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【摘要】结合应用型本科综合改革试点专业建设实践，以培养应用型人才为目的，对CAD/CAM实训课程进行设计与开发，概述了CAD/CAM技术的内涵与作用、应用型本科人才培养模式的要求，详细介绍了CAD/CAM实训课程的培养目标、内容设置、教学方法和组织形式。在本课程中采用任务驱动教学，培养学生应用当前大型主流CAD/CAM软件进行产品开发的能力，同时培养学生综合职业能力。
【关键词】机械制造 ； 行动导向 ； 实践教学 ； 教学模式
【中图分类号】G642.3 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2015）35-0002-02
进入20世纪80年代以后，国际高教界逐渐形成了一股新的潮流，那就是普遍重视实践教学、强化应用型人才培养，提出了应用型本科建设。要求在新的高等教育形势下构建满足和适应经济与社会发展需要的新的学科方向、专业结构、课程体系，更新教学内容、教学环节、教学方法和教学手段，全面提高教学水平，培养具有较强社会适应能力和竞争能力的高素质应用型人才。要求各专业紧密结合地方特色，注重学生实践能力，培养应用型人才，其核心环节是实践教学[1]。
在信息化和经济全球化不断发展的进程中，机械生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方向发展，目前国内外许多企业已经普遍采用了CAD/CAM集成技术的产品开发方法，以提高企业自身的技术素质，增强产品在国内外市场的竞争能力[2][3]。因此，作为机械设计与制造工程人员掌握现代化的CAD/CAM一体化技术是十分必要的。
一、CAD/CAM技术的作用
（一）CAD/CAM技术的内涵
CAD/CAM技术是以计算机、外围设备及系统软件为基础，综合计算机科学与工程、计算机几何学、机械设计与制造、人机工程学、控制理论、电子技术、信息技术等学科知识，并以工程应用为对象，在机械制造业实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、工程计算分析与优化设计、数控加工编程、仿真模拟、信息存储与管理等相关功能的一项综合性应用技术，具有知识密集、学科交叉、综合性强、应用范围广等特点。
（二）CAD/CAM技术的地位和作用
CAD/CAM技术的发展推动了几乎一切领域的设计、制造技术革命，从根本上改变了传统的设计、生产、管理模式。目前，CAD/CAM技术已广泛应用于航空、航天、军工、汽车、船舶、机械、模具、電子、轻工、装备等各个领域，为企业在激烈的市场竞争中发挥着越来越重要的作用。CAD/CAM技术的发展与应用程度已成为衡量一个国家科技发展水平和工业现代化水平的重要标志之一[3]。
二、应用型本科人才培养模式
应用型本科人才培养模式就是以培养学生实际应用能力为主要特色，“能力为中心”，以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线，设计人才培养的知识结构、能力结构和素质结构，优化和整合專业教学计划，努力为社会培养综合素质较高、适用面较宽、技术应用能力较强的应用型人才。
我校是本省首批应用型本科试点建设院校之一，而机械设计制造及其自动化专业是我校综合改革试点重点建设专业之一。CAD/CAM实训是机械设计制造及其自动化专业的主要实践课程，对能否培养适应社会需要的CAD/CAM技术人才起着至关重要的作用。本文结合应用型本科综合改革试点专业建设实践，以培养应用型人才为目的，对CAD/CAM实训课程进行设计与开发。
三、面向应用的CAD/CAM实训课程的开发
（一）课程的培养目标
机械CAD/CAM课程的培养目标是培养学生的应用能力，使在掌握CAD/CAM技术的基础上，能够熟练应用当前大型通用CAD/CAE/CAM软件，进行装备制造业、汽车行业或模具产业产品的三维设计、有限元分析、结构优化、工艺分析与设计以及数控编程与加工仿真等工作。
（二）课程内容的设置
以产品的生产过程（如图1所示）作为导向，将课程结构划分为CAD模块和CAM模块两大主模块。CAD模块包括几何建模、有限元分析，优化设计，零件装配，运动仿真五个子模块；CAM模块包括工艺设计、自动编程、加工仿真三个子模块。
CAD模块采用法国达索公司的SolidWorks软件；CAM模块采用美国CNC Software，Inc公司的MasterCAM软件。
1.SolidWorks软件概述[4]
SolidWorks是目前领先的、主流的三维CAD解决方案，它采用Microsoft Windows用户界面，具有操作简单、功能强大和易学易用的特点。使用SolidWorks软件，机械设计工程师能快速按照其设计思想绘制出草图，并运用特征与尺寸，绘制模型实体、装配及详细的工程图。整个产品在设计过程中是百分之百可编辑的，即模型实体、装配体和工程图之间是全相关的。除了产品设计，SolidWorks还可以对设计的产品进行运动模拟、碰撞检查、运动学分析、有限元分析及优化设计等功能。
