農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)CAD教學(xué)探索-2019年教育文檔

1、農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè) CAD教學(xué)探索引言自上世紀(jì)70年代CAD技術(shù)問世以來，隨著計算機技術(shù)的迅 猛發(fā)展，機械CAD憑著準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理能力和高超的圖形處理能 力，在機械設(shè)計領(lǐng)域得到了廣泛的運用。 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 專業(yè)主要培養(yǎng)農(nóng)業(yè)機械方面的專業(yè)技術(shù)人才， 具備農(nóng)機機械的基 本設(shè)計及制造能力，因此，在該專業(yè)中開設(shè)CAD課程非常必要，各個鑒于社會各行業(yè)對 CAD技術(shù)人才的強烈需求，近年來，國內(nèi) 多數(shù)高等院校農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)都相繼開設(shè)了二維和 三維CAD教學(xué)課程1。最近幾年來，由于課程改革的不斷深化，CAD課程的學(xué)時受到了限制，我校農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)的CAD課程是授課24 學(xué)時，

2、上機 24 學(xué)時。教師如何在有限的時間內(nèi)對教學(xué)內(nèi)容進 行優(yōu)選，并采取合適的教學(xué)方法，以達到滿意的教學(xué)效果，提高 學(xué)生的機械設(shè)計能力，是 CAD課程的教師必須面對的問題。本文分析了現(xiàn)階段CAD課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法存在的問 題，以此為基礎(chǔ)，提出了教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)選設(shè)置及教學(xué)方法，并對 其教學(xué)效果進行了總結(jié)。1.CAD教學(xué)存在的問題1.1 教學(xué)內(nèi)容由于CAD涉及計算機圖形學(xué)、有限元法、計算機仿真、計算 機信息集成技術(shù)等知識， 涵蓋了從產(chǎn)品設(shè)計、 產(chǎn)品分析到產(chǎn)品數(shù) 控加工的整個流程， 在有限的教學(xué)學(xué)時內(nèi)， 不可能將全部內(nèi)容均 作詳細講解， 需要對教學(xué)內(nèi)容進行選擇。 從目前的教學(xué)狀態(tài)來看， 現(xiàn)階段教學(xué)內(nèi)容

3、存在以下幾點問題：(1)教學(xué)目標(biāo)不明確，知識總體架構(gòu)搭建不夠。由于CAD涉及的內(nèi)容比較廣，且教學(xué)學(xué)時有限，在CAD教學(xué)中過程中可能 出現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)不明確， 主講教師可能著重講解軟件的操作和使用 技巧，而缺乏對知識總體架構(gòu)的搭建。 這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中， 缺乏獨立分析、解決工程問題的實踐能力和創(chuàng)新能力。(2)教學(xué)內(nèi)容和實際相脫節(jié)，在 CAD教學(xué)中，教師往往按 照教材順序講解，有些內(nèi)容是生產(chǎn)中必須的，但課程中不涉及， 比較普遍的問題，如三維教學(xué)中草圖繪制、基準(zhǔn)特征、建模特征 和附加特征會詳細講解， 而系列化零件設(shè)計、 工程圖轉(zhuǎn)化和設(shè)計 則不涉及， 而工程圖是目前生產(chǎn)中必須使用的， 教學(xué)內(nèi)容脫離了

4、生產(chǎn)實際，以至于學(xué)生畢業(yè)后，可以很好地完成三維繪圖，但不 能合理轉(zhuǎn)化成工程圖。 在裝配設(shè)計中， 講解的是把已經(jīng)設(shè)計好的 零件進行裝配， 這些零件是提前按照圖紙畫好的， 不存在干涉等 問題，但實際生產(chǎn)中，需要從零件設(shè)計開始，如果各個零件分別 設(shè)計，最后的裝配就會出現(xiàn)問題，如何使用自上而下的設(shè)計，教 學(xué)中不進行講解。 學(xué)生在學(xué)完這門課程之后還不清楚如何發(fā)揮三 維軟件強大的功能。因此，對于如何應(yīng)用到生產(chǎn)實際中，還有一 定距離。1.2 教學(xué)方法（1）在教學(xué)方法上，教師常采用逐個指令講解演示、學(xué)生 按部就班練習(xí)的方式進行， 這種教學(xué)方法不能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí) 的積極性、不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。教學(xué)方法單

