教学,学生对教学内容,尤其是软件操作要点无法反复学习,而且手段过于单一,学生的学习积极性无法有效调动,难以保证教学效果。此外,教学内容较多,课堂讲授安排较满,师生缺乏互动,大量的命令学习学生无法及时消化,实际操作水平难以提升。1.4 考核形式单一现有的这类实践课考核形式主要以任务完成情况及平时成绩(多以出勤率为主)作为评价指标,然而任务书内容涉及的零件模型具有片面性,仅能涵盖部分三维建模软件命令的使用,无法全面了解学生对所学软件的综合应用能力,而且单一的项目任务的难易程度与学生实际掌握情况存在匹配性不足的问题。2 课程教学环节、内容、方法及考核办法的改革本文针对三维
10、CAD上机课程教学过程中存在的问题,结合工程教育认证理念6,以能力培养为目标,对该课程的教学环节、教学内容、教学方法及考核方法等进行了以下改革。2.1 教学环节优化考虑到三维CAD上机课程实操性和应用性强的特点,在总课时(24 课时)不变的情况下,调整课堂讲授及上机练习时间的比例,上机练习课时从原来的 50%提升到 65%左右,在上机练习过程中通过设定不同等级的练习题提升学生的实操技能,同时练习过程中伴随有小组讨论及答疑等环节,小组成员在综合性较强的零件建模练习时通过小组讨论的方式分享各自的建模思路,不仅可培养团队精神,而且对培养自身的表达能力和创新能力也具有重大的促进作用。单纯的课堂环节课时
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