2.MasterCAM软件概述[4]
Mastercam是美国CNC Software，Inc公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身。对系统运行环境要求较低，支持中文环境，而且价位适中，对广大的中小企业来说是最理想的选择，是最经济有效的全方位的软件系统，是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统。包括美国在内的各工业大国皆一致采用本系统作为设计和加工制造的标准，在世界范围内拥有众多的忠实用户，在国际CAD /CAM领域，其装机量居世界第一。
（三）任务驱动模式教学方法
在教学方法上，秉承“以企业需求为导向，以提高职业能力为核心”的理念，充分体现“教、学、做合一”思想，采用任务驱动模式，让学生在完成任务的过程中完成理论与实践的学生，做到“学中做，做中学”。
以二级圆柱齿轮减速器为例，任务分解如表1所示。CAD/CAM/实训的内容与前期机械设计课程设计内容相衔接，任务中几何建模的尺寸已在课程设计中初步计算得到。
在任务实施过程中，每项任务由七部分组成，包括任务描述、任务目标、任务分析、相关知识、任务实施、知识扩展和任务扩展，使学生在任务的完成过程中既学到了理论又掌握了实践操作技能。
（四）教学的组织
在教学实施过程中，采用划分小组的形式进行，以五人为一小组，共同完成一个产品。在任务实施前，由小组讨论将产品生产过程进行任务分解，制定详细地实施计划，并合理分工，共同完成一个产品的开发。
四、结论
在应用型本科综合改革试点过程，对CAD/CAM实训课程进行开发与探讨，采用任务驱动的教学模式，将理论知识与实践操作相结合，既巩固了理论知识，又可以使学生能够熟练应用大型主流CAD/CAM软件进行产品开发的能力，同时培养学生的学习能力、计划和决策能力、解决问题的能力、合作能力等现代工程人员所应具备的综合职业能力。
参考文献
[1]张好徽.应用型本科教育人才培养模式的构建[J].齐齐哈尔职业学院学报，2011（ 01）：13-14
[2]郝洪艳，孔凡新，查光成. 新技术应用能力需求下CAD/CAM实训教学体系的构建.中国现代教育装备，2009（06）：123-125
[3]高伟强.机械CAD/CAE/CAM技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2013（7）：4-10
[4]蔡长韬，胡光忠.计算机辅助设计与制造[M]. 重庆：重庆大学出版社，2013（1）：5-10
【关键词】机械制造 ； 行动导向 ； 实践教学 ； 教学模式
【中图分类号】G642.3 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2015）35-0002-02
进入20世纪80年代以后，国际高教界逐渐形成了一股新的潮流，那就是普遍重视实践教学、强化应用型人才培养，提出了应用型本科建设。要求在新的高等教育形势下构建满足和适应经济与社会发展需要的新的学科方向、专业结构、课程体系，更新教学内容、教学环节、教学方法和教学手段，全面提高教学水平，培养具有较强社会适应能力和竞争能力的高素质应用型人才。要求各专业紧密结合地方特色，注重学生实践能力，培养应用型人才，其核心环节是实践教学[1]。
在信息化和经济全球化不断发展的进程中，机械生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方向发展，目前国内外许多企业已经普遍采用了CAD/CAM集成技术的产品开发方法，以提高企业自身的技术素质，增强产品在国内外市场的竞争能力[2][3]。因此，作为机械设计与制造工程人员掌握现代化的CAD/CAM一体化技术是十分必要的。
一、CAD/CAM技术的作用
（一）CAD/CAM技术的内涵
CAD/CAM技术是以计算机、外围设备及系统软件为基础，综合计算机科学与工程、计算机几何学、机械设计与制造、人机工程学、控制理论、电子技术、信息技术等学科知识，并以工程应用为对象，在机械制造业实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、工程计算分析与优化设计、数控加工编程、仿真模拟、信息存储与管理等相关功能的一项综合性应用技术，具有知识密集、学科交叉、综合性强、应用范围广等特点。
（二）CAD/CAM技术的地位和作用
CAD/CAM技术的发展推动了几乎一切领域的设计、制造技术革命，从根本上改变了传统的设计、生产、管理模式。目前，CAD/CAM技术已广泛应用于航空、航天、军工、汽车、船舶、机械、模具、電子、轻工、装备等各个领域，为企业在激烈的市场竞争中发挥着越来越重要的作用。CAD/CAM技术的发展与应用程度已成为衡量一个国家科技发展水平和工业现代化水平的重要标志之一[3]。
