時間：2022-08-25 21:41:18
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇cad課程教學，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：教學；模具；cad／CAM；課程改革
模具CAD／CAM是一門操作性和時代性很強的課程。它實現了各種模具的三維建模、裝配設計、裝配仿真、模擬及模具的干涉檢查等功能的綜合應用，提高了模具設計與制造的準確性，縮短了設計周期。使學生從復雜、枯燥的理論計算中解放出來，減少了設計的工作量，而把更多的精力放在結構設計及優化設計上。按照技師學院培養應用性人才的目標，本課程教學不能僅以應試作為課程教學的目標，更應以提高學生的實際應用能力為導向，以行業需求為背景，重點培養學生專業技能與素質。
一、CAD／CAM模具設計教學中存在的問題
1.授課教師缺乏實踐經驗
授課教師擁有豐富的模具CAD／CAM實踐操作經驗及完善的設計理念是職業教育必備的要素之一。但是擁有豐富工作經驗者較少從事模具的教育事業，而較多的年輕老師大多是剛從大學畢業就從事職業教育，缺乏實際應用能力，且教學的基本能力相對較低，基本技能相對不夠嫻熟。常言道：想要給學生“一杯水”，教師首先自己要有“一桶水”。所以，授課教師的技能操作能力在很大程度上決定了學生的技能操作水平。
2.學生缺乏解決實際問題的能力
目前，許多院校都開展了模具CAD／CAM軟件，但大多院校多以教會學生掌握某一CAD／CAM軟件進行模具開發設計為目的。學生通過學習雖然會使用軟件的基本功能，會利用單一的軟件如UG、ProE等進行簡單的模具開發設計，但是并不清楚CAD／CAM軟件的工作原理，遇到稍難的產品或圖形時往往會感到無從下手。而真正在解決實際問題時，又會受到各種客觀條件的制約，如設備的制約（注塑量不夠）、經濟的制約(無加工中心)、材料的制約（非優質模具鋼）以及時間的制約（交貨時間短），有時并不能完全依靠CAD／CAM軟件進行設計制造，而需要一定的實際經驗進行估計測試與變通。
3.教學方法單一
模具CAD／CAM課程包括CAD（計算機輔助設計）和CAM（計算機輔助制造）兩大部分，而該課需要的技術背景涉及到模具制造工藝、塑料模具結構設計、沖壓模具結構設計、模具材料等相關領域的知識。與其他課程相比，該課程涉及的知識領域廣泛，模具CAD／CAM技術更新快，而軟件是邏輯產品，是非可觸摸的實物，基礎知識比較抽象。如果運用傳統的“灌輸式”教育模式，由于課程的上述特點以及學生基礎知識的缺乏，比較容易導致學生缺乏學習的興趣，也缺乏學習的主動性和積極性。這樣被動式的教學模式則必然使教學效果大打折扣。
二、模具CAD／CAM課程教學解決方案
1.提高授課老師實際技能水平
授課老師的專業操作能力的高低很大程度上決定了學生的能力，所以授課教師必須不斷提高自身的模具CAD／CAM軟件操作能力，并努力加強實踐應用的繼續學習。除此之外也需要經常接觸模具的實際生產，并使用自身的CAD／CAM知識技術對一些正在實際生產的模具進行操作應用，以檢驗知識的實用性。
2.充分利用校企合作辦學
要改變學生在學校中學習的技能在實際生產中不能充分發揮的情況，最好的方法就是利用企業的產品進行開發設計，如圖1、圖2所示。例如采用ProE軟件對密碼器的塑料外殼進行一整套的模具開發設計，從實體造型、模擬分析、干涉檢測，開模分型、裝配成型、自動編程等一系列環節檢驗是否滿足實際生產的要求。如有幾方面的不滿足，可以根據工廠的實際情況進行修整、優化，從而盡量向工廠要求靠攏。我們也可以從中積累大量的實際經驗，保證CAD／CAM軟件在模具設計中的實際可操作性。
3.改變傳統教育模式，引入創新性教學方法
改變傳統的“灌輸式”模具CAD／CAM教學，即灌輸一個個枯燥的操作命令，可引入案例式教學和啟發式教學。在學習過程中，老師提出學習任務和學習目標，由老師和學生一起分析問題，找出關鍵，最后由學生解決問題。這種學習方法任務明確，學生較容易看到自己的學習成果，容易獲得滿足感，能較好地激發學生的學習積極性。在分析問題、解決問題的過程中，學生不但容易參與進來，對遇到的問題理解得更加深刻、明白，而且遇到同類的問題能迅速地解決，學習效率大大提高。
三、總結
通過課堂教學模式的改革，教師技能提升，教學內容與實際生產相結合的新型教學模式，能使學生進一步地鞏固理解理論知識，同時又掌握了最新的、與社會實際生產最靠近的設計和加工方法，全面提升了學生的模具CAD/CAM綜合能力，不僅在課堂教學收到了良好的效果，還為學生以后進入模具專業的工作崗位打下良好的基礎。
參考文獻：
[1]毛金明，康劍莉.CAD／CAM在模具設計與制造課程項目教學中的應用[J].廣西輕工業，2008(8).
[2]韋余蘋.模具CAD任務驅動教學中的教學任務設計與實踐[J].職業技術，2010(12).
[3]王軍，吳鳳和，于風琴.項目學習和情境教學在CAD/CAM教學中的應用[J].教學研究，2010(5).
關鍵詞：CAD/CAM；教學改革；軟件應用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.206
1 引言
《CAD/CAM綜合實驗》是我院面向機械制造及自動化、機械電子專業所開設的一門專業選修課，是理論與實踐一體化的教學環節。該課程以培養CAD/CAM軟件應用能力為重點，使學生掌握三維數字建模和計算機輔助編程的方法和技能，能夠利用UG軟件進行中等復雜程度零件的設計與制造，為快速適應現代機械設計、機械制造崗位奠定基礎。
2 課程教學中存在的問題
（1）教學內容有待調整 根據現有的教學大綱要求，《CAD/CAM綜合實驗》共32課時，主要內容包含UG草繪、三維實體建模、曲面造型、零件裝配、工程圖以及數控編程等，其中數控編程8課時。顯然CAD/CAM教學內容太偏重于CAD，而先開課程《Pro/E軟件技術與應用》中已經詳盡地講解了Pro/E的CAD操作，并且UG和Pro/E建模方法大同小異，其創建的文件可經過轉換相互打開，因此CAD/CAM課程應該側重于數控編程，學時分配在16～20課時。
（2）教學一般偏重于軟件操作，與理論聯系少。翻閱各個出版社的CAD/CAM教材、UG軟件應用教材，發現絕大多數教材都是在介紹軟件各個模塊操作。受使用教材、課時以及老師自身知識水平的限制，教學也不可避免地偏重于軟件操作，實踐與理論脫離，導致學生無法學以致用，解決不了實際問題。比如數控銑削編程，刀具類型和尺寸如何選擇、切削參數如何確定等，在軟件教學中很少講透徹，很多學生也只會跟著實例設置各參數，不知所以然。當然這也源于學生不能將相關課程的理論知識靈活運用到實際問題的解決中。
（3）學生軟件學習能力的差異很大，兩頭難兼顧。軟件教學是在機房，講授課程時，教師機控制學生機進行廣播教學。接受能力強的同學很快掌握操作，繼續聽課就倍感無聊又動不得電腦操作，挫傷學習積極性；學習能力差點的學生，有些命令需要通過多個實例反復演練，否則軟件操作就掌握不好，有些自暴自棄。
3 課程教學改革
3.1 調整教學內容，選擇合適教材，適當補充些理論知識。
《CAD/CAM綜合實驗》教學內容由原先的偏重CAD改為偏重CAM，CAD部分只簡單介紹UG草繪、三維建模和曲面造型，刪除零件裝配和工程圖；CAM部分重點講解平面銑削、輪廓銑削、車削、鉆削等數控加工編程。
目前市面上的UG軟件應用教材眾多，有不少是針對某一具體模塊的教程，如曲面設計教程、工程圖教程、模具設計教程、數控加工教程等，講解詳細深入但功能局限；而基礎教程、綜合教程等，往往又是面面俱到但各模塊不盡詳細。針對修改后的教學內容，可以挑選一本包含CAD和CAM兩部分內容的教程為主要教材，再補充兩本詳細介紹三維建模和數控加工的電子教材。當然后期可以根據獨立學院的培養目標，結合課程目標和學生特點，自編一本實用教材。
此外在教學過程中適當補充些理論知識，比如講解具體零件三維建模，可以分析為什么階梯軸中間有溝槽（退刀槽），為什么零件設置加強筋等等；在講解數控編程時，要補充常用的加工方法、使用的刀具類型和參數選取、切削參數的設置、加工余量等知識。這些知識很多是學生在機械制造課程中學過的，我們在教學中再補充強調下，學生會溫故而知新，慢慢將理論和實踐很好地結合起來，學以致用。
3.2 因材施教，積極調動學生學習的主動性
針對學生學習能力的差異性，利用機房教學的特殊性，突破傳統的一致教學模式，讓學有余力的學生集中在一個區域，每次課程布置些額外的練習任務，少控制或不控制其電腦，讓他們更多一些時間自主練習軟件，為參加CAD競賽或技能等級考試做準備，充分調動其積極性；其余同學仍然采用教師講授、學生練習相結合的教學方式，目的是讓所有學生掌握基本的軟件操作方法和技能。在每次課程結束之前安排5～10分鐘時間，隨機請自主練習的一個學生講解下他所完成的附加任務，這樣既可以檢查其完成情況，也讓其余學生了解更多零件的操作步驟和方法。當然這個劃分不是固定的，在整個教學周期內根據學生學習軟件的情況適時調整，鼓勵和督促并舉，努力調動學生的主動性。
3.3 強化軟件應用
《CAD/CAM綜合實驗》是一門實踐性很強的綜合課程，與機械設計、機械制造等課程密切相關，是采用UG、Pro/E等三維軟件輔助計算機設計和制造。可以說軟件是一種工具，如果背離了服務機械設計、機械制造的目的，那就失去意義了。因此課程教學中教師講解的實例、學生練習的實例，最好來源于企業產品，來源于機械設計、機械制造課程中的零件，比如學生自己設計的減速器、各類夾具等，學生用軟件將自己的設計成果展示出來，會產生很大的成就感，增強學習軟件的興趣。此外應加強校企合作、產學研合作，積極創造條件，讓學生參與零件設計、制造的全過程。如針對企業某一具體零件，讓學生從二維圖紙出發，完成三維零件設計、制定零件加工工藝、進行零件的仿真加工、生成數控程序并導入到機床，最終實現零件的加工。學以致用是軟件學習的最終目的。
3.4 推薦優質資源，鼓勵自學
學好一門軟件，僅依靠課堂教學是遠不夠的；軟件要多練習、勤練習，孰能生巧。教師可以為學生推薦優質的網絡應用平臺和教材，讓學生自主學習。目前很多學習網站（比如我要自學網）有豐富的軟件課程素材、在線教程等；圖書館的很多軟件教材附帶光盤，多包含范例文件、語音講解視頻等，學生可以借助這些豐富資源強化軟件學習。
4 結束語
本學期的《CAD/CAM綜合實驗》課程已經調整了教學內容，學生在學完三維建模后將機械制造課程設計中完成的夾具以三維形式表達出來，強化了軟件應用，反饋良好。
參考文獻：
[1]張昌明，張會.機械類CAD/CAM/CAE課程教學改革探索與實踐[J].經營管理者，2016（06）：411.
