杨浩
苏州大学 机电工程学院 江苏 苏州 215000
摘要：“计算机辅助制造”是本科院校机械大类专业顺应时代发展，紧跟产业需求而在近年来设立的一门专业课，符合培养机械类应用型人才的目标。但是，由于该门课程内容新颖，所涉及基础知识广泛，同时，对动手能力和自我学习能力要求较高，与其他课程差异较大。在此对本课程建设与教学改革作出一些思考。
关键词：机械，热工基础，教学改革
计算机辅助制造是机械类专业的一门专业选修课程，是针对机械类专业的特点，培养学生利用计算机辅助设计软件建造零件三维实体模型、零部件装配模型、工程图的绘制、进行计算机辅助分析以及最终实现计算机辅助制造的能力。
现代产品的设计和制造早已和数字化工程软件密不可分。本课程的教学目标即为在学生已具备机械制图、机械设计、计算机信息技术等基础知识和产品设计专业知识的基础上，以目前工程实际中常用的计算机辅助设计与制造软件为工具进行产品的设计，包括零件的三维建模、零部件的装配建模、曲面建模、工程图的绘制、基于有限元的结构力学分析以及最终的零部件产品加工等，培养学生利用计算机进行产品设计、优化与制造的能力[1]。
但是，该门课程内容新颖，所涉及基础知识广泛，涉及机械、力学、计算机、图像处理、编程等多学科内容。同时，对动手能力和自我学习能力要求较高，与其他课程差异较大[2]。针对教学过程中发现的问题，在此作思考及对课程教改与建设提出一些建议。
一、“计算机辅助制造”课程教学过程中存在的问题
1.1教学大纲设置
本课程要求学生通过学习能够掌握计算机辅助设计系统的主要功能及设计流程，为产品的计算机辅助设计与制造提供思路；掌握零件三维几何建模方法，具备利用计算机辅助设计软件进行复杂零件设计的能力；掌握零件的装配设计，培养学生利用计算机辅助设计软件进行复杂产品结构设计的能力，为复杂产品的工程分析奠定基础；能运用机械制图、力学、机械原理、材料力学等专业知识进行机构的运动分析与仿真；能运用计算机编程语言实现简单的计算机辅助制造过程设计。
“计算机辅助制造”的开课学期为本科第6学期，一般设置36学时的教学，知识点多、涉及学科较多，同时对计算机辅助设计及制造软件的学习能力和应用能力要求较高。软件的使用通常要求熟能生巧，需要学生大量练习，然而课堂时间有限，如何让学生达到学习目标是一个具有挑战的问题。
1.2 教学方式及效果
在教学方式上，本课程主要用到的为课堂讲授、演示，以及课堂练习和上机操作等。从学习效果上来看，学生学习积极性较高，但对知识和技能的掌握程度一般，课堂主动学习能力较差。
1.3 评价方式
目前，本门课程的评价方式主要为平时出勤与作业、上机操作及理论考核相结合的形式。课程总评成绩主要包括三部分：出勤、课堂表现及平时作业（20%）、期中理论考核成绩（20%）、上机操作（30%）和期末理论考核成绩（30%）。其中，出勤、平时作业与课堂表现、上机操作的评价主要是：课堂出勤率和问答情况；作业完成度及完成质量；上机操作能否完成预定任务等。总体而言，评价方式较为单一，导向性较差。
二、“计算机辅助制造”课程建设与教学改革的相应措施
2.1 教学大纲最优化
“计算机辅助制造”课程内容新颖，实践要求高，计算机辅助软件的应用操作步骤繁杂，不易教授。因此，建议尽量提高上机课时量，鼓励学生自主学习，提升学生主动学习的积极性。同时，本课程应当根据课后作业和相关习题内容安排适当的作业、习题讲评课，以提高学生对知识的综合、灵活运用能力。
“计算机辅助制造”的课程教学中首先应强调本课程的工程应用背景及其重要性，提升学生的学习积极性。其次，应讲授计算机辅助制造软件的发展历程，以及我国的计算机辅助软件的现状，给学生树立突破当前“卡脖子”现状的雄心壮志。再次，应系统讲授计算机辅助软件所涉及的相关技术，包括CAD/CAM系统组成、工程数据处理技术、计算机图形处理技术、CAD/CAM建模技术、CAE技术CAPP技术和CAM集成技术等。更重要的是，要引导学生学习使用1至2种CAD/CAM软件，例如SolidWorks，AutoCAD等。
除了课程基本内容的学习之外，应着力培养学生的逻辑思维能力、空间想象能力、系统性思考的能力等，能够在使用CAD/CAM软件的时候知其然也知其所以然，使学生能够将理论与实践紧密联系，并形成解决实际问题的能力。
2.2 教学方法多样化
在教学方法上，应综合运用案例引入、课堂讲授和演示、小组讨论与汇报、分组练习、实际操作等方法。通过引入工程应用中的实际问题，使基本知识与实践相结合，使学生的学习过程更有导向性。强调以学生为中心，让学习更为积极的学生带动学习较慢的学生，以使更多的学生积极融入课堂和学习中，从而引导学生主动学习，激发学生的学习动机，提高学生学习的积极性。
在实际执行授课的过程中，计算机辅助制造应更多强调CAD/CAM软件的实际使用技能学习。但是软件的学习需要熟能生巧，并不能仅仅依靠课堂教学和上机操作。因此，在理论学习和软件技能学习同时讲授的过程中，应尽量使理论和实践相结合。例如，学生课堂上应携带笔记本电脑，在学习软件基础操作的同时，就应该进行实际操作，以加深学生的印象；同时将大的学习任务分解为小目标，提升学生的成就感，激发学习热情。此外，应尽量增加多媒体内容的辅助，将会取得更加良好的效果。例如，在讲授计算机图形处理技术一章内容时，图形的二维变换较难理解，如果利用多媒体视频的形式，用直观的方式展示出变换过程，将数学推导与变换结果结合起来，将起到更好的效果。
2.3 评价方式多元化
目前的评价方式为平时成绩20%、期中考核成绩20%、上机操作30%和期末考核成绩30%的综合加权。建议改革为综合评价和过程评价相结合的评价方式，增加过程考核，如完成开放性大作业（20%），班级分组汇报演示（10%）等，从而使得评价方式多元化[3]。例如，可将学生2人分为一组，每组完成一项较为复杂零部件的CAD设计，并分组进行PPT演示。开放性大作业、分组汇报演示等形式对于学生对该课程的掌握具有良好的促进作用。
三、总结
作为本科院校机械大类学生的专业课程，“计算机辅助制造”课程的教学改革对培养机械大类学生的工程实践能力，创造能力等意义重大。然而本课程较为新颖，具有诸多独特之处，因此，教师也要多思考与学习，多从教学过程中发现问题，不断改进教学方法，推进教学改革，促进高等教育的发展。
参考文献：
[1] 王隆太, 等. 机械CAD/CAM技术[M]. 机械工业出版社，2010.
[2] 焦莉. 当前计算机辅助教学的实践与思考[J]. 成才之路, 2016(36).
[3] 郑联语, 乔立红, 宋放之, 杜福洲. 项目与论题相结合的"计算机辅助制造"课程教学方法与实践[J]. 中国大学教学, 2013(8).