二、应用型本科人才培养模式
应用型本科人才培养模式就是以培养学生实际应用能力为主要特色，“能力为中心”，以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线，设计人才培养的知识结构、能力结构和素质结构，优化和整合專业教学计划，努力为社会培养综合素质较高、适用面较宽、技术应用能力较强的应用型人才。
我校是本省首批应用型本科试点建设院校之一，而机械设计制造及其自动化专业是我校综合改革试点重点建设专业之一。CAD/CAM实训是机械设计制造及其自动化专业的主要实践课程，对能否培养适应社会需要的CAD/CAM技术人才起着至关重要的作用。本文结合应用型本科综合改革试点专业建设实践，以培养应用型人才为目的，对CAD/CAM实训课程进行设计与开发。
三、面向应用的CAD/CAM实训课程的开发
（一）课程的培养目标
机械CAD/CAM课程的培养目标是培养学生的应用能力，使在掌握CAD/CAM技术的基础上，能够熟练应用当前大型通用CAD/CAE/CAM软件，进行装备制造业、汽车行业或模具产业产品的三维设计、有限元分析、结构优化、工艺分析与设计以及数控编程与加工仿真等工作。
（二）课程内容的设置
以产品的生产过程（如图1所示）作为导向，将课程结构划分为CAD模块和CAM模块两大主模块。CAD模块包括几何建模、有限元分析，优化设计，零件装配，运动仿真五个子模块；CAM模块包括工艺设计、自动编程、加工仿真三个子模块。
CAD模块采用法国达索公司的SolidWorks软件；CAM模块采用美国CNC Software，Inc公司的MasterCAM软件。
1.SolidWorks软件概述[4]
SolidWorks是目前领先的、主流的三维CAD解决方案，它采用Microsoft Windows用户界面，具有操作简单、功能强大和易学易用的特点。使用SolidWorks软件，机械设计工程师能快速按照其设计思想绘制出草图，并运用特征与尺寸，绘制模型实体、装配及详细的工程图。整个产品在设计过程中是百分之百可编辑的，即模型实体、装配体和工程图之间是全相关的。除了产品设计，SolidWorks还可以对设计的产品进行运动模拟、碰撞检查、运动学分析、有限元分析及优化设计等功能。
2.MasterCAM软件概述[4]
Mastercam是美国CNC Software，Inc公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身。对系统运行环境要求较低，支持中文环境，而且价位适中，对广大的中小企业来说是最理想的选择，是最经济有效的全方位的软件系统，是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统。包括美国在内的各工业大国皆一致采用本系统作为设计和加工制造的标准，在世界范围内拥有众多的忠实用户，在国际CAD /CAM领域，其装机量居世界第一。
（三）任务驱动模式教学方法
在教学方法上，秉承“以企业需求为导向，以提高职业能力为核心”的理念，充分体现“教、学、做合一”思想，采用任务驱动模式，让学生在完成任务的过程中完成理论与实践的学生，做到“学中做，做中学”。
以二级圆柱齿轮减速器为例，任务分解如表1所示。CAD/CAM/实训的内容与前期机械设计课程设计内容相衔接，任务中几何建模的尺寸已在课程设计中初步计算得到。
在任务实施过程中，每项任务由七部分组成，包括任务描述、任务目标、任务分析、相关知识、任务实施、知识扩展和任务扩展，使学生在任务的完成过程中既学到了理论又掌握了实践操作技能。
（四）教学的组织
在教学实施过程中，采用划分小组的形式进行，以五人为一小组，共同完成一个产品。在任务实施前，由小组讨论将产品生产过程进行任务分解，制定详细地实施计划，并合理分工，共同完成一个产品的开发。
四、结论
在应用型本科综合改革试点过程，对CAD/CAM实训课程进行开发与探讨，采用任务驱动的教学模式，将理论知识与实践操作相结合，既巩固了理论知识，又可以使学生能够熟练应用大型主流CAD/CAM软件进行产品开发的能力，同时培养学生的学习能力、计划和决策能力、解决问题的能力、合作能力等现代工程人员所应具备的综合职业能力。
参考文献
[1]张好徽.应用型本科教育人才培养模式的构建[J].齐齐哈尔职业学院学报，2011（ 01）：13-14
[2]郝洪艳，孔凡新，查光成. 新技术应用能力需求下CAD/CAM实训教学体系的构建.中国现代教育装备，2009（06）：123-125
[3]高伟强.机械CAD/CAE/CAM技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2013（7）：4-10
[4]蔡长韬，胡光忠.计算机辅助设计与制造[M]. 重庆：重庆大学出版社，2013（1）：5-10