CAD軟件教學的現狀與對策

[摘要]職業教育的目標是培養適應時代需要、有一定專業技能的人才，因此，職業教育必須強調應用性。以就業為導向，以能力為本位，以崗位需要為依據，從滿足學生職業生涯發展需要的角度出發，以滿足企業需求為根本目標，是職業學校CAD/CAM課程的最終教學目標。筆者從自己的教學實踐和教學經驗出發，針對職業學校機械類CAD軟件課程教學的現狀，提出了CAD課程的對策和設想。

[關鍵詞]CAD軟件教學 教學改革

CAD軟件的應用越來越廣泛，并已成為企業和科研的現實生產力。職業學校作為培養技能型人才的搖籃，應“以就業為導向，以能力為本位，以崗位需要為依據”，從滿足學生職業生涯發展需要的角度出發，組織好CAD軟件課程的教學，提高教學效率和教學質量，以更好的滿足企業需求。

下面筆者就自己多年的CAD軟件教學實踐體會，結合目前CAD軟件課程教學的現狀，談談自己對課程改革的思路和設想。

一、CAD軟件教學的現狀

(一)教學軟件單一，難以適應市場需求

目前，不少的職業學校仍停留在以二繪軟件AutoCAD軟件為藍本進行教學，這使得不少學生把“CAD軟件”和“AutoCAD”，劃上了等號。而實際上，CAD軟件眾多，目前國內外機械制造業中應用較廣泛的CAD軟件有Pro/E、CATIA、UG、MasterCAM、AutoCAD、SolidWorks、CAXA等等，不同的企業采用的CAD軟件往往不同，有的企業是多個CAD軟件并用，并進行圖形交換，使得我們的學生在上崗前，又要面臨一個不短的適應過程，這就偏離了職業教育教學的真正意義。

(二)教學模式單一，難以引起學生興趣

盡管現階段，新的教學理念和教學方法層出不窮，在教學法中也提倡“以學生為主體”教學方法，但事實上，大部分教師仍然擺脫不了傳統教學模式的束縛，仍舊沿襲以教師講授知識為主的教學模式，強調理論知識體系的完整性、嚴密性。比如在CAD教學中，先講軟件界面，再講軟件的基本命令，再繪制簡單的圖例，再到復雜實例，使該課程的教學成了CAD命令的簡單堆砌。

而職業學校的學生，學習基礎差，接受能力相對會慢些，常常是“撿了芝麻，丟了西瓜”，學到后面的知識，又忘記了前面的知識，等到應用所學知識繪制實例時，卻不能根據實際條件靈活運用已學過的命令操作。這使得教師不得不重新復習所學知識，教學效率極低，極大的浪費了教學時間，造成了“老師抱怨學生越來越難教了，學生抱怨老師講得枯燥乏味，什么都沒聽懂”的惡性循環。

(三)課程間相互孤立，不利于技能的持續發展

知識的學習是相互關聯的。比如對機械類專業的學生來說，CAD課程的學習是以機械制圖為基礎的，同時它又為下一步的CAM課程作鋪墊，CAM課程又為后續的數控加工、模具加工做準備。

而在現實教學中，我們不單把這些課程孤立開來，而且教學內容之間也相互脫節。在教學中，各任課老師各自為陣，你教你的，我教我的，沒有教學內容及教學重點的相互交流與溝通，沒有認真探討“我這門課應該教什么內容，這些內容對學習前后課程有沒有用?有沒有關聯”，這使得學生在學習中帶有很大的盲目性，不知道學了有什么用，從而造成學生在實際工作中，不能結合各學科知識，綜合應用能力差，從而引發學生有“在校幾年，什么也沒學會”的抱怨。

(四)課時量的大小制約了課程教學的效果

CAD軟件課程是實踐性很強的課程，只有做大量的練習，才能達到熟能生巧、靈活運用的教學要求。而以目前職業學校CAD軟件課程的課時量來說，一般為40-60節。俗話說“熟能生巧”，在這么少的教學時間，要想達到學生靈活應用教學軟件的教學目標，是不可能做到的，我們教學的終極目標是熟練應用。從學生的就業來看，大部分學生CAD的專業基礎是有了，但操作熟練程度還遠遠不夠，就足于證明這一點。

