《计算机辅助设计》课程教学改革与实践

翟彤　余群

（武汉轻工大学机械工程学院，湖北 武汉 430023）

【摘要】结合《计算机辅助设计》课程教学中存在的问题，从课程结构体系、课堂教学、课后作业等方面进行教学改革与实践，提高了学生学习兴趣及教学质量。

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关键词 CAD；教学；改革；实践

0　引言

《计算机辅助设计》是一门培养学生应用计算机辅助设计技术解决实际设计问题能力的课程。针对计算机辅助设计这门课的特点并考虑到机械类专业学生的专业特性，本课程主要介绍并要求学生掌握AutoCAD和SolidWorks软件的操作及使用技巧，培养学生应用AutoCAD和SolidWorks解决实际设计问题的能力。

在过去的机械类专业教学过程中，《计算机辅助设计》只作为机械制图一个补充内容，内容简单。目前，随着市场经济的发展，课程设置面向市场化和实用性，《计算机辅助设计》作为一门实用性较强课程，必须进行合理的课程改革和实践教学。

1　《计算机辅助设计》课程教学中存在的问题

1．1　教学方法单一

在开展教学改革前，本课程的教学过程可以简单归纳为解释命令、命令演示、上机操作三个环节。其中，前两个环节利用多媒体教室开展，学生通过大屏幕来学习，属于完全的被动学习，效果差。虽然有上机操作环节但由于课时限制，多数学生仅局限于基本绘图命令的熟悉，无法开展真正的工程图绘制及设计。[1]

1．2　教学内容枯燥

在传统教学过程中，老师利用多媒体大屏幕向同学解释、演示教材中命令，同学们对着教材和大屏幕来学习，学习内容千篇一律，都是以教材为纲，以至于有学生提出这样的课是否需要老师的疑问。

1．3　考核方式不合理

以往我院对于考试课程的考核方式主要由平时成绩(30％=考勤l0％+平时作业20％)和期末考试成绩(70％)两部分组成。对于该课程，由于期末考试是上机考试，在考试过程中时常出现同学复制其他同学文件的情况，而期末考试成绩在综合成绩中又占有较大比例，很多同学对于这样的考核方式表示不公平，不接受，不能很好的调动学习的积极性。

2　《计算机辅助设计》课程教学改革

2.1　课程教学体系的重新构建

结合机械学院各个专业特点，根据2013版修订的机械类专业人才培养方案，构建以二维CAD为基础，二维CAD与三维CAD造型设计并重构建新的制图类课程体系。在新的课程体系中，由以往我院CAD教学的独立式教学模式逐步过渡到了主线式教学模式，并实现机械制图、二维CAD、三维CAD三者并重的学习一体化教学体系。在开出的机械制图课程中逐渐渗透以二维CAD绘图和三维CAD设计的思想理念。面对现代工程实际中二维与三维设计并存的问题，通过课堂讲授和加强实践环节，实现机械制图、二维绘图与三维设计的有机结合。

2.2　教学定位的改革

对于教学的定位思考应该要整体把握课程的教学目标。按照学校的计划学时数要想在课堂上全面介绍理论及软件各种功能的应用是不可能做到的。考虑到本校的实际情况，一方面大部分学生将面临工作，另一方面考研及读研人数的比例逐年加大，另外走上工作岗位以后也会有很多人选择再深造，因此有必要介绍一些必要的入门的相关理论知识。因此，本课程以软件应用为主，结合相应理论，重点讲解CAD相关知识。

2.3　教学内容的改革

在安排教学内容时，结合教学目标以及教学课时，选择与机械行业相关的内容。由于本课程涉及到二维CAD及三维CAD的教学，我们选取了有代表性的AutoCAD及SolidWorks作为二维CAD和三维CAD的教学软件来进行教学。在教学中根据需要选择合适的教学内容，使用与机械相关的典型零件如轴类、盘盖类、叉架类及箱体类等零件来讲解基础常用命令，并要求学生利用AutoCAD完成典型零件图的绘制，同时根据弹性辅助装置的零件图及装配图，要求学生利用SolidWorks完成各零件的三维模型和部件的虚拟装配，这样使教学内容更具有针对性，激发学生的学习兴趣、增强课堂实效性。

2.4　教材选择的改革

目前市场上与CAD相关的书籍非常多，有些侧重理论知识，而有些则注重实践能力。在教学中我们未刻意局限于一本教材，而是以教学为目的，要求学生参考多本教材，包括理论方面的和实践方面的教材，鼓励学生多去图书馆和网上查找相关的书籍等资料。

