打开文本图片集

摘要：计算机辅助设计（Computer Aided Design， CAD）是现代工程设计和制造中不可缺少的重要工具。但是，传统的CAD教学模式过于理论化，很难激发学生的学习兴趣与动手能力。案例教学法作为一种新的教学方法，在教学中得到了广泛的应用。案例教学法以实际工程案例为基础的教学方法，能帮助学生在特定的情境中理解并运用所学到的知识，增强学习的实效性和趣味性，所以探究基于案例教学发的计算机辅助设计课程教学改革具有重要意义。

关键词：案例教学法；计算机辅助；设计课程；教学改革

计算机辅助设计是一门重要的专业课程，它的教学质量直接影响着学生的综合素质。然而，传统的教学模式多以讲授理论知识为主，轻实践能力培养，致使学生在遇到实际工程问题时往往无从下手。在此背景下，探讨并实施案例教学法，是教学改革的重要内容，为当前教学行业的热议课题。

一、实例贯穿+竞赛引导

在计算机辅助设计（CAD）教学中，可通过案例渗透+竞赛引导等方法，以有效地提高学生的学习兴趣，提高学生的动手能力。通过对典型案例的分析和实践，使学生对复杂的概念有了更深层次的理解，同时也能把所学到的理论知识应用于工程实践[1]。以某学期计算机辅助设计课为例，选取几个典型工程案例，内容涵盖从简单机械零部件到复杂建筑物模型，这些案例既涵盖课程中的每一个知识点，又能培养学生的创新精神与团队合作精神。如结合机械设计课程设计的教学内容，学生可以选择一例齿轮减速器的设计实例。学生必须从头设计一套完整的齿轮传动系统，包括齿轮的选取、尺寸的计算、材质的选取和最后的三维造型。在教学过程中，教师不仅需要给出设计步骤及注意事项，而且应对每一环节的要点进行举例说明，这种贯穿实例的教学方法，使学生在实践中加深了对理论知识的理解。同时，可以组织计算机辅助设计比赛，将学生分成几个小组，每个小组负责一项设计课题。

二、组织互动教学

交互式教学是 CAD教学改革中的一个重要环节，能有效提高教学效果，提高学生参与度。在传统的教学模式下，教师会向学生传授知识，而学生只会被动地接受知识，而在互动教学中，教师与学生的角色变得更加平等，学生们有更多的表达意见和问题的机会，教师也可以对学生的学习情况进行及时的了解，从而对教学内容和方法进行有针对性的调整[2]。如对较为复杂的设计原理进行讲解，采用“翻转课堂”教学模式，使学生能更好地理解和掌握设计原理。由教师提前上传教学视频及相关资料，让学生自主学习。在课堂教学中，教师主要负责解答学生提出的问题，并组织学生进行讨论与练习，这一教学模式既能提高学生的自主学习能力，又能加强课堂互动。为更好地促进交互式教学，教师可在教学过程中引入实时反馈机制。上课时，学生可通提出问题及建议，教师可即时浏览及解答。这一即时的反馈机制，不但可提高学生的参与程度，而且可以让教师随时掌握学生的学习情况，从而对教学内容、方法进行及时的调整。通过互动式教学，不但可以增加教学趣味性，更能增加学生的学习热情与参与度。通过互动，学生不但能加深对所学知识的了解与掌握，同时也能提升自我表达能力及团队协作能力。

三、上机课程教学

上机课程是计算机辅助设计类课程教学中不可或缺的一部分，通过多种教学手段，突出弹性教学法的运用，可使学生在实际操作中不断提高自身的动手能力和解决问题的能力。如图1所示，在上机教学的过程中结合实际工程案例和教学互动，使学生听懂、爱听的同时，将课程重难点贯穿其中。

在计算机教学中，教师应强调对基本操作技能的掌握；学生应能熟练使用各类 CAD软件，如 AutoCAD、SolidWorks、Revit等，为使学生能更好地掌握这些基本操作，课程还可设计一系列基本练习及操作范例[3]。如在学习 SolidWorks的基本指令时，可以设计一些简单的机械零件的绘图练习，使学生能够根据给定的尺寸和要求，利用不同的绘图命令进行绘图。这些基本动作不仅可以让学生熟练掌握拉伸、旋转、剪切等基本动作，而且可以为以后复杂的设计打下良好的基础。通过这些基本练习，学生能了解并运用绘图、特征建立与组装元件之基本概念。在学生掌握了基本操作方法后，教师可逐步引入较为复杂和具有实际意义的课题。如教师可以布置一个完整的工程设计专题，这个专题包括从初步设计到最终的三维造型和渲染。学习过程中需要熟练掌握 SolidWorks高级功能，如组态管理、运动模拟、有限元分析等。这不仅要求学生熟练掌握 SolidWorks的各种工具及功能，而且还要通过查阅大量的技术资料、查阅相关的资料，完成必要的工程计算。学生在实际操作过程中不断提高动手能力和解决问题的能力，如在设计一个复杂的零件时，必须先把零件组装起来，再用运动分析的方法验证设计是否合理。学习过程中，既要考虑零件间的几何关系，又要考虑零件间的运动干涉关系，还要进行强度分析与优化设计[4]。为进一步提高计算机教学效果，可采用弹性教学方法，教师可根据不同层次、不同要求，对教学内容、方法进行灵活调整。在计算机教学过程中，通过对学生操作过程的实时监控，及时发现并帮助学生解决问题。如在建筑设计中，有的学生可能在结构设计方面有困难，有的则缺乏内部装饰设计的灵感。运用弹性教学法，教师能有针对性地给予辅导，让每一位学员都能在自己的节奏中不断提高。另外，还可举办计算机操作比赛，要求学生在规定的时限内完成设计任务。如机械零件设计比赛，要求学生在2小时内完成一套复杂的齿轮传动系统设计与模型。通过比赛，学生可以展现自己的操作技巧，更可以在比赛中提升自我。

结束语

综上所述，运用案例教学法进行 CAD教学改革，不仅可提高教学效果，而且可培养学生的创新能力、问题解决能力和团队合作能力。这种教学模式在很大程度上弥补了传统教学模式的缺陷，使学生在学习过程中获得更多的体验。未来，随着科技的进步，教育理念的不断更新，应不断深化这一教学模式，并与虚拟现实、人工智能等前沿技术相结合，进一步提高教学的互动性和实践性，培养更多具有创新能力和实践能力的优秀人才，为产业的发展注入新的活力。

参考文献

[1]  王倩，赵树萍.基于OBE理念的计算机辅助三维设计课程教学改革研究[J].造纸装备及材料，2024，53（07）：225-227.

[2]  肖乐，单昕，邓淼磊.基于AI辅助教学的计算机程序设计课程体系[J].计算机教育，2024，（07）：134-139+146.

[3]  喻鹏，郑帅至，戴翌龙.“极课堂”教学平台辅助的教学实践探索——以“计算机程序设计”课程为例[J].科技视界，2024，14（14）：39-42.

[4]  张丹青，陈丽.金课视阈下计算机辅助设计I课程混合教学模式探索与实践[J].艺术教育，2024，（05）：214-217.

杨阳（1990-），女（汉族），江苏南通人，硕士，南通理工学院，讲师，研究方向：机械设计，智能制造。