【關鍵詞】建筑CAD；分析；教學方法；學以致用
一、引言
作者多年來從事《建筑CAD》課程教學，在教學過程中積累了豐富的教學經驗，建筑CAD課程是我校建筑工程施工專業學生必修的一門專業基礎課程，此門課程在學生學習了建筑制圖與計算機應用基礎課程之后，有了一定的建筑識圖知識與計算機操作水平能力后所開設的一門電腦制圖課程，該課程對于后續課程的學習，以及畢業后的就業相當重要。下面將從以下幾個方面進行探討：
二、教學對象分析
1.我校建工專業一年級第二學期的學生，已學習過計算機應用基礎與建筑識圖這兩門課程，已有一定的計算機操作能力，會識讀一些簡單的圖紙。
2.基礎知識差。中職學生大部分是沒有升上高中的學生，有相當一部分在初中以前因各種原因導致學習跟不上，從而基礎知識比較差，對于理論知識較多而難度較大的課程更難跟得上，即便很想學，由于底子薄，也會感覺力不從心。
3.班級中的優秀生。有一部分高中落榜學生，他們有目標，想學一技之長，畢業后從事某一行業，這一部分學生學習主動性較強。
三、教材的選擇
1.教材的多樣性。市面上充滿了五花八門的CAD課程教材，有些是純理論的，就是講解CAD軟件中的CAD命令的使用方法，有些教材中用到了繪制某一個具體的圖形，從繪制一個圖形的過程中從而掌握CAD命令的使用方法與技巧，雖然這一類的教材比較好，但是仍存在一些的不足：就是將CAD中的繪圖命令與編輯命令分開來介紹。由于學生是在初級學習過程，這兩種命令往往是要同時使用，所以將繪圖命令與編輯命令分開來介紹，還是達不到最好的教學效果。
2.比較適合的教材。自2001年開始從事CAD課程的教學以來，我校共使用過四套教材，這幾套教材各有優缺點。目前使用的建筑CAD教材是由中國地質大學出版社出版，專門為中職學校建工專業的學生編制的，這本教材和以往的教材有一些不同，采用了項目教學方法，以任務驅動的方式安排內容。本教材以實際工作案例編寫出知識的應用方法及建筑行業規范要求，并將知識點和技術點融合在任務中。將繪圖與基本制圖技巧有機結合，讓學生能盡快掌握建筑制圖的方法和技巧。這個教材是比較適用的，但是為了能更好的教學，以此本書為藍本，我將里面的內容做了適當的調整，包括順序的調整，圖形的增減，教學內容的增減等。
四、教學方法的使用
在十幾年的教學中，我嘗試了很多的教學方法，完全脫離了以往填鴨子式的教學方式，使用過項目教學法、理論實踐一體化的教學法等，讓學生能掌握探究性學習法、合作學習法、發現學習法、自主學習法等。實現了一個大轉變，將老師的教學為主轉變為以學生的學習為主。
1.采用理論實踐一體化的教學方法。理論實踐一體化的教學，是教師先介紹一堂課要學習的CAD命令，然后通過繪制一個圖形，將圖形繪制好了，CAD命令的理論也掌握了。這種教學方法的優點在于用理論去指導實踐，反過來實踐又影響理論的學習。但是此種方法學生對老師的依賴性太大，學生沒有自己的創新，很難培養出撥尖的人才。
2.項目教學方法。如今在教學上認為項目教學法比較好，有助于提高學生解決實際問題的能力，這種方法對于基礎知識比較扎實的大學生來說是一種很好的方法，可以培養綜合能力很強的學生，但是對于中職生來說，大部分中職生的基礎知識本身就薄弱，如果學生做不出來，會打擊他們的自信，讓學生變得更加灰心，從而會讓教學達不到相應的效果。
3.多種教學方法的融合。在中職學校采用單一的教學方法顯然是不明智的，我們要讓這一群充滿活力，精力充沛的孩子能更好的學習，能讓他們主動地去學習，而不是被迫地學習，讓他們在學習中各有所得，學得快樂。可以將多種教學方法相結合，在教學中靈活應變，看學生的學習程度，隨時能改變一些方法。下面，我將詳細地介紹在教學過程上如何將多種教學方法融合在一起。
五、教學過程
1.分組學習。首先，根據上一學期的計算機應用基礎的綜合成績，根據班級人數分成每4名學生一組，其中有電腦操作水平較好的、學習很努力的、學習中等的、再有電腦操作比較差的，每組選出一個責任心較強的小組長，然后召集小組長開一個簡短的會議，大約10分鐘，利用課間休息時間來完成就可以了，交待每個小組長應當做的工作，管理好本小組成員，再由學習委員負責管理和督促各小組長。
2.分層教學。每次課的教學中，給出兩個任務。第一個任務：由教師分析并演示該任務，完成第一個任務后所要學習的CAD的命令，然后學生根據老師的演示，學生完成該任務，任務完成后，學生既掌握了本次課的理論知識，在完成任務的同時也有了技能。第一個任務要求全班所有同學完成。只要將任務完成了，學生就有成就感，也就對自已有了信心。第二個任務：采用項目教學法與合作學習法，由老師給出這一任務，能用本次課中所學的CAD命令來完成，此任務不要求每個學生都完成，但是各組必須完成一個，這就要求各組學生要互相討論團結協作才能完成，任務完成后，培養學生通過項目發現問題，分析問題，解決問題的能力，挖掘學生的創造潛能，開發學生的創造力，從而達到了培養學生創造性地學習能力。通過這兩個任務，同時滿足了不同層次的學生的學習，也同時帶動了全班同學的學習，讓班級的學習氛圍達到最高，同時也加強了班級的凝聚力。
六、與其它課程相結合
建筑CAD是一門專業基礎課程，要做到基礎課程為專業課程服務，這就可以與其他課程結合，同時開展教學。學生的學習不是單純的去學會某一點知識，我們要讓學生“學以致用”。所以，在教學中我們不能一成不變的教學，而應當根據教材，按照教學實際，靈活地、合理地、創造性地豐富和調整教學內容，真正地將課程與教學聯系起來，讓學生以有限的精力掌握更多的知識。
我校建筑工程施工專業的學生第一個學期同時開設了計算機應用基礎課程與建筑識圖課程，第二個學期才開設了建筑CAD課程，在他們學習建筑CAD這門課程時，已經具有了電腦操作水平，也對簡單的圖紙能夠識讀，這就對他們學習建筑CAD這門課程打下了良好的基礎。同時，在第二個學期，他們還學習了建筑制圖課程，這樣，建筑CAD教師可以和建筑制圖教師商量，讓制圖課學生最后提交的圖紙作業，用CAD繪制出來，這就將兩門課程有機的結合起來，讓學生的專業知識更牢固，技能更熟練。
總之，建筑CAD課程是一門很實用的課程，即使學生不專門從事建筑設計，在其它的工作崗位也能用的到，根據畢業出去的學生反饋回來的信息表明，他們在企業中做施工也好，做監理也罷，上司往往會讓他們繪制一些圖形，如果學生掌握了這一門技術，他們工作起來更加得心應手，現在是信息化時代，學好這門課程，對學生的就業會有很大的幫助。因此，我們在教學的同時，也為學生以后的就業打下良好的基礎。
參考文獻：
[1]李佳.土木工程專業中CAD課程教學模式探索[J].科教文匯（下旬刊），2010（8）.
關鍵詞： 建筑CAD制圖 學習者 探索與實踐
1.引言
本文結合筆者的教學實踐，主要探索建筑CAD制圖課程就如何促進學習者有意義的學習，以突破目前高等教育教學中存在的重知輕行的培養模式、單一化的教學組織形式和方法、學生機械式接受為主的學習方式。通過該課程的教學探索，學習者能夠主動參與學習，學習者能夠對所學知識進行總結，學習者能夠在學習過程中明確學習目標，學習者能夠在學習過程中主動結合實踐的項目，學習者能夠積極地參與團隊合作等方面，讓學習成為有意義的學習。筆者從上述方面著手，對建筑CAD制圖課程的教學內容、教學特點、教學方法、學生學習結果及采取有效的教學手段進行了有益的探討。
2.為什么在教學設計中要考慮學習者有意義的學習
2.1有意義學習的概念。
所謂“學習”，本身就強調了實踐的重要性。根據詞源學和香港著名語言學家安子介先生的研究，所謂“學”是指“一個小孩子在屋宇下用雙手拿著籌爻學算數”，所謂“習”是指“小鳥學飛”的意思，有很強的實踐性意蘊。如果懂得繁體字的“”兩個字，就不難理解學習的本身意義了。［1］51
在鐘志賢編寫的《大學教學模式革新：教學設計視域》一文中，所謂有意義的學習（Meaningful Learning），也稱投入型學習、主動型學習、交互型學習和建構型學習等，指“學習者能對學習負責，能自我控制，選定學習目標并進行自我評價；對學習充滿熱情，愿意持續學習；知道如何轉化知識并創造性地解決實際問題；善于協作學習或工作”［4］。它是一種以學習為主體、教師為主導的學習方式。［1］161
2.2目前高等教育教學方面存在的問題。
國外高等教育中存在的情況，學術界內外對大學的批評集中在以下方面：對本科教育缺乏清晰的認識；沒有阻止知識不斷分化的趨勢；犧牲博雅教育迎合職業主義；重科研而輕教學。［2］13
國內高等教育中存在情況，中國科學院院士柯俊教授在一次大學生人文素質教育報告會上提到，“現在教授都是自己割下草來喂羊，而不是在牧羊，羊不會自己找草吃。我們必須讓學生學會自學，培養學生的自學能力”。柯院士認為，我們培養的學生的不足之處在于，第一，專業過細過窄；第二，學習不鞏固，未進過深入思考的知識，學后必然忘；第三，能力差，缺乏實際的訓練，動手能力差，觀察能力差，自學能力差，而且交流能力、合作精神、團隊精神差；第四，理工類學生的人文科學、社會科學素質薄弱，對國情、歷史了解甚少，經濟、法律知識缺乏；第五，心理素質較差，經不起考驗、打擊、挫折，自信心差；第六是創新能力差。［1］49－50
目前教學方面存在的問題，可以歸納為以下幾方面：第一，培養學生只注重低級能力的培養；第二，培養學生，重知輕行的價值取向；第三，教師在教學中，采取單一化的教學組織形式和方法；第四，學生在學習中以機械接受為主的學習方式。
2.3目前應用軟件類課程教學的特點。
軟件類教學的目的和要求：強調實操性；學生動手能力較強；與市場結合較強，綜合分析能力，應用型人才培養。《建筑CAD制圖》課程以Auto CAD軟件的學習為平臺，熟悉Auto CAD軟件的界面，了解工具的基本用途；以建筑制圖的規范為指導，繪制平面圖、立面圖等圖樣。我們結合實際案例，通過實驗，培養學生獨立思考、綜合分析與動手的能力。
2.4怎樣采取有效的教學原則。
教育的根本目的就是激發學習者投入到有意義的學習之中，有利于促進學生高階思維能力的培養，符合大學教學培養模式的根本要求。在教學設計中它有五大特點：理解學習者；理解學習者的學習過程；創設支持性和具有挑戰性的學習環境；建立有益的學習伙伴關系；密切關聯社會和文化情境。［1］170
培養學生的批判性思維能力是本科教育的重要目標。在教學中僅僅要求學生學會記憶信息，對學生來說意義不大，因為信息很快就會被遺忘，何況知識總量不斷膨脹，沒人可以掌握所有重要的知識，人們甚至無法判定哪些知識是最重要的。批判性思維能力――提出相關問題，認識并定義問題、分辨各方觀點、尋找并使用相關證據、最終作出嚴謹、合理的判斷――是有效利用信息和知識的不可或缺的手段，批判性思維既可以服務于實用性目的，也可以是純思維性的。［1］65－66
在教學活動開展中，我們必須圍繞學生為主體，結合課程知識讓學生在學習中參與知識的訓練，從實踐中體驗學習知識的趣味性。
3.教學內容、教學方法改革的探索與實踐
根據教學設計的本質和基本認識，對“教學設計（Instructional Design，ID）”可以進行三種有趣的詮釋或意義建構，即：ID=I Desire（我期待……，折射了教學主體追求的教學價值或教學目標），I Do（我是教學設計主體，我的教學我設計；情境決定方法，合適即是美麗）和Identity（隱喻蘊涵三層意義：教學設計具有自身獨特的“身份特征”（Identity）；在社會文化實踐中通過“合法化邊緣參與”，逐步形成專家型教師的身份特征；形成或彰顯自己的教學個性或教學風格；“Identity”意味著教師的專業化水平是在教學實踐中，尤其是在長期不斷的設計、實施和反思教學活動中得到提升）。［1］121－123
3.1明確教學目標，精選教學內容。
