基于中望3D软件的《机械CAD/CAM》课程教学改革探索与实践

摘要：《机械CAD/CAM》课程是机械制造类专业的专业核心课程之一，承担着培养学生机械CAD/CAM技术应用能力的任务，针对当前CAD/CAM类软件种类繁多各有利弊等特点，结合我校实际使用中望3D软件情况，从教学内容、教学方法、考核方式等方面进行课程教学改革探索与实践。

关键词：机械CAD/CAM;中望3D软件;教学改革

引言：

如今CAD/CAM技术在机械行业有着非常广泛地应用，改变了传统的产品设计和制造模式，带动了机械行业的快速发展。能够熟练运用CAD/CAM技术的专业技能人才越来越受到企业的青睐。中望软件建立了自主二维CAD、三维CAD/CAM、电磁/结构等多学科仿真为主的核心技术。中望3D是一款CAD/CAM一体化软件，同时也是中国唯一一款具有全球自主知识产权的三维设计软件。以多年工业设计验证验证的自由三维几何模型引擎技术为突破口，打造一个贯穿设计、仿真、制造全流程的自主三维设计仿真平台。我校自2017年开始采用中望3D软件应用于机械类专业的《机械CAD/CAM》课程教学，通过分析近几年的实际使用情况，提出课程教学改革，总结课程改革经验，切实提高人才培养质量。

一、《机械CAD/CAM》课程教学存在的问题

以往《机械CAD/CAM》课程教学重理论轻实践，CAD、CAM等技术之间相互分离，学生课程学习结束后无法熟练运用软件进行产品设计、建模装配、工程制图、加工制造等。另外一方面，课程考核方式仍以期末试卷等形式考核，实践操作在考核中占比小，导致学生缺乏学习内动力，容易出现为了学分应付考试等现象。

二、《机械CAD/CAM》课程教学改革实践

1、整合课程教学内容

《机械CAD/CAM》课程中，CAD部分主要是培养学生使用软件进行产品三维设计和装配，并生成完善的工程图;CAM部分主要是培养学生使用软件进行仿真加工，即产生零件加工轨迹，模拟加工过程、后置处理，输出NC代码到数控机床。教学内容的设置应保证学生能满足教学大纲及课程教学目标的要求，以三维建模、装配设计、工程图制作为三大基础模块，在完成基础模块后继续进行数控仿真加工模块的学习与实践。在课程改革中，我们将整体课程分成若干个项目块来实现，项目一的主要内容是CAD/CAM技术的相关理论知识以及中望3D软件的介绍和使用，项目二的主要内容是相关典型机械零件的三维建模，项目三的主要内容是对零件模型进行三维装配，项目四的主要内容是零件工程图绘制和装配体的爆炸视图制作等，项目五的主要内容是模拟仿真和数控加工。在知识技能设置让学生能够按照项目要求循序渐进学习，从而降低学习难度提高学生学习效率。

2、实施一体化教学

注重专业发挥校企合作优势，邀请企业专家与学校教师组建课程教学组，确定一体化教学计划。尽量采用企业实际生产的产品作为教学课题，让学生按照二维绘图、三维建模、模拟仿真和数控加工全程，促进学生熟练掌握机械CAD/CAM技术。具体实施步骤：第一步，明确工作任务。实施项目教学法，组建校企合作教学组，确定典型零件微型齿轮泵作为工作任务;第二步，微型齿轮泵各零件图形绘制。根据所给工作任务，利用中望CAD软件完成零件的绘制和标注，学生上交二维图纸，教师进行阶段性考核;第三步，三维造型与建模。利用中望3D软件完成零件的三维实体建模，完成零件造型设计、曲面设计、装配设计、工程图设计，爆炸图设计，导出三维数字模型;第四步，零件数控仿真加工。利用中望3D软件对已完成的三维数字模型进行加工工艺分析，明确技术要求，进行刀具路径设置，模拟仿真加工;第五步，数控机床加工。选定合适的数控机床，正确安装刀具和夹具，输入加工程序，操作设备完成加工。通过环环紧扣的教学实施模式，进一步提高学生学习的积极性和主动性。

3、优化课程考核评价方式

在以就业为导向的职业教育中，评价应该兼具知识评价和能力评价，在教学中应该把重心从结果评价向过程评价转移，注重学生学习和能力的发展过程、使评价贯穿教学全过程。经过近几年的实践与总结，课改组教师制定了具体的成绩计算方法：课程考核成绩=平时成绩20%+阶段性项目完成30%（形成性考核）+期末上机操作考核50%（结果性考核）模式。其中平时成绩保证了学生的到课率和学习主动性等，形成性考核促使学生较为完整地接触和熟练掌握基础知识，训练了学生主动进行设计和制造的能力，而最后的结果性考核加强了对所有知识点和实践能力的考核。这样，改变了传统的评价方式，有利于对整个课程教学全过程的管理和评价，避免了学生课程学习的投机行为，加强学生学习的自律性和积极性，切实提高学生自主学习与实践操作的能力。

小结：

《机械CAD/CAM》课程教学坚持以能力培养为理念，针对传统教学中出现的不同问题，进行一系列的教学改革与实践。在改革中不断尝试以职业能力培养为主线，以学生为中心开展教学，优化课程考核方式，探索适应学生持续发展的教学模式。经过近几年的教学实践，取得了良好成效，学生对本课程所学知识认可度较高，学生对本课程的实践操作能力有了显著提升。

参考文献

[1]刘玉山、韩柳、戚厚军. 《简论机械CAD/CAM课程改革与实践》.职业教育研究，2011.12

[2]高平生. 《中望3D建模基础》机械工业出版社2016.8