5、一，以命令 為主， 缺乏關(guān)聯(lián)性的教學(xué)方法加上僅在機房中教學(xué)， 學(xué)生的興趣 提不起來， 盡管采用邊講邊練的教學(xué)方式， 老師講授某個命令或 者操作之后，學(xué)生現(xiàn)場操作，老師現(xiàn)場指導(dǎo)，但很多老師仍然沿 襲理論課程的教學(xué)方式，強調(diào)知識體系的完整性、邏輯性、嚴密 性，先講解軟件操作界面， 然后按照圖標(biāo)順序依次講授基本命令， 接著繪制一個簡單的例子，最后進行復(fù)雜實例的建模 . 這樣有一 定的教學(xué)效果， 方便學(xué)生理解， 但也容易導(dǎo)致學(xué)生只懂得各個建 模命令的堆砌， 不清楚三維建模的設(shè)計思想， 更無法形成自己的 建模思路和風(fēng)格，最終只是把三維軟件當(dāng)成一個簡單的建模工 具，而不是實現(xiàn)設(shè)計理念的良好的輔助手段， 也

6、容易讓學(xué)生失去 自主學(xué)習(xí)的興趣 2 。（2）在教學(xué)理念上，強調(diào)軟件操作而不注重設(shè)計思想，使 學(xué)生對軟件的了解缺乏系統(tǒng)性目前，由于課時等一些條件限制， 老師在課堂上只是針對軟件操作加以介紹， 但對于一些和軟件相 關(guān)的先進設(shè)計思想和方法都沒有介紹或者言之較少， 例如，軟 件的參數(shù)化思想、 Top-Down 的設(shè)計方法等等， 作為 CAD/CAE/CAM 一體化的三維設(shè)計軟件， 它在分析、仿真方面的功能也非常強大， 恰當(dāng)?shù)氖褂媚軌蚴购喕O(shè)計過程， 使設(shè)計結(jié)果更精確， 缺少這些講解，學(xué)生對于三維設(shè)計軟件的理解會趨于片面 .2.CAD教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置及教學(xué)方法的選用2.1 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置(1)明確教學(xué)目標(biāo)

7、，搭建總體知識架構(gòu)。在 CAD教學(xué)過程 中，重點搭建農(nóng)機專業(yè)的總體只是架構(gòu)， 關(guān)注農(nóng)業(yè)機械工程應(yīng)用 中的基本概念和方法， 使學(xué)生對現(xiàn)代機械設(shè)計、 分析和制造形成 一個完整的知識體系，并將各種知識有機地聯(lián)系在一起 3 。( 2)以農(nóng)業(yè)機械為對象，與各種設(shè)計相聯(lián)系。針對農(nóng)機設(shè) 計與制造學(xué)生特點， 授課內(nèi)容結(jié)合案例教學(xué)， 從最簡單的草繪開 始，以農(nóng)業(yè)機械上的零件為主導(dǎo)， 將授課內(nèi)容與農(nóng)業(yè)機械緊密結(jié) 合，不僅使學(xué)生學(xué)到CAD的內(nèi)容，同時認識農(nóng)業(yè)機械。草圖繪制 采用拖拉機外形；拉伸 - 切除功能采用懸掛架；復(fù)雜曲面造型采 用犁體曲面；鈑金采用拖拉機護板；等等。2.2 教學(xué)方法的選用( 1 )在教學(xué)方法上

8、，以項目教學(xué)法為主，對于項目教學(xué)法 中的項目設(shè)置和情景設(shè)置， 擬采用嵌套模塊的方式， 有大模塊項 目和小模塊項目，將其劃分為：二維草繪模塊、實體造型及裝配 模塊、曲面設(shè)計和造型模塊， 并在相應(yīng)的模塊學(xué)習(xí)中選擇 2-3 個 項目進行學(xué)習(xí)，考慮到學(xué)習(xí)的連貫性， 模塊間的學(xué)習(xí)項目設(shè)置 一定的相關(guān)性， 使每個模塊下的小項目合在一起就是一個大的 項目， 即將一個大項目分解在各個學(xué)習(xí)模塊的小項目中，通過 小項目的實施， 達到相應(yīng)的教學(xué)目的， 同時調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極CA D/ CAM 課程CAD競賽，以賽促6 。性、主動性、動手能力和創(chuàng)新能力，全面提高 的教學(xué)質(zhì)量 4 ，5 。（2）在教學(xué)過程中，組織學(xué)生參加各類 教，提高學(xué)生的綜合運用能力和實際設(shè)計能力3.結(jié)束語CAD作為一門實踐性很強的課程，其教學(xué)方法要基于實用主 義學(xué)習(xí)理論，應(yīng)該區(qū)別于傳統(tǒng)的以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)方 法。因此， 本課程以調(diào)研工程實際使用