建筑制圖內容龐大，國內著作有幾十本，大多數著作是針對建筑學專業編寫的，幾乎囊括了建筑制圖的內容，從字體訓練、幾何作圖、投行、建筑制圖與識圖、透視陰影等，而對計算機輔助軟件的講解相對較少。“片面強調系統掌握各科學科的理論知識，學生缺乏必要的專業實踐能力或動手操作能力，是我國大學教育長期存在的弊端”［1］49。但對藝術設計專業方向的環境藝術設計方向和景觀建筑數字藝術設計方向來說，在培養方向上我們應注重應用型人才培養。該課程課時有限，一般為54學時，要在有限的時間內講授制圖和識圖的相關知識講授給學生，并要求學生能掌握Auto CAD軟件快速繪制建筑圖紙，就必須明確教學目的，精選教學內容。建筑CAD制圖課程是以建筑繪圖的規范為標準，結合CAD（計算機輔助設計）軟件，該課程學習畫建筑圖的基本原理和技法，同時對識圖方法也作了相應的介紹。
根據專業人才的培養目標，主要給學生講授以下兩部分內容：（1）內容涉及幾何制圖、制圖投行原理、建筑規范標準等理論知識講解；（2）從介紹Auto CAD繪圖軟件的基本操作逐步達到繪制建筑圖紙和掌握建筑語言的訓練。
在教學內容設置上，我們不應為了學軟件而只講命令，也不應為了學習命令工具而達到學會軟件的目的，而應結合實際圖紙，對圖紙分析，歸納要運用的命令工具，形成自己的制圖思路。它不僅能為學生進一步學習這些知識設置“接口”，使得制圖的理論與AutoCAD軟件更好地結合，而且有利于學生對所學知識的消化吸收，更能開闊學生的眼界，提高學生的學習興趣，調動學生學習的積極性。
3.2課程的單元設計，開展情境化教學，激發學習者的學習興趣。
“日益增多的知識與傳統，幾千年來都是從教師傳給學生的，它產生了嚴格的、權威的、學院式的紀律，反映社會本身就是建立在嚴格的權威原則之上的。這就樹立了具有權威的師生關系典型，這種典型仍在全世界大多數學院里流行著”［5］。在教學過程中教師要貫徹“教為主導，學為主體”的原則，組織課堂教學。在教學中教師利用視覺和聽覺相結合的案例演示和講解，設計與課程相關的活動，小組分組參與實踐訓練等，讓學生能主動參與思考，體會學習過程中的樂趣。教師要避免學生一上課就打瞌睡，實訓課就上網、聊天等的現象，引導學生從實驗中去探索知識，讓學生在思考和實際動手的基礎上發現和提出問題，使學生由被動接受知識變為主動探索知識。
3.2.1學生在學習知識前，對以前所學知識進行整合，進行分析，提出新的觀點或解決思路。比如，實操訓練安排能培養學生的動手能力或學生的參與性。在設置第一次課程Auto CAD軟件介紹時，教師先初步對界面和工具進行了操作演示后，再安排學生熟悉軟件界面訓練。課程設計思路：提供參考圖片，鼓勵學生結合自己本專業所學知識，自己重新設計圖形。在制作過程中學生以對獨立完成不了的，可以在課堂提問解決。學生要在操作過程中利用以前所學知識，并帶著問題操作和學習。學生結合對本課程軟件界面的理解，并在老師的輔導下，完成了自己設計的圖案。而且學生對知識點的印象也非常深刻。在完成本次訓練過程中，學生初步提出了自己的繪圖思路，并在訓練中熟練使用軟件操作界面，增強了學生的主觀能動性。
3.2.2在教學過程中，我們應反思學生的學習階段，調節學生學習策略，確保學生達到自己的學習目標。比如，筆者要對所學知識進行歸納總結，提供實操訓練中的分析思路，鼓勵學生形成自己的制圖思路。在教學知識講解中，不只考慮本次課程的教學任務，我們密切關注學生的學習反應情況，比如，可以安排學生上來進行演示操作。在操作過程中，教師對學生的操作思路和操作步驟進行分析和點評。通過對學生存在的問題或者是學生掌握的情況進行了解，教師可采取有效的教學來確保學生達到自己所預期的學習目標。
3.2.3課程的單元訓練，采取案例操作相結合。比如，劉全慧教授在《研究性教學的基本特征和傳統教學方法》一文中提道：“研究性教學的幾個特征，即教師要有相關研究經驗，講課不面面俱到，重視課堂互動環節等。”教學與實踐案例訓練相結合，使學生更容易理解學習，并能夠發揮主觀積極性，更好地解決問題。這比靠記住書本上的效果更好，比通過題海戰術來增加對知識的運用更強。“2004年12月2日，國家教育部部長周濟也明確指出，我國本科教學質量在世界上是先進的，但也有嚴重不足，最為突出的就是實踐能力較差［6］”。
每次實踐訓練的安排，都是以本節課講授知識進行展開。課程內容注重在建筑圖紙識圖和繪制，首先對制圖知識進行講解，在繪制這張圖紙中，然后分析涉及的軟件工具，整理制圖思路，完成圖紙的繪制。在繪制的過程中，要求學生對軟件操作，能夠舉一反三。注重鼓勵學生尋找新的解圖過程，對以前知識的綜合，得到新的解圖步驟。軟件知識講解與建筑圖樣結合，能夠加強知識的實踐運用。學生在學習中也不需要只對某知識或者某命令工具死記硬背，從而增強知識的連貫性和靈活性。學生在實踐中，慢慢學會對知識進行分析、提煉，最終掌握相關知識，并在學習中對知識進行提煉。
在實踐案例的選擇方面，我們應注重與實踐設計方案相結合，比如，完成學生工作室的設計方案圖紙，使學生在學習中有明確的目標。在學習的過程中，都是為了找到解決答案而做的準備。讓學生成為學習的主體，教師在教授知識中，只不過起到相關的主導作用而已。
3.3發揮同學之間的協作、交流能力。
在布置實踐設計方案訓練中，布置學生以小組形式完成。學生在小組中，可以各自討論自己的觀點，設計主題，完成思路。可以在小組實踐中還要注意下面三個方面的問題：
3.3.1布置小組作業，學生從同組成員中學習，或從同組成員中模仿學習。
3.3.2利用學習小組，學生充分發揮或利用各自的技能，不采取“孤立學習”。
3.3.3教師輔導方面，對學生的反應提供反饋意見，拓展學習資源和學習方式。
理論教學與實踐訓練活動的緊密結合，加深了學生對理論知識的理解，同時也大大提高了學生的觀察能力、分析問題、動手能力、協作的能力。
3.4充分利用多媒體教學的優勢。
多媒體教學在狹義上就指幻燈片，利用計算機和投影儀等，通過視頻、音頻、網絡、軟件等方法，開展生動形象的教學，稱之為多媒體教學。在知識講解和案例演示中，我們借助計算機多媒體技術，可以改變教學信息的包裝形式，并且把計算機圖、文、聲、像集成在一起，用動態的畫面直觀地演示建筑CAD課程所涉及的命令工具和有關的制圖規范，提高教學內容的表現力和感染力。
4.結語
科學的發展、社會的進步對專業基礎課程的教學提出了新的挑戰和改革要求。建筑CAD制圖課程有自己的特點：精選教學內容，可以突出重點、有的放矢。在教與學活動中，教師應該從傳統的知識傳播者、灌輸者角色向新型的角色轉變，把傳統的教與學的角色轉化為“教師在教學中開展有意義教學，學生者在學習中開展有意義的學習”。因此，我們應“授之以漁”，培養學生良好的學習習慣，讓學生成為學習的主體，使知識學習變成有意義的學習。
教師在知識傳授中的作用是為學生提供幫助，指導學生改進學習目標、不斷自我提高，課程的設計者、與學生之間構建合作學習關系；學生在學習知識過程中是――學習的主人翁、知識的探究者、學徒角色、在同學之間的教師角色、在實踐訓練中的創造者。就本課程來說，如何豐富該課程的模式、內容、方法和手段，如何使建筑制圖知識與軟件教學自身的特點更好地相結合，讓學生在學習中得到有意義的學習，還需要廣大教育工作者不斷地研究和探索。
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摘 要：文中首先對機械制圖與CAD課程的關系進行了簡要概述，然后重點從創新課程教學模式、深化教學方法改革、創新課程考核評價模式等方面論述了機械制圖與CAD課程教學改革的有效途徑，以期對提高中職院校機械制圖與CAD課程教學質量有所借鑒。
關鍵詞：機械制圖;CAD;教學模式
1 機械制圖與CAD課程教學的關系概述
機械制圖與CAD課程對培養中職院校學生的閱讀圖樣的興趣、提高繪圖技能具有顯著的促進作用，作為中職院校的重要課程內容，機械制圖主要研究閱讀和繪制機械圖樣的方法和原理，機械制圖的教學目的是讓學生掌握基本的閱讀、繪制機械圖樣的技能和方法，學會繪制、識讀比較復雜的機械裝配圖和零件圖。而CAD具有很強的繪圖功能，能夠精確地設計機械零件、繪制機械裝配圖和零件圖，CAD的出現并應用改變了傳統的制圖方法，其編輯、修改、繪圖功能，有助于美觀、準確、快速地繪制出需要繪制的機械圖樣，從而實現了繪圖質量和效率的提高。機械制圖和CAD課程教學具有一定的關系。機械制圖和CAD課程教學的結合，可以給學生提供理論探索的機會，教師在教學時可以利用幻燈片、三維圖形、軸測圖等功能，充分展示平面和空間的轉換過程以及空間形體的轉換過程，從而使得機械制圖的難點得以分解并突出重點。同時，機械制圖和CAD課程教學的結合能夠幫助學生提供他們的思維能力和空間想象能力，并讓學生充分見識到CAD軟件在機械制圖中的作用和效果，從而培養他們學習CAD課程的興趣。可以說，CAD與機械制圖課程教學質量的好壞，不僅影響到中職生后續系列課程的學習，而且對學生的就業、擇業也會產生重要的影響，深化機械制圖與CAD課程教學改革是當前機械制圖與CAD課程教學的重點、難點，整合機械制圖與CAD輔助繪圖資源，優化課程教模式是當前機械制圖與CAD課程教學改革的必然選擇。
2 機械制圖與CAD課程教學改革的途經分析
教學實踐中，深化機械制圖與CAD課程教學改革應該重點圍繞以下幾個方面展開：
2.1 創新課程教學模式
傳統教學模式下，機械制圖與CAD課程大多采用添加式、獨立式等教學模式，這些教學模式操作比較簡單，也便于學生理解，但是，教學效果并不理想，容易導致計算機“繪圖”與機械制圖“分離教學”情形的出現，因此，實施教學模式改革、創新教學模式是機械制圖與CAD課程教學改革的必然選擇。創新教學模式并不是簡單的對機械制圖、CAD兩門課程內容進行整合（兩門課程合并為一門課程），而是運用“一體化教學模式”以達到提升機械制圖與CAD課程教學質量的目的。“一體化教學模式”強調以能力為中心，將理論教學與技能訓練融合在一起，以理論指導學習實踐，通過實踐來驗證理論，讓學生在“教中學、學中做、做中思”，比如，教師可以將機械制圖與CAD課程的基本知識、基本理論、畫圖方法、國家標準要求等內容進行精講以后，引導學生自己來畫圖、繪圖，然后教師再和全班同學共同“繪圖”，學生再進行反思，這樣通過反復的、系統的訓練，學生的空間想象能力、形體分析能力就會得到質的提升，從而促進機械制圖與CAD課程主要教學目標（識圖、繪圖能力）的順利實現。中職院校機械制圖與CAD課程“一體化教學模式”的實施，關鍵的是需要將理論教學與實踐教學環節進行融合，綜合考慮培養中職學生職業能力、實踐能力的目標需求，制定針對性強、實效性強的教學大綱、計劃，構建完善的職業教育體系，這是“一體化教學模式”實施、促進機械制度與CAD課程教學目標實現的必要保障。
2.2 深化教學方法改革
機械制圖和CAD課程教學效果的“好壞”與教師采用的教學方法密切相關，因此，深化機械制圖與CAD課程教學改革，就必須要結合課程教學的目標要求、特點，選擇科學的教學方法。在機械制圖與CAD課程教學中，教師可以采用的教學方法有：第一，示范教學法，例如，在CAD教學中，教師可以給學生示范怎樣繪制機械圖，通過示范教學法，可以直觀、有效地給學生展示繪圖方法，從而有助于提高教學效果。第二，多媒體教學法，這一方法強調在教學過程中，利用多媒體進行教學展示，通過分解作圖步驟、展示實物動畫和圖片等形式進行課堂教學，并利用多媒體的優勢在課堂上和學生進行互動，以激發學生學習的積極性和主動性。第三，實例教學法，教師在教學過程中可以選取工廠的典型繪圖事例，并利用這些事例給學生講解怎樣進行機械繪圖，這有助于激發他們的學習興趣，也有助于增強教學的實用性，學生可以實現學以致用。第四，任務式教學法，教師在教學過程中應該將生產實際和教學內容結合起來，在此基礎上制定教學計劃，并將知識點和教學內容隱含在教學計劃中，讓學生通過團體合作、小組討論來完成教學任務，從而找出問題解決的方法，讓學生通過完成任務來完成教學計劃，掌握所學知識并構建其意義，同時提高他們的創新能力，并在學習過程中形成良好的學習習慣。
2.3 創新考核評價模式