2.5　教学方式的改革

根据我院学生的特点，结合机械类各专业的特色，坚持理论与实践相结合，以项目教学法、讨论教学法、三段教学法、一体化教学法等多种方式来灵活进行教学。在CAD的教学中，我们设计了13个实践项目，学生始终是主体并处于主动地位，以完成项目任务作为主要的途径；教师是学生学习的组织者、服务者和导航者，教师精心设计教学项目，就项目提出相关的问题，将教学内容融入到问题之中。使学生能够及时发现问题和解决问题。

2.5.1　项目教学法的应用

项目教学中，教师事先设计好一些机械工程图样来作为教学项目，将相关知识点融入到项目中去，这样既完成了CAD的教学任务，提高了学生的综合实践能力，又能够激发学生的兴趣，让他们在成功完成一个项目之后，有一种成就感。

2.5.2　讨论教学法的应用

教师作为“导演”，利用讨论法组织教学，对学生的思维加以引导和启发，学生则是在教师指导下进行有意识的思维探索活动,产生自主性、探索性地学习，并且会在讨论的过程中加强对所学知识的认识和掌握。

2.5.3　三段教学法的应用

在整个教学过程中还采用三段教学法：（1）认识阶段；（2）熟练阶段；（3）提高阶段。经过三段教学法的学习，学生的操作水平达到一个从量变到质变的飞跃，为今后走上工作岗位打下了一个坚实的基础。

2.5.4　一体化教学法的应用

一体化教学的内涵主要是打破传统的教学模式，根据本科教学培养目标的要求来重新整合教学资源。一体化教学的特点是：（1）教师一体化；（2）教材一体化；（3）教室一体化。一体化教学是适应项目教学法、讨论教学法和三段教学法的需要，也是为这些教学法的实施提供了物质上的保障。

2.6　考试方法的改革

严格的考核制度是保证课程教学质量的重要环节，是检验教学效果的一个重要手段。由于CAD课程的特殊性，采取简单的卷面考核方式是不能真实反映学生对课程的掌握程度。[2]我院目前对CAD课程的考核采用的方式为综合成绩评定，即将学生平时上机和最终完成教师指定的某一个项目任务作为最终评定成绩的依据。在进行二维CAD教学时，最终要求学生在规定时间内上机独自根据零件图样，利用AutoCAD完成典型零件的零件图的绘制。在进行三维CAD教学时，最终要求学生在规定时间内上机独自根据零部件图样，利用SolidWorks完成各零件的三维模型和部件的虚拟装配。考虑到上机考试有一定的偶然性，并不能完全真实的反映学生的实际水平，因此平时的上机练习以及平时的表现作为平时成绩，纳入综合成绩评定范围。实践表明，此评定方法比较科学的反映了学生对该课程的掌握程度，成绩分布也比较合理，同时还能激发学生学习及上机操作的积极性。

3　《计算机辅助设计》课程教学改革的成效

通过对《计算机辅助设计》课程教学改革的摸索与探究，取得了一定的成绩，教学效果良好。具体体现在以下几个方面：

（1）在实际教学中的课堂出勤率可以达到100％，增强了学生对该课程的学习兴趣。极大的学习兴趣历来是促进教学，提高教学质量的内动力，也是检验教学效果的重要标志。课程结束后，每个学生都可以独立并且高质量完成项目任务，教学效果明显好于传统教学法。

（2）与传统教学相比，学生能够在更短的时间里掌握相关知识，进行简单图形处理，入门较快，基本一次课程结束时，可以按照教师进度进行课堂内容的学习，设计与绘制的图形也比较规范。

（3）实现了以学促赛，以赛促学的良好环境。通过在机械学院举办一年一度的制图手工、二维CAD及三维CAD比赛，学生的参与热情高涨，并由此选拔了一批学生参加了全省、全国的相关比赛并多人次的取得了好的成绩；通过与教育部的项目合作帮助学生顺利取得相关的职业技术资格证为以后的工作打下了坚实的基础。

（4）在后续相关的课程设计、毕业设计时，学生可以熟练使用CAD进行设计与图纸绘制，能够按照教师的要求完成任务。

4　结束语

实践表明，《计算机辅助设计》教学改革不仅提高了学生的学习积极性，而且真正提高了学生的自学能力及实际操作能力。当然，教学改革是一个永无止境的过程，还需要我们不断地更新教学理念、拓展教学思路来提高教学质量和效果。

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参考文献

［1］吴明明．《AutoCAD》教学改革探讨[J]．赤峰学院学报，2013，29(8)：240-241．

［2］贺玲丽，许国强．本科专业AutoCAD教学方法改革研究[J]．中国科教创新导刊，2012(8)：76．

［责任编辑：薛俊歌］