中職教育與高等教育的本質區別在于，前者注重實踐，后者注重理論，這就要求中職院校必須要創新機械制圖與CAD課程教學考核評價模式，建立以技能評價為核心，兼顧中職學生理論、能力、知識、素質等方面因素的考核評價機制，采取過程性評價與結果性評價相結合的考核辦法，使廣大的中職學生不僅關注機械制圖與CAD課程的學習結果，更加重視機械制圖與CAD課程的學習過程，這對于提高中職學生的手工繪圖能力、計算機輔助繪圖能力以及參與課程學習的意識具有顯著的促進作用;而結果性評價方法的實施又能夠比較客觀、準確地衡量中職學生機械制圖與CAD課程理論知識的掌握情況，對學生做出客觀、公正地評價。
3 總結
總之，結合機械制圖與CAD課程教學內容，深化機械制圖與CAD課程教學改革，創新課程教學模式、深化教學方法改革、創新課程考核評價模式，對培養中職學生的形象思維分析能力、提高課程教學質量具有一定的現實意義。
參考文獻：
關鍵詞： 工科高校 城市規劃專業 CAD課程 實踐教學
城市規劃專業是近年發展起來的交叉邊緣學科。目前，各高校開設的城市規劃專業主要有兩類，即工科建筑學專業為主的高校和理科地理學專業為主的高校，這兩類城市規劃專業在專業基礎教學方面有各自的特色[1-2]。工科建筑類高校開設的城市規劃專業應更加注重實踐教學，著重于培養學生解決實際規劃工程問題的綜合能力[3-4]。CAD課程在當中作為理論聯系實際，解決實際問題的中間橋梁，發揮著重要作用。無論是地形地貌圖，還是景觀設計及規劃者設計思想的表達都需要通過CAD作為媒介實現。在本科教學階段，盡管各高校都將CAD課程作為基礎課程，但是在CAD課程基礎教學過程中僅簡單地講授專業繪圖知識，缺少實際工程項目背景下的繪圖類課程的教學工作[5]。導致學生分析能力和圖紙表達規劃設計的能力較弱，學生畢業后很難適應規劃工作[6]。
一、CAD課程在城市規劃專業人才培養中的重要性
吉首大學城鄉資源與規劃學院在城市規劃專業開設了AutoCAD課程，經過幾個學期的教學實踐，使學生能夠將所學專業知識運用到實際工程設計中，提高了學生解決工程實際問題的能力。面向工科建筑類背景下的城市規劃專業學生開設CAD技術課程，它的重要性體現在以下三個方面：第一，使學生掌握閱讀和繪制城市規劃專業圖紙能力；第二，有助于提高學生在城市規劃方面的空間構思能力和構形設計能力；第三，使學生能夠利用AutoCAD軟件理解城市規劃專業的工程技術人員的設計構思，并能夠與同行進行技術交流。
二、CAD課程在城市規劃專業教學中存在的問題
（一）CAD課程教學同社會需求之間存在一定差距
近年來吉首大學城市規劃專業主要用人單位關于畢業生CAD應用實踐技能反饋的信息，可以看出學生對AutoCAD軟件中的點、線、面等基本命令都十分熟練，但是在實際城市規劃工程背景下的作圖、識圖、制圖能力欠缺。希望學校在城市規劃專業CAD課程教學過程中加強在工程背景條件下專業技能的培養，特別是徒手作圖、識圖、制圖等動手能力、創新能力、社會活動能力的培養，提高實際工程實踐能力。
（二）CAD課程教學缺乏利用工程制圖語言表達設計思想的能力
各高校城市規劃專業的CAD課程在教學過程中都以AutoCAD軟件作為教學平臺，但在教學過程中以講授常見的二維繪圖命令和繪圖方法為主，缺乏利用CAD表達設計思想教學內容。使得學生既缺乏城市規劃方面的空間構形設計能力，又無法通過AutoCAD軟件表達自己的規劃設計思想，更無法理解其他城市規劃專業的工程技術人員的設計思想。
三、城市規劃專業CAD課程教學改革
城市規劃專業AutoCAD課程教學的主要任務不僅能夠閱讀并繪制專業圖紙，而且在深層次上讓學生能夠使用AutoCAD軟件表達自己的設計思想，理解其他工程技術人員設計意圖，并與之交流。
（一）應用工程案例教學
城市規劃專業CAD課程應首先培養學生使用AutoCAD軟件識圖和制圖等動手能力，這是從事城市規劃項目的前提條件。但枯燥的繪圖命令和脫離實際工程背景下的教學方法，使得廣大學生無法達到學以致用的目的。因此，CAD課程應以工程教育為基礎，增加工程實例，按工程項目實施的過程，以案例為載體介紹繪圖知識，進而提高學生操作能力，使學生提高學習興趣，在實踐中掌握理論。多年來通過對工程案例教學經驗的總結，確定了以下三點原則：
第一，工程案例應涵蓋CAD課程的全部知識點，并與上機實驗教學有機結合；知識點通過工程案例加以具體化，然后通過上機實驗教學鞏固知識點，工程案例應與上機實驗教學在內容上相互關聯。
第二，要選擇生活中常見的工程，便于學生學習掌握，以便達到觸類旁通的效果。
第三，建立工程項目案例庫，要求每個工程案例都有相對完整的工程資料，使學生能夠得到完整系統訓練。
吉首大學城鄉資源與規劃學院在該課程教學過程中，安排相關專題的實踐課程，使學生接觸到實際工程，在2012至2015學年教學中，學生直接參與了這些工程案例教學，取得了良好的教學效果。目前城規專業CAD課程工程項目案例庫已有30多個案例的工程資料。
（二）分層次實驗教學
城市規劃專業CAD課程實驗教學內容安排主要基于以下兩點考慮：（1）根據城市規劃專業實驗課程體系的要求。首先培養學生利用AutoCAD軟件掌握計算機繪圖能力。（2）依據已經建立的城規專業CAD課程工程項目案例的特點，實驗課程內容要遵循工程項目案例要求。因此，我們認為本實驗課程主要內容分層次設置實驗項目，即：基礎性實驗、設計性實驗和綜合性實驗三個層次，每個實驗教學都是環環相扣，前一個實驗環節是下一個實驗環節的基礎，后一個實驗環節是對之前實驗環節的拓展和延伸。該實驗項目的設置目的在于提高學生運用所學的知識解決實際工程問題的能力。三個層次實驗的合理比例為40%，40%和20%。實驗課程內容如表1所示：
1.基礎性實踐教學
基礎性實踐教學要求學生熟練掌握基本繪圖命令和繪圖方法，主要是使學生掌握二維平面繪圖技術。在重點講授AutoCAD軟件的特點、常見繪圖命令及其基本修改功能的命令的基礎上，讓學生獨立上機完成城市規劃各要素繪制，如樹木、亭臺等。
2.設計性實踐教學
設計性實踐教學是在給定的工程背景條件下，要求學生分別對給定道路、公共設施等要素進行合理的規劃布局。學生通過AutoCAD軟件完成自己的設計規劃方案。
3.綜合性實踐教學
綜合性實踐教學是在學生掌握一定基本操作技能和規劃知識的基礎上，借助CAD軟件，完成工程規劃設計圖紙。本實踐教學課程中，要求學生從實際工程出發，考慮各種地形地貌條件、交通量和人流量等因素，完成某實際工程的總體規劃成果圖，并撰寫規劃方案。在此過程中，教師提供實際工程項目的背景資料，與學生共同參與問題的討論，提供必要指導。
（三）組建“工程項目團隊”
調查發現，很多學生認為CAD課程的理論內容很枯燥，同時在計算機上操作基本的繪圖命令仍然是被動學習，難以產生學習興趣，在課堂上沒法獲得深刻的認識。為此，可組建以學生為中心的項目團隊，采取分組參與、團隊合作、討論交流等形式，使學生成為學習的主導者。
首先，參照工程項目部的模式，以5～6個人為一組組建“工程項目團隊”。其次要求所有學生都參與到團隊中，在團隊中扮演一員，各自完成自己的職責任務，對于在實施中出現的問題通過交流討論的方式解決，最終使學生能夠使用AutoCAD軟件表達自己的設計思想，理解其他工程技術人員設計意圖，并與之交流，以便更好地與就業相對接。
項目團隊按實際工程項目部的運作方式，每個團隊由一位項目經理和若干組員構成，項目經理協調任務分解，并給所有組員分配任務。教師制定進度計劃和團隊管理辦法，指導每個團隊的實踐過程，監督項目過程規范的執行情況，最后主導考核與評價。在2012年CAD課程中組建了12個項目團隊，2013年組建了9個，培養了學生動手能力、創新能力和社會活動能力。
四、CAD課程教學改革的成果
自2012年起，我校在城市規劃專業進行了CAD課程的改革與實踐，已有四屆三百多名學生受益。表2記錄了改革前后學生期末成績分布情況，對比分析發現自從實施了課程改革后，學生期末考試成績明顯得到較大程度的提高。可見，城規專業CAD課程改革有助于強化教學效果。
改革前后主要用人單位對我校城規專業畢業學生能力綜合評價如表3所示，分析發現，改革之前學生繪圖基礎知識掌握較好，然而缺乏實際工程背景下繪圖能力的培養。自2012年實施改革以來，不但使學生能夠將所學專業知識運用到實際工程設計中，而且能夠大幅度提高學生解決工程實際問題的能力。改革之后城市規劃專業近四年的就業率呈現穩步提升趨勢。2014年城規專業平均就業率達到92.6%。
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關鍵詞：CAD/CAM；Solidworks；教學改革
中圖分類號：TP434文獻標識碼：A文章編號：1672-7800（2012）010-0182-03
基金項目：湖南農業大學教學改革項目（B2010063）
作者簡介：楊文敏（1968-），男，碩士，湖南農業大學工學院副教授，研究方向為農業機械創新設計、機械CAD/CAE教學與研究。
0引言
隨著計算機技術的不斷發展，計算機軟件和硬件不斷升級和更新。機械CAD/CAM課程教學也與時俱進，除了講授CAD/CAM的基本原理和方法外，結合市場上的主流CAD/CAM軟件，傳授CAD/CAM的具體應用技能，將學生培養成能解決實際問題的有用之才。而配套軟件的選用，不同高校各有千秋。例如，國內廣泛應用的三維機械設計軟件有PRO/E、UG、Solidedge、CATIA、Solidworks、Inventor等，機械系統動力學仿真分析軟件有ADAMS、Patra&Nastran、DADS、SIMPACK等，有限分析軟件有ANSYS、ABAQUS、Patra&Nastran、Marc等，CAM軟件有MasterCAM、Cimatron、UGNX、SolidCAM等。由于學時有限，在機械CAD/CAM課程中講授多個軟件的操作方法和技能是不現實的。選用一兩個軟件，配套講解CAD/CAM的原理和方法，再在實踐教學環節強化訓練，不失為一種好的選擇。Solidworks軟件具備從機械設計、分析、輔助制造到PDM的完整解決方案，并且易學易用，界面友好，操作過程直觀簡單，企業中應用廣泛。因此，選用Solidworks軟件作為配套課程講授的主要三維軟件。利用其核心模塊講解機械零部件三維特征造型和二維工程圖的生成，利用COSMOSMontion插件講解機構運動仿真分析，利用COSMOSWorks插件講解有限元分析及優化設計，利用SolidCAM插件講解數控加工自動編程，以Solidworks的二次開發為例講解專業應用軟件的開發技術。學生在理解CAD/CAM原理的同時，也練就用Solidworks軟件解決機械CAD/CAE/CAM的基本技能。課外學習其它軟件時也會舉一反三、融匯貫通。
1基于Solidworks的機械CAD/CAM課程教學策略
1.1基于Solidworks的三維特征建模及圖形處理技術
計算機圖形處理技術和幾何造型是CAD/CAM技術的重要基礎。計算機圖形處理技術主要研究用計算機和圖形設備來輸入、表示、變換、運算和輸出圖形的原理、算法及系統，其主要內容包括：①基本圖形的生成、幾何變換、投影變換、窗口剪裁等；②三維圖形的處理，如線框和實體的表示方法、求交和消隱等；③曲線曲面的表示、插值、分割、光順處理等；④分析計算結果的可視化；⑤分形和混沌算法；⑥圖像處理技術。幾何造型是指將物體的形狀及其屬性存儲在計算機內，形成物體的三維幾何模型。上述圖形處理的原理和算法比較抽象，有的涉及到較復雜的矩陣運算，有的要經過多次變換運算后才能得到最終結果。為了將復雜的算法運算講得通俗易懂，我們借助Solidworks的相關功能模塊進行講解和演示，從而起到事半功倍的效果。
例如，在講授投影變換時，在Soliworks中先用特征造型工具制作好一個典型的零件模型，再用標準視圖工具直接顯示該零件的主視圖、俯視圖、左視圖等標準視圖，視圖變換時有變換動畫，直觀清晰。還可利用工程圖模塊，方便生成標準三視圖和等軸測視圖，直觀顯示變換矩陣運算的結果。通過設置圖紙屬性中的投影類型，還可對比顯示第一視角和第三視角的不同結果。
再如，在講授B樣條曲線的生成、性質、分割和拼接時，利用Solidworks草圖模塊的樣條曲線工具，用鼠標在繪圖窗口指點一系列的型值點，即時生成樣條曲線；利用曲線工具可顯示曲率、曲率半徑、拐點等屬性，還可插入型值點；利用分割實體工具，可將一條樣條曲線分割成兩條或多條，并在分割時顯示相切控標；反過來，利用套合樣條曲線工具，可將兩條或多條樣條曲線，拼接成一條樣條曲線。通過這些演示，可透徹理解樣條曲線的生成方法、性質、分割和拼接原理，分清特征點、型值點、插值點等幾個容易混淆的基本概念。
在講授曲面時同樣可利用Solidworks的曲面工具，講解各種曲面的生成方法，曲面的剪裁和縫合。生成時有動畫顯示，一目了然。這樣的例子還有很多，不再一一列舉。
1.2基于COSMOSMontion的機械系統運動學和動力學仿真分析
機械系統的運動學和動力學分析方法很多，有圖解法、解析法和實驗法等。解析法利用計算機完成，建模迅速，求解方便，計算精度高。采用多剛體系統動力學理論中的拉格朗日方程，建立機械系統的動力學方程，利用交互式動力學分析軟件建立參數化的機械系統幾何模型，對虛擬機械系統進行運動學和動力學求解。COSMOSMontion是Solidworks的CAE應用插件，是一個全功能運動仿真軟件。它具有如下特點：
（1）功能強大，求解可靠。軟件支持各種約束，可以模擬系統各種受力情況，對仿真結果可以通過多種方式來研究。其可靠性和精確性經過成千上萬位工程師在各種不同行業的長期實際應用而得到驗證，并且求得的結果與實際非常吻合。
（2）與Solidworks無縫集成。我們用Solidworks完成零部件的實體造型設計，不離開自己熟悉的CAD環境就可以進一步用COSMOSMotion實現運動仿真，研究所設計的機械系統的各種運動情況，感覺好像是在使用同一個軟件，不需要學習新的軟件界面，并且COSMOSMotion可以自動將在建模環境下定義好的裝配約束映射為運動約束。另外，因為是無縫集成，不需要在不同軟件間打開、傳送、轉換裝配體文件，從而保證了設計的完整性和統一性。
（3）使用簡單、操作方便。COSMOSMontion是Windows原創軟件，支持拖放功能，用鼠標右鍵彈出快捷菜單。這些都是我們非常熟悉的標準Windows軟件操作，極大地方便了使用。
1.3基于COSMOSWorks的計算機輔助工程分析
計算機輔助工程分析（CAE）是機械產品設計過程中的一個重要環節，運用計算機輔助工程分析技術可以對產品進行靜態分析、動態分析、過程模擬以及優化設計，及早發現產品設計中的缺陷，減少設計的盲目性，使產品設計由經驗設計向優化設計轉變，從而提高產品的競爭力。狹義的CAE一般指有限元分析。在機械CAD/CAM課程中一般以平面應力問題為例，闡述有限元法的基本原理。要對一些復雜結構進行有限元分析，還是離不開有限元分析軟件。經過軟件的運用反過來可很好地理解有限元法的基本原理。COSMOSWorks是一個與Solidworks完全集成的設計分析系統，它集功能強大、計算精確和簡單好用三大特點于一身，可對零件模型或裝配體模型進行線性靜態應力分析、非線性分析、頻率分析、扭曲分析、熱分析、優化分析、疲勞分析、跌落測試分析。其主要功能模塊以標準插件形式集成在Solidworks中，整個使用界面和Solidworks的風格完全相同，按照前處理—求解—后處理的步驟或使用向導，可方便地完成各種類型的有限元分析。
1.4基于SolidCAM的計算機輔助制造
狹義的計算機輔助制造（CAM）主要指機械零件數控加工程序的編制。主要包括刀具路徑規劃、刀位文件生成、刀具軌跡及數控加工代碼生成等。機械零件數控加工程序的編制方法有手動編程和自動編程。手動編程的整個編程過程由人工完成，對編程人員的要求高，不僅要熟悉數控代碼和編程規則，還必須具備機械加工工藝知識和數值計算能力，僅適用于幾何形狀不太復雜的零件。自動編程時編程人員只要根據零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統的規定，將零件的加工信息用較簡便的方式送入計算機，由計算機自動進行程序的編制，編程系統能自動打印出程序單和制備控制介質。自動編程包括語言式自動編程和圖形式交互編程。SolidCAM就是一種圖形交互CAM軟件，其主要特點有：
（1）模塊功能強大。提供了從2.5軸銑削、3軸銑削、多面體4/5軸定位銑削、高速銑削（HSM）、5軸聯動銑削、車削和高達5軸的車銑復合加工、線切割以及三座標測量編程模塊。
（2）與Solidworks無縫集成，易學易用，采用模板化加工。加工模板可隨時調用、修改和自定義。
（3）通過定制化的后處理器高效產生G代碼，殘留毛坯和加工過程可視化。
2基于Solidworks的機械CAD/CAM課程教學案例
下面以凸輪活塞機構的CAD/CAE/CAM為例，闡述Solidworks及其插件在機械CAD/CAM課程教學中的運用。凸輪活塞機構主要由機架、凸輪軸、搖桿、搖桿軸、頂桿、滑套等零件組成，其工作原理為：凸輪軸勻速轉動，通過搖桿驅動活塞頂桿上下間歇移動。通過對該機構的CAD/CAE/CAM來驗證結構設計的正確性、運動的可行性，校核關鍵零件搖桿的強度，生成凸輪輪廓的數控加工代碼。
2.1三維實體模型的建立
機架、搖桿、搖桿軸、頂桿、滑套等零件的造型比較簡單，凸輪的輪廓曲線必須按照從動件的運動規律來設計。若推程按正弦規律運動，回程按等加速等減速規律運動，另外還有近休止和遠休止階段。直接采用Solidworks的Toolbox中的凸輪模塊，按運動規律可快速設計出凸輪，再拉伸出兩端軸肩，即得到凸輪軸的零件模型。將各零件模型裝配成裝配體，進行干涉檢查，若有干涉可對零件模型進行編輯修改，直至消除干涉，驗證結構設計的正確性。建立好的裝配體模型如圖1所示。
2.2凸輪活塞機構的運動仿真分析
勾選COSMOSMotion插件，打開“智能運動構建器”，裝配模型地動映射為運動模型：①將機架、搖桿軸和滑套映射為靜止零件，將其它零件映射為運動零件；②將裝配體中的配合映射為運動約束：凸輪軸與機架之間、搖桿和機架之間映射為轉動副，頂桿和滑套之間映射為移動副。我們在凸輪和搖桿之間、搖桿和頂桿之間手動添加曲線與曲線接觸，設置好有關的接觸參數；在頂桿和滑套之間添加線性彈簧，設置好彈簧剛度、自由長度、彈簧中徑和簧絲直徑等有關參數；在凸輪軸與機架聯接的轉動副上添加旋轉運動，例如連續轉動，設置好轉速；設置好仿真時間、幀數目等仿真參數，運行仿真分析；仿真結束后可以錄制仿真動畫、測量出凸輪與搖桿之間的沖擊力等運動和動力參數如圖2所示。
2.3搖桿的有限元強度分析
搖桿是整個機構中受載較復雜的零件，用有限元法對其進行強度分析。勾選COSMOSWorks插件，打開搖桿的零件模型，在COSMOSWorks界面下按以下步驟進行結構有限元分析：①新建一個靜態分析算例；②指定搖桿的材料；③恰當地劃分有限元網格；④添加約束；⑤手動施加外載荷，也可將上述運動仿真分析結果中搖桿危險時刻所受到的外載荷導入到有限元模型中；⑥設置有關選項，運行有限元靜強度分析；⑦用云圖顯示搖桿在危險時刻所受到的相當應力，如圖3所示。
2.4凸輪輪廓的數控加工編程
凸輪的輪廓曲線為二次曲線，采用數控銑削加工，我們用SolidCAM來交互式生成其數控加工代碼。①設定好工件文件、加工原點；②定義一個輪廓加工程序。包括指定要加工的輪廓，設定加工刀具參數、銑切高度、加工次數、進到和推刀方式等；③運行加工仿真；④生成數控加工的G代碼，如圖4所示。
3結語
基于Solidworks進行機械CAD/CAM教學，將理論和實踐結合起來。既講授CAD/CAM的原理和方法，又培養學生利用相關軟件解決實際問題的基本技能。通過近幾年的課程教學改革，教改成效逐漸顯示出來。一是學生的創新設計能力有較大的提高；二是學生掌握了機械CAD/CAE/CAM的基本技能，并能靈活運用。從畢業設計的成果來看，機械類和農機類的學生都能采用計算機繪圖，部分學生根據課題性質和課題要求，建立起機械的三維實體模型，并進行CAE分析。不可否認，學生的機械創新設計技能，不是某一門課程所能培養出來的，還得綜合運用多門專業課程的知識。鑒于當前三維CAD的大量應用，從專業層面建立基于三維CAD的機械類專業課程教學體系，是今后機械類專業課程教學改革的方向。
參考文獻：
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【關鍵詞】環藝專業 改革 教學方法
【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）03-0231-01＼
一、環藝CAD教學現狀
CAD 作為一個通用計算機輔助設計軟件，對計算機的配置要求不高，并且容易掌握、使用方便、與其他軟件兼容性好等優點，能夠繪制二維圖形與三維圖形、便于標注尺寸、輸出圖形以及打印各類工程圖紙。
原本作為一門軟件課程，課程整合賦予了更為廣泛的學習意義，實際教學中專業傾向尤為明顯，學機械、服裝、園林、建筑的人也修CAD課程，但是可能繪制一張室內設計圖紙卻遠遠不能達到室內設計規范與要求。
隨著信息科學技術的提高，計算機輔助設計能力提升空間進一步加劇，CAD作為計算機輔助設計軟件以它的快速、準確、易修改，操作簡便等優勢，在設計領域有不可取代的地位。手繪再準確，都不可能比計算機準確，手繪再美觀，都不可能達到照片級效果。CAD的廣泛應用，從一個側面體現了信息技術的強大功能，隨著版本的更新提高，操作越來越簡便，逐漸向智能化、人性化方向邁進。
二、環藝CAD教學存在問題
1.畢業生從繪圖員做起，然而市場對繪圖員所要求繪圖的準確度與繪圖速度，許多畢業生無法做到，導致學生不能很好地一次性就業，需要進一步提高CAD操作方法。
2.在目前教學活動中，大多以軟件的工具教學為序，以軟件為主，理論教學脫離實踐，沒有做到教學專業的對口，雖然學了CAD軟件，但是仍不能準確表達環藝施工圖紙。
3.在環藝CAD課堂教學過程中，常常出現讓許多學生同時等待老師解決問題的現象產生，需要進一步增強反復教 學意識。
4.許多同學在CAD學習過程中，常常因一個小的問題，而擋住了前進的腳步，一個小小的設置，可能會讓圖紙表達無法進行下去，學生欠缺自主學習能力，也缺少合作學習的意識。
三、環藝CAD教學操作方法改革
1.堅持使用快捷鍵，嘗試修改快捷鍵。①初學者使用快捷鍵，可能作圖速度低于只用鼠標者，但是一旦熟悉則繪圖速度飛速提升，讓只用鼠標者望塵莫及。作為初學者，目標應放的更為遠大些，不要貪圖眼前的傻瓜式點擊，而應該左右手同時出擊，為熟悉后繪圖速度提升制造可能。②記憶常用快捷鍵，快捷鍵由三個字母以上組成的，為不快捷的快捷鍵，若使用次數較多則把該命令快捷鍵修改成最容易點擊的一個字母，例如對于復制命令，默認快捷鍵為“CO”或者“CP”，然而由于使用次數過于頻繁，而C和O或P的鍵盤距離比較遙遠，使得左手操作鍵盤的速度大大降低。
鑒于以上原因，考慮人體工程學并結合大多數人操作習慣一般將復制命令修改為“C”鍵，而“C”鍵原本為圓的快捷鍵，可以把使用次數較少的圓的快捷鍵修改為“CV”或者“CC”（考慮到“C”和“V”鍵盤上相鄰），該種修改方式為大多數人接受。
2.尋求最簡單繪制方法，提高繪圖速度。路千萬條，但是可能捷徑只有一種，如繪制窗線，一般窗線由四道線構成，再加上首尾封口，若使用單線繪制或者偏移的方法，至少五個步驟。 然而使用多線則一步可完成，并且為成組的狀態，避免了圖中過多零碎的線條。
3.手指的任務分區合理，一般左手負責鍵盤，右手負責鼠標；目前一些不專業的設計師喜歡只使用右手點擊命令操作繪圖，增加了鼠標步驟的繁瑣性，造成左右手分工的不合理，嚴重影響了繪圖速度，長期操作影響身體健康，該不良習慣須加以糾正。
四、環藝CAD教學實踐中的運用方法改革
1.理論結合實踐教學，在目前教學活動中，大多以軟件的工具教學為序，以軟件為主，理論教學脫離實踐，個人覺得大為不妥。環藝CAD教學應結合實際案例教學，突出環藝專業特色，在筆者教學活動中，則以一個典型的裝飾裝修案例實施過程為大綱，在筆者主編的《Auto CAD實訓教程》（北京工業大學出版社，2012年8月）一書中，明確提出了因用而學的理念。
2.反復教學法與合作學習，任何學習都是以記憶為基礎的，實際練習中，不可能每個學生都具備過目不忘的本領。往往存在一步忘記，則無法繼續的狀況，學習者甚為苦惱卻又無計可施，在教師教學中須反復教學，以便學生及時鞏固所學步驟，個人認為此項至關重要。同時發揮學生合作的精神，兩人共用一臺計算機，對于遺忘操作步驟可以起到互補的作用，同時增進了同學友誼，在教學中也解決了計算機資源相對不足的狀況。
3.許多同學在CAD學習過程中，常常因一個小的問題，而擋住了前進的腳步，一個小小的設置，可能會讓圖紙表達無法進行下去，使用視頻教學，老師提前做好教學視頻，當學生遇到遺忘部分時候，通過觀看視頻可以找到自己不會的地方，并且順利解決問題。
4.常用尺寸的理解與掌握，要切實記憶室內設計中一般符合（200、300及倍數的）模數，或者（既是200又是300倍數的）完美數，尺寸變化時符合級數（模數的十分之一或百分之一），次一點符合整數（5或者50的倍數）。
五、結語
在環藝CAD教學過程中，應堅持使用快捷鍵，嘗試修改快捷鍵，同時尋求最簡單的繪制方法，提高繪圖速度。同時將左右手任務分區合理分配，左手負責鍵盤，右手負責鼠標，理論結合實踐教學，反復教學法與合作學習，使用視頻教學，掌握常用尺寸，把教學課堂設計合理，給學生布置任務數量合理，難度恰當，結合筆者教學實際，如若能綜合使用以上教學方法，環藝CAD教學效果必能事半功倍。
參考文獻：
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[2]王秋菊.室內設計專業CAD課程教學的探討.藝術教育.2009年01期85-86頁
CAD課程是機電類、測繪類、室內設計等專業必修的專業基礎課程，具有一定的通用性，又具有與專業知識相結合的特點。如何使學生掌握CAD課程的內容，并在各自的行業熟練應用，是高職CAD課程教學研究的一個重要內容。在進行教學內容設定時，要考慮CAD課程的通用性，也要考慮到行業的針對性和適用性。學生學完該門課程后，能否適應崗位能力要求，教學方法的選取是一個關鍵。文章以本校CAD課程教學為研究對象，對CAD課程教學內容和教學方法進行探索。
1 CAD課程教學中存在的問題
1.1 教學內容方面存在的問題
（1）CAD課程在進行教學時，通常是機械地執行所選教材中的教學內容和教學順序。雖然這是出于教學嚴謹性的考慮，但卻忽略了與專業相關內容的結合。由于教材的差異性，在進行教學時，如果完全按照教材內容講解和練習，體現不出CAD課程與專業的結合。另外，如果單純地講解軟件的命令和功能，容易讓學生忽視課程的重要性，從而認為這和專業關系不大。再者，如果課程剛開始就按照教材所述內容進行軟件應用環境的設置和基本概念的講解，會讓學生覺得課程枯燥無味，從而對課程缺乏興趣。總之，必須保證教學內容和教學順序的合理安排，這樣才能在有限的授課時間里，最大限度地讓學生掌握專業繪圖所必需的知識。
（2）在學生進行練習時，練習所用的圖形一般局限于教材上的圖形。而多數教材上的練習圖形數量少，并且與專業結合度不高。
1.2 教學方法上存在的問題
（1）目前，多數高職院校中的CAD課程教學，還遵循著傳統應用軟件的教學方法，也就是教師講解完一組命令之后，學生再上機操作練習。在進行綜合圖形的練習時，一部分教師采用的是學生自己練習；另一部分教師采用的方法，是教師講解之后，學生再練習。第一種方法，學生練習一個圖形，需要花費大量的時間，可能十分鐘就能完成的圖形，因為沒有教師的引導，一堂課也完成不了。第二種方法，教師講解過的圖形，學生能快速地繪制出來，但對于新的圖形，學生卻感覺無從下手。
（2）在考核方式上，采用了8：2的方法來考核學生成績。其中，80%是期末考試，20%是平時成績。這種方法讓學生存在一定的投機心理，認為平時上課并不重要，只要期末考試時，把考題繪制出來，即可獲得高分。但是，這樣的學生即使獲得高分，其實際動手能力卻很欠缺。
2 CAD課程教學探索
2.1 教學內容的探索
CAD課程并不僅僅是簡單的點、線、面圖形的繪制。除掌握CAD軟件本身的功能模塊命令之外，更要與行業規范相融合，才能繪制出符合行業要求的圖形。本門課程，一般應開設在工程制圖或建筑制圖等課程之后。課程的學習目標是學生能掌握CAD軟件繪制行業相關圖形的能力，為今后的就業打下基礎。在總結筆者多年的CAD課程教學經驗和對其他授課教師進行訪談的基礎上，對CAD課程教學內容作如下總結：
（1）通過教學實踐，主要將CAD課程的教學內容和教學順序劃分成如下幾塊：第1部分，二維平面圖形的繪制與編輯。這部分內容中，加入了操作界面的認識，避免了枯燥的軟件運行環境的設置，從而對初次接觸CAD的學生進行引導，幫助他們克服畏難心理，保持學習的興趣。在學生練習時，不可單純地讓學生練習某個命令，而應該有具體的要求。例如，讓學生把某個圖形做成最終的效果圖。本部分內容的練習，可以用技能模塊考試的考題；第2部分控制顯示圖形，對圖形顯示的空間和顯示方式進行講解，讓學生掌握以自己需要的方式查看圖形的任一部分內容；第3部分圖層的規劃，能設置、創建和控制圖層，提高繪制復雜圖形的效率和準確性；第4部分繪圖環境的設置和坐標的輸入，掌握繪圖設置的內容和方法及坐標系和坐標輸入的方法，為后面精確繪圖打下基礎；第5部分精確繪制圖形，掌握輔助功能及坐標輸入法實現精確繪圖；第6部分塊及屬性、外部參照和設計中心，在進行大量相同或相似圖形繪制時，可用塊來提高繪圖的效率；第7部分創建面域與圖案填充，繪制物體的剖面和斷面圖時，均需進行圖案填充；第8部分圖形尺寸標注，尺寸標注是繪圖設計中重要的組成部分，通過定形尺寸和定位尺寸的標注，可以確定圖形中各部分的大小和相互之間的位置；第9部分圖形的綜合練習，用行業相關的圖集進行綜合練習與講解，讓學生能將所學的內容與工作實際相聯系；第10部分圖形的打印輸出，根據實際工作需要，輸出不同格式的圖形，或按制圖規范打印出圖形；第11部分三維圖形的繪制與編輯，此部分內容為可選內容，主要是進行模型的三維造型。
（2）對于劃分的11塊教學內容，按照由淺入深、由易到難的教學順序進行安排。先讓學生感興趣，有成就感，喜歡學習本門課程，再逐步深入地講解課程的內容并應用到專業圖形的繪制中。教學內容及順序安排如圖1所示。
2.2 教學方法的改進
隨著CAD軟件在各行業的普及，CAD課程受到更多的重視，課程的教學模式和教學理念都在不斷的完善和發展。這就要求CAD課程的教學效果需要不斷的提升，并對課程的教學方法進行改進和完善。
（1）本課程教學的目標是學生能熟練應用CAD軟件繪制專業圖形，教學方法要服務于此教學目標和教學內容。通過實踐總結，筆者提出了“啟發加討論式”的教學方法，如圖2所示。在教學的過程中，各部分內容教師邊講學生邊練，講練結合，以學生主動學習為主，教師講解為輔，增進學生的學習積極性和實際動手的能力。將專業圖形融入教學中，產學結合。以專業圖形為主線，學生對圖形進行繪制方法和步驟的討論，然后初步繪制專業圖形，教師通過觀察學生的繪制過程后，進行啟發式的講解并演示，學生再進行繪制成圖，然后師生再一起分析比較繪圖方法。教與學相互融合，讓學生具備分析問題和解決問題的能力，而不是一個簡單的繪圖模仿者。
圖2 啟發加討論式教學方法
（2）作為一門實踐課程，其考核方式不能局限于期末的考試，更應該與平時課堂表現結合起來。期末與平時成績按5∶5的比例進行學期成績的評定，如下表所示。平時成績評定按照作業完成質量、出勤率、課堂討論積極性來評定。這樣能激勵學生在課堂上學習的積極性，積極參與課堂討論，拓展自己的思維能力，注重平時知識和技能的積累。
考核方式改變
考核項目 所占比例% 評定依據
期末考核 50% 繪圖基本能力掌握情況
出勤率 10% 學生出勤情況，考察學生組織紀律觀念
作業 35% 課堂及課后作業完成質量和數量
課堂討論 5% 課堂討論，提出自己的方法與見解，課堂記錄為主
3 教學改革的實踐
對CAD課程教學內容和教學方法的探索，在本校2012級室內設計專業和機電專業的學生中進行實踐，取得了較好的教學效果。從教學內容和教學順序安排上，學生學習時，感覺不吃力。從繪制命令開始的教學，讓學生能直接看到本堂課的成果，打破了一開始軟件繪圖環境設置的神秘和難度，讓學生接受本門課程，循序漸進，完成專業圖形繪制的教學工作；從教學方法上，討論啟發式的教學方法，讓學生在討論的過程中，明白要學什么，有什么用，從而實現積極主動的學習方式，在學習專業知識的同時，也鍛煉了學生的組織能力、表達能力并獲得了一定的自學能力。通過課程實踐作品的比較，12級學生的專業圖形繪制能力普遍強于11級學生，12級學生參與高新技術模塊“計算機輔助設計”考證的通過率達到96%，高于11級學生考試通過率的87%。
4 結語
CAD課程是與專業圖形繪制相關的課程，其根本目標是培養學生的繪圖技能，使學生具備從事相關行業的基本能力。所以，如何有效開展CAD課程，探索適合于當前學生的教學方法，根據專業能力要求，設置課程內容，合理安排教學順序，是每一個CAD課程教師需要探索的問題。
關鍵詞：隧道及地下工程；CAD教學；教學模式
中圖分類號：G6420；TU9文獻標志碼：A文章編號：10052909（2012）06013603隨著計算機科學和CAD技術的快速發展，計算機輔助繪圖和設計技術已廣泛應用于隧道及地下工程專業，并貫穿于工程的規劃、設計、施工以及養護管理等全過程。CAD應用能力已成為新一代隧道工程師必備的基本素質。在此背景下，隨著高校工程教育改革的推進，為了適應工程行業現代化設計模式和CAD技術的發展，各高等院校普遍開設了不同類別、不同層次的CAD課程，使本科生在學習傳統工程知識的基礎上，能夠掌握現代化的計算機輔助設計技術，培養學生的CAD應用能力和創新能力。
CAD課程作為具有學科交叉特點的基礎課程，其教學目標、教學方法與傳統工程專業基礎課程差異明顯。如何有效開展CAD課程教學一直是高校工程專業探索和研究的方向，并已開展了卓有成效的研究工作［1-4］。其中，針對專業CAD課程（如建筑工程、給水排水等）教學，部分學者從課程設置、教學內容、教學方法、現代化教學手段以及實踐教學方面進行了初步的探討和研究［1-2］。
在問卷調查基礎上，結合計算機輔助設計、地下結構CAD等課程教學中遇到的問題及切身體會，系統提出了以CAD技術為主線，融專業標準及規范、專業知識與工程實踐于一體的隧道及地下工程專業CAD課程教學模式，并在實際教學工作中進行了初步的實踐。
一、CAD課程教學現狀的調研及分析
文章以目前隧道及地下工程專業中普遍采用的AutoCAD計算機輔助繪圖軟件為代表，采用問卷調查的方式，通過對278份本科生問卷的分析和研究，調研分析了CAD課程教學現狀及存在問題。（一）CAD技術總體掌握情況
100%的受調查學生認為CAD軟件對今后的工作非常重要，并且希望通過系統學習掌握該工具。雖然受調查學生認識到了CAD軟件的重要性，但只有不足一半的學生使用過該軟件。其中，27.9%的學生僅僅會使用簡單命令，68.3%的學生表示可以畫一般的工程圖紙，而自認為嫻熟掌握軟件的學生只有3.8%（圖1）。綜合而言，只有30%的學生表示其CAD軟件應用能力可以滿足未來工作的常規需求。雖然學生普遍意識到CAD技術在專業中的重要性和學習的必要性，但由于很多高校大平臺的本科培養理念，更加重視專業基礎知識的傳授，CAD能力培養尚顯不足，需要在教學內容及教學方法方面進一步加強。
圖1CAD軟件的掌握程度
（二）CAD課程教學中普遍存在的問題
12高等建筑教育2012年第21卷第6期
閆治國，等隧道及地下工程專業CAD課程教學模式研究
第一，教學內容以介紹命令為主，課程缺少連貫性和工程應用背景。CAD課程教學一般是針對具體軟件，從最基本的命令分步分節講授。授課內容較為單一，教學效果不好，學生也許可以熟練掌握各種繪圖命令，但面對實際工程問題時，不清楚如何針對具體情況合理運用CAD技術（圖2），問卷調查的結果也證實了這一結論。這表明CAD課程教學應強調以實際應用為目標，結合工程實例進行，避免僅講授CAD軟件的操作方法，以簡單命令為教學內容［4］；否則，一方面課程教學效果難以保證，另一方面也不易有效提高學生的CAD應用能力。
圖2學生對于教學效果的評價
第二，CAD課程教學與專業知識和工程實踐的聯系不緊密，CAD綜合運用能力不足。CAD課程教學中，演示或作為練習的內容盡管也體現了專業背景，但往往缺乏系統性和層次性，且與工程實踐的聯系不緊密，難以調動學生的學習興趣。這也導致學生對CAD技術與工程實踐間的聯系及轉化關系認識不清，不了解CAD技術在工程實踐中的作用。
由于隧道及地下工程專業的特點，工程師需在大量的標準、規范約束下開展設計工作，因此，熟悉并踐行這些標準、規范也是培養學生具備專業工程師素質的必要步驟。然而，CAD教學中沒有融入相關標準、規范的內容，導致學生專業素養與CAD應用能力培養脫節。從問卷調查看，學生對CAD課程教學內容設置的期望集中在綜合運用和滿足實際工程需要這2個方面，如圖3所示。
圖3學生對CAD課程教學內容的期望
第三，缺少能體現專業特點，并融合CAD技術、專業標準與工程實踐于一體的教材。目前CAD方面的教材非常多，但多數集中于CAD軟件自身的使用及操作方面，與幫助文件類似，能體現專業特點，結合工程實踐系統介紹CAD技術應用的教材少。
第四，CAD教學手段相對單一。常用的CAD教學手段包括PPT講解及電腦操作演示，而學生對CAD課程的授課形式有許多期望和建議，如保存操作視頻、動畫演示操作過程等；因此，CAD課程教學手段應更加豐富。
二、CAD課程一體化教學模式
（一）主要思路及框架
根據信息時代工程設計模式與隧道及地下工程專業CAD教育需求，以提升教學效果，培養學生創新意識、綜合分析運用能力及專業工程制圖和設計能力為目標，提出以CAD技術為主線，融專業標準（規范）與原理、隧道及地下工程專業知識及工程實踐于一體的新型教學模式，如圖4所示，其主要思路和特點如下：
（1）強調CAD基礎概念，注重CAD應用方法，提高學生CAD學習、應用及創新能力。
（2）在教學內容安排、示例設置及知識講授方面將專業標準、規范有機融合，除將CAD知識傳遞給學生，還應注重與專業知識、工程實際標準和規范的銜接，使CAD教學具有專業特色。
（3）以完成某一工程實例為教學主線，使學生掌握CAD應用過程中各個關鍵環節的主要命令及實現方法，理解并掌握從CAD圖紙到實際工程的信息傳遞、轉化過程，培養應用CAD技術解決實際問題的綜合能力。
（4）追蹤最新的CAD技術、軟件成果，以及CAD技術在隧道及地下工程中的應用現狀，講授CAD基礎知識及操作技能的同時使學生充分了解CAD技術的發展趨勢和行業動態。
（5）培養學生CAD創新能力和綜合實踐能力。
圖4隧道及地下工程專業CAD課程一體化教學模式
（二）主要工作內容
1. 隧道及地下工程設計模式及地下工程CAD教育需求分析
借助多種手段分析、研究地下工程設計模式及教育需求，確立地下工程CAD課程教學的目標，及時、動態調整教學內容，緊跟CAD技術和工程實踐需求。例如，對隧道及地下工程相關設計院（所）或施工建設單位調研，總結歸納當前隧道及地下工程在設計、建造過程中對CAD技術的需求點，進而有針對性安排教學目標和教學內容。
2．專業標準及典型工程案例圖集的收集、整理
收集、整理現行的相關專業標準，結合地下工程專業特點和專業知識，將專業標準、規范及原理分解為CAD教學中相互關聯的知識點（標注樣式、行業約定俗成的圖形表達方法等），便于后續逐步融入課程教學。同時，收集盾構隧道、山嶺隧道、沉管隧道等典型地下工程案例圖集，結合教學知識點整理，使之系統化，以此作為課程背景，實現CAD技術與工程實踐有機融合。
3．一體化教學模式的貫徹
在實際教學中，以實際隧道及地下工程為背景，以CAD—實際工程圖紙為主線，融CAD知識、專業標準、規范與原理、地下工程專業知識及工程實踐等內容于一體，實現知識逐步銜接、融合及深化，培養學生的創新意識和CAD應用能力。
4．配套教材的建設
建設融CAD技術、專業標準、規范、地下工程專業知識及工程實踐等內容于一體的地下工程CAD教材。
三、結語
文章結合CAD課程教學實踐，系統提出了以CAD技術為主線，融專業標準及規范、專業知識與工程實踐于一體的隧道及地下工程專業CAD課程教學模式，并在實際教學中進行了初步的教學實踐，實踐表明：該模式具有優勢和可行性，教學效果良好。通過一體化教學模式，學生能深刻掌握CAD基本概念和方法，將專業標準、規范等貫穿CAD應用全過程，實現專業知識與CAD技術有機結合，滿足工程實踐需要。該教學模式對提高學生的創新意識和專業素質，培養社會發展所需的高素質人才具有積極作用。
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1 前言
CAD技術的快速發展較好地推動了社會經濟的穩定發展，對于當前學校內機械類的學生在運用CAD能力于實踐方面，更應該值得進一步提高，促進個人、學校及社會的更大進步。由此一來，就需要對學校CAD課程進行改革，進一步增強中職學生運用CAD技術的綜合能力。為此，分析中職學校的有關CAD教學課程的模式，具有重要的現實意義。
2 CAD教學中存在的問題
2.1 課程體系的課程設置滲透不足
CAD課程是一門具有較高要求的技術課程，其所涉及的學科較為廣泛、復雜，主要有數控技術、計算機的仿真與圖形學，以及計算機的信息集成技術、有限單元分析方法等學科內容，同時也是一門實踐與理論性強的課程。就當前的中職學校而言，在教學內容相關知識的完整與系統性以及實用性等方面，仍然存在不足。除此之外，課程體系的設置大體上是根據專業的縱向進行劃分的，而對于橫向的滲透、聯系不足，不利于CAD教學的長遠發展[1]。
2.2 部分教師的授課知識與水平有限
在進行CAD課程的授課時，部分教師在講解相關知識點時，沒有很好地與相關的制圖實例進行結合講解，而僅僅對畫圖命令進行講解。部分學在進行練習時，能按照教師的安排完成一定的任務量，但是一到自己繪制機械圖時就束手無策，未能將學過的知識加以運用、拓展，因此導致教學效果不佳。
2.3 培養的學生與市場要求存在較大差距
機械CAD課程，作為新的技術課程之一，在教學培養模式方面，學校可以借鑒的經驗較少，只能是延續以往的教育模式培養學生，沒有做到走出校門、聯系實際、走入企業進行實地考察，真正了解市場所需的人才；也未能與企業建立合作共贏的關系，導致培養出的學生與市場的要求差距大，并且脫離了行業的需要，學生的動手操作與應用能力均不足。
2.4 教學方法比較單一
多數中職學校的機械CAD課程中，任課教師通常由機電專業教師擔任，由于CAD課程涉及內容繁多復雜，加上機電教師較少是該專業畢業的，因此，任課教師對于CAD技術的了解有限。長期如此，學生對CAD技術課程理解不夠深入，教學的質量效果較差，進行動手操作實踐時，教師對知識的把握以及能力均有限，學生也不能真正理解圖形的含義，動手能力就會削弱。最后，在知識的更新以及技術的進步方面與市場脫離，這就使得CAD的教學方法顯得過于單一，不利于教學的順利改革[2]。
2.5 課程體系未能真正突出學生的技能
對于機械CAD的課程體系而言，教學中培養學生的目標不僅僅是讓學生理解有關CAD的概念與原理，最重要的是更好地培養學生的運用技能，提高其動手能力，進而較好地通過計算機與信息技術完成機械的零件制圖與畫圖的過程。因此，現階段中職學校的課程體系還未能較為全面地達到這一目標。因此，應該將實踐課與學生的動手能力、綜合技能等方面相互結合，增加CAD課程實訓課的時間，確保課程的質量與效率，充分將與CAD技術相互匹配的信息集成與數控機構、加工工藝以及數控機械等課程納入CAD的課程體系當中。
3 提高CAD教學質量與效率之
對策
3.1 不斷改進并創新教學方法
CAD課程中的教學方法應該加以改進與創新，同時輔助利用現代化的先進教學方法，充分提CAD的教學質量，更好地促進學生的能力提高。中職學校的教師可以充分利用多媒體的教學設施進行授課，講解相關的知識點，吸引學生注意力，使學生更易于理解、記憶，更好更快地提高其學習主動性與積極性，達到良好的教學效果。與此同時，還應將CAD的講授方式加以創新，可以是以啟發式的教學為主，教師在進行講授知識與內容時，應該循序漸進、重點突出，充分有效運用類比法等方法進行授課，讓學生進行思考、實踐，做到理論與實踐相互結合。這樣可以提高學生的分析與解決問題的能力，做到學以致用，無形中也使學生的理解能力、學習效率以及興趣等方面均得到提高[3]。
3.2 教學手式的形象化
按照學生的總體理解能力，做好CAD的知識層次的備課準備工作，教師雖說不能滿足所有學生的需求，但是應該在兼顧大多數學生對知識的理解、對知識的把握等前提條件下，盡量做到因材施教。課堂的教學方式方面，教師應該大量將新的知識引入，促進學生運用CAD解決實際的問題。同時，教師對于較難的知識點，可以通過簡單的、形象化的、易懂的語言進行授課，將較為枯燥、復雜的知識點通過生動的形象化體現出來，這樣更易于激發學生的學習興趣與創新意識，從而提高課堂的效率，增強CAD的教學效果。
3.3 加強對學生的技能訓練
根據機械CAD技術課程的應用性以及綜合性等特點，有效地建立實用性的教學體系，不僅可以較好地完成知識的傳授工作，而且能夠挖掘學生對CAD的應用能力，為學校更好地培養與市場相符合的人才奠定基礎。需要對學生的CAD運用技能進行加強化，養成勤思考、善動手的習慣，提高自身的專業技能；通過建立相關的培訓基地，將課堂搬到實際的操作當中，理論與實際結合，更好地使學生加深理解。此外，還可以實行校企合作，讓部分學生進入企業鍛煉。企業可以針對學生的表現，將情況及時反饋至學校，更利于學校今后對CAD技術課程的改革，更好地培養滿足社會、滿足企業需求的人才[4]。
3.4 合理安排學生的上機實踐操作
在進行CAD教學的同時，除了對理論教學進行改進以外，還應該對CAD的上機操作實踐進行鞏固、提高，更加全面地培養學生運用CAD解決實際問題的能力。首先，上機的操作實踐課需要與所學的知識與內容進行結合，教師根據實際的情況，安排適當的例子讓學生練習，確保學生可以更好地掌握有關CAD軟件的命令以及功能含義。其次，進行上機操作之前，教師需告之學生此次操作的目的與目標，操作盡量讓學生獨立完成，鼓勵學生善于發現問題并嘗試解決問題，培養創新能力等。此外還可以提倡學生通過自我學習、團隊相互學習等方式，更好地掌握知識點。
3.5 進一步充實課程的內容
CAD技術課程的內容較為廣泛，因此，學生應該對所學的內容進行鞏固，加深練習。教師也應該將基本理論當做授課的重點，教學的內容應有深度與廣度，講課內容主次分明、突出重點，還可穿插其他的理論知識，更好地促進學生對內容的吸收與消化。
3.6 重視課后輔導
重視課后的輔導工作，能幫助學生更易于理解CAD的構圖思路。部分學生由于其他的原因，導致其課堂聽課效率不高，因此，教師的課后輔導工作就顯得十分重要。開展課后輔導時，教師應該對課堂上的繪圖方法進行詳細的講解，應對繪圖的思路以及設計的理念進行重點分析，有助于部分學生更好地掌握，彌補課堂上對知識點模糊不清等不足。而學生也應重視課后的輔導工作，和學生一起研究問題，引導學生進行深入分析，提高學生的綜合能力[5]。
4 結束語
總之，對中職學校的機械CAD的教學模式進行探討與改革，不但有效地激發了學生的學習興趣，而且提高了其的對CAD運用的綜合能力，更好地促進了機械CAD教學的順利改革。
參考文獻
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[2]張大鵬.淺析中職學校CAD教學的改進[J].科技信息,2010(7):601,631.
[3]方煥明.中職學校CAD教學模式[J].職業,2011(23):104-105.
[4]肖乾.機械CAD/CAM教學改革初探[J].華東交通大學學報,2007,24(3):106-108.
關鍵詞：土木工程CAD；專業軟件；課程教學；能力
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）30-0215-02
《土木工程CAD與專業軟件》是土木工程專業開設的重要專業課程之一，與土木工程行業接軌緊密，同時又用到大量的專業課程的理論知識以及各種建筑設計規范，是一門實踐性、工程性、綜合性很強的專業課程。該課程主要的教學內容是高等學校土木工程本科指導性專業規范中規定的計算機應用技術知識領域的核心知識單元和知識點[1]。在土木工程行業中所運用的各種計算機設計軟件有：AUTOCAD、廣廈CAD、PKPM、TBSA、SAP、ANSYS等，而PKPM是中國建筑科學研究院開發的集平面空間于一體的、以建筑結構計算為主導的建筑設計軟件，是目前國內應用最廣泛，被絕大多數設計院所認可的建筑結構計算程序。各高校土木工程專業從市場需求出發，為培養社會急需人才，近幾年來基本上均開設該課程。學好該課程不僅能使學生掌握對軟件的操作使用，更能使學生鞏固以前所學專業課程的理論知識，培養學生對各種錯綜復雜因素的綜合分析能力和解決工程實際問題的能力，實現零距離就業有非常大的幫助。筆者結合自己多年的實際工程設計和施工的經驗，根據工程項目結構設計從方案設計到結構計算再到施工圖設計出圖三階段，在教學中探討了一套以工程項目的模型輸入―結構設計計算―結構施工圖設計出圖為主線的實踐教學方法，以增強學生將理論知識、建筑結構設計規范以及結構設計軟件三者融會貫通的能力，提高學生的動手操作能力、技術應用能力、工程實踐能力以及創新能力。
一、結合工程項目的方案設計以及結構計算，提高學生對軟件基本操作技能以及技術應用能力
工程項目結構設計的階段大體可以分為三個階段：方案階段、結構設計計算階段和施工圖設計出圖階段。方案階段的主要內容有：根據建筑項目的各種資料、條件確定結構類型；再根據不同結構類型的特點及要求布置結構的承重體系和受力構件。結構計算階段的內容為：一，荷載的計算。二，構件的試算。根據荷載值和相關構造措施等初步確定構件的截面。三，內力的計算。根據確定的構件截面和荷載值進行內力的計算；四，構件的計算。根據計算出的結構內力及規范，對構件的要求和限制來復核構件是否符合規范規定和要求。如不滿足要求則要調整構件的截面或布置直到滿足要求為止[2]。
考慮到受實際工程經驗限制，教學采用的工程項目的結構類型教師已選定，學生根據已選定的工程項目和教學內容進行初步結構設計，使學生了解軟件的基本功能和主要參數的選擇，熟悉各級菜單命令及其操作方法，掌握PMCAD結構建模的主要步驟、荷載的輸入、計算數據文件形成、結構平面施工圖的繪制，SATWE進行內力計算和配筋并繪制梁柱施工圖的方法、JCCA地質資料輸入、地基基礎計算、繪制基礎施工圖等操作[2]。在操作的全過程中，要認真的考慮設計的每一環節，融入所學的理論知識以及相應規范的要求，例如：PMCAD菜單中，設計參數的地震信息和風荷載信息的輸入時一定要結合工程項目，并根據抗震設計規范和荷載設計規范中相應的規定去選擇參數；在框架結構項目時，填充墻是不作為構件還是作為荷載輸入的，要將墻體轉化為線荷載標準值作用在梁上[3]。
在教學過程中可激發學生發現問題、解決問題的強烈愿望，比如在PMCAD建模過程中，樓梯所在房間樓板是如何處理的，考慮到軟件在全房間樓板開洞和樓板厚度為零的區別：平面導荷時，全房間樓板開洞處的荷載將被扣除，樓板厚度為零處不扣除，出圖時樓板不配筋，可引導學生這樣解決此問題：將程序設置成不自動計算樓板自重，樓梯所在房間樓板厚度設為零，恒載和活載按照實際情況輸入，這樣既不會漏掉荷載，計算時又符合實際情況，出圖時改得也少，減少了不少工作量。類似這種問題軟件本身是不會教你如何解決，也沒有一本教科書有現存的答案，只有綜合學過的理論知識，通過充分的思考，嘗試各種方法才能正確解決好。
二、結合工程項目的結構計算，提高學生的分析問題和解決問題的能力以及培養學生嚴謹認真的科學工作態度和作風
工程項目的結構計算階段內容包括的四點并不是一次性就能夠完成的，在建筑結構設計過程中，有大量數據是憑借經驗給定的，如：構件截面尺寸、構件布置的數量和位置、鋼筋的直徑等。這些提前給定的數值經過計算后是否合理，必需根據計算出的結構內力及規范對構件的要求和限制（比如：軸壓比、剪跨比、跨高比、裂縫和撓度等）來復核。不滿足要求的則需調整構件的截面或布置，直到滿足要求為止。教師在教學中對該部分應給予充分的重視，引導學生采用正確的檢查方法對項目進行反復檢查，保證各信息輸入的正確性，對檢查出的問題分析原因、找出對策、進行更正；例如通過對整樓模型的仔細觀察，檢查構件布置是否正確；通過檢查荷載圖，來分析荷載輸入的正確性等。同時讓學生養成仔細閱讀分析計算結果文件的習慣，這些結果文件有WMASS.OUT文件（建筑結構設計信息）、WAQ.OUT文件（周期、振型、地震力）、WDISP.OUT文件（結構位移）、WNL.OUT文件（內力）、WPJ.OUT文件（配筋）等輸出文件[2]，這些j計算結果的一個直觀顯示，能使我們觀察到計算結果（內力、位移、裂縫等）是否符合規范、各工況下的荷載圖是否正確等，教師應重點分析結果的常見問題，然后由學生對工程項目的計算結果進行分析，找出數據不合理的原因，提出改正措施，修改后再計算，分析后再修改計算，直到找到理想的結果。在這個不斷修改的過程中，綜合運用到大量以前所學的混凝土結構、建筑抗震、地基基礎等知識，如：當結果文件中顯示梁正截面鋼筋超筋時，可以有幾種辦法解決：加大梁的寬度、加大梁的高度、提高砼強度等級等[4]，但到底哪種辦法最有效呢，這在混凝土結構課程中講的非常清楚，應引導學生善于運用。在反復的不斷的修改過程中，提高了學生綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力，以及嚴謹認真的科學工作態度和作風。
三、結合工程項目的結構施工圖的設計，提高學生的工程實踐能力及創新能力。
工程項目施工圖設計出圖的主要內容為：確定構件布置、構件配筋以及根據規范的要求來確定結構構件的構造措施。也就是說施工圖表達的東西首先要符合結構計算的要求，同時還要符合規范中的構造要求，最后還要考慮施工的可操作性。在這一階段，讓學生結合實際工程項目的施工圖，檢查自己的施工圖是否齊全，比較二者之間的差別，找出差別的原因，以及是否有必要作出修改和調整。由于“構造措施”實踐性較強，不像結構計算理論強，并可根據公式進行推導，在理論教學中教師容易忽視，學生也不愿去學，造成學生的薄弱點，但構造措施是保證房屋的耐久性，提高房屋的空間剛度和整體工作性能，防止或減輕房屋開裂，提高房屋的抗震性能等重要的方法之一，所以，教師要加強學生對“構造措施”的理解，以提高學生的工程實踐能力。
由于工程的個別性、復雜性、實際性，設計人員必須將PKPM所形成的施工圖在AutoCad中加以修改、編輯后才能作為實際的工程施工圖出圖，這些工作中有很多是繁瑣的、重復的。教師可以在教學中引導一些比較優秀的學生利用計算機語言編寫應用程序，例如：通過ActiveX Automation技術，在Windows系統下對PKPM所形成的配筋圖在AutoCAD中進行二次處理，這樣既可以方便工程設計人員結合工程的實際情況更加快速、準確地編輯配筋施工圖，從而提高工作效率，又可以提高學生的創新能力。
四、結束語
在土木工程CAD與專業軟件課程教學中，結合了建筑工程項目結構設計，實踐了一套以工程項目的結構模型輸入―結構設計計算―施工圖設計出圖為主線的教學方法，提高了該課程的教學質量，取得了良好的效果。該課程教導學生要踏踏實實，從一個個基本的構件算起，考慮工程項目設計的每一環節，做到知其然并知其所以然，不僅保證計算模型的簡化與工程實際相吻合，使計算假定與實際情況相一致，而且應注意設計軟件的適用條件及其技術條件，正確地使用結構計算軟件，保證計算結果準確，同時更要加強學生的理論知識和各建筑結構設計規范的學習，深刻理解規范和規程的含義，加強概念設計，保證結構滿足各項構造措施的要求，為社會輸送優秀的應用型人才。
基金項目：本文系“桂林理工大學教學改革工程2013年立項項目”（項目編號：2013JG37）的研究成果。
參考文獻：
[1]高等學校土木工程學科專業指導委員會.高等學校土木工程本科指導必專業規范[M].北京：中國建筑工業出版社，2011.
[2]羅福午.建筑結構[M].武漢理工大學出版社，2012.
[3]中國建筑科學研究院PKPM CAD工程部.PKPM系列軟件用戶手冊及技術條件[Z].2011，2.
[4]沈蒲生，梁興文.混凝土結構設計原理[M].北京：高等教育出版社，2012.