二、CAD軟件教學的對策與設想

面對CAD技術飛速發展的今天和CAD軟件教學中存在的種種問題，職業學校應如何改變現狀，如何從“以就業為導向，以能力為本位，以崗位需要為依據，從滿足學生職業生涯發展需要”出發，創新和改革教學思路和教學模式，提高學生的CAD軟件應用能力，這是一個亟待解決的問題。

(一)選擇適合的CAD軟件，適應企業用工需求

市場上CAD軟件種類繁多，不同的軟件具有不同的特點和應用。如Pro/E和UG具有強大的三維造型功能、參數化設計和統一數據庫管理等特點，MasterCAM和CAXA制造工程師具有強大的加工仿真功能，而AutoCAD和CAXA電子圖板有完善的二維工程圖樣設計功能。

而不同的學校、不同的專業對CAD軟件教學的目的和要求不同，同一專業，不同的培養方向對CAD軟件的教學要求也不盡相同。有的側重于二維、有的側重于三維造型與設計、有的目的在于數控加工及仿真等等。有的專業用于機械圖樣繪制，有的則用于建筑圖樣的設計，因此各學校、各專業在進行課程設置時，應根據專業特點和培養目標，正確的選擇CAD軟件，制訂適合的課程學習目標，以滿足專業需要和企業需求。

1.以單一的二維圖形繪制為主的CAD軟件選擇：

目前，二維圖形繪制的軟件主要有北航海爾的CAXA電子圖板和AutoCAD，從操作上來說，CAXA電子圖板比AutoCAD來得更為方便和快捷，以同樣一幅圖來說，CAXA成圖的時間比AutoCAD更快，但就軟件功能來說，Auto-CAD軟件更加強大，其軟件的擴展性和二次開發功能更強，適合于團隊合作設計。此外，也可以用三維CAD軟件生成二維工程圖紙，但更加花時間。

2.以三維模型設計為主的CAD軟件選擇：

如果專業以三維模型設計為主，那么，AutoCAD軟件不能實現參數化設計，適合于不很復雜的模型設計，尤其在圖形的修改方面更加不便利。以筆者的經驗來說，三維建模軟件更應選擇象CATIA、UG、CAXA實體設計、PRO/E之類的參數化的CAD軟件，它們可以隨時修改模型歷史記錄中的尺寸和結構，非常方便，而且可以實現裝配模擬和運動仿真。

3.以數控加工為主的CAD軟件選擇：

對于數控和模具專業來說，CAD軟件主要是為了進行自動編程與加工，能實現數控加工、模具設計的三維CAD軟件也很多，但以筆者的經驗來說，MasterCAM可以在不完全建成模型的情況下進行二維圖形加工，這樣，我們可以邊繪圖、邊加工，加工效率更高；而CAXA制造工程師操作非常便利，更適合國人的習慣，也是一個非常不錯的選擇。

4.CAD軟件的選擇應滿足市場：

專業教學中CAD軟件的選擇應結合學生的就業市場。不同的企業采用的CAD軟件不同。以廣西柳州的企業為例，如上汽通用五菱、柳工機械及其企業配套廠商等多采用UG軟件，柳鋼集團采用CAXA，而珠江三角洲的企業中PRO/E的市場份額就比較大，這就需要我們結合學生就業去向來進行選擇，以更好的服務于地方經濟或企業用工需要。

此外，在進行CAD教學軟件選擇時，要考慮軟件的成本，上千萬元的軟件是大部分學校不能承受的，因此在軟件選擇時，可以考慮和軟件開發企業聯合辦學，或是采用國產軟件，支持民族產業。

(二)改革教學方法，實施項目式教學

要更好的提高CAD軟件的教學效果，教學方式、方法的改革是一個必須進行的工作。在實際教學中，應用行為導向教學法等先進的教學理念來組織教學。

拋開教材的授課順序，以工作實例為中心，以教學模塊為內容，以基于工作過程的教學設計為方法，把要學習的CAD命令融入具體實例中講解，整個教學過程強調學以致用，在應用中學習。

例如，我們在UG軟件的實際教學中，采用項目教學法，以一級圓錐減速器為項目，通過對減速器各零部件的建模，工程圖樣的生成、裝配、加工仿真等貫穿整個教學主線，使學生真正感受到學以致用、真正領會各知識點的功用，每完成一個零件學生就能看到自己的成果，每完成一個零件離成功的距離就近一步，極大地調動了學生的學習積極性，取得了良好的教學成果。

(三)調整教學內容，幫助學生適應現代制造業發展的需要

由于各CAD軟件的功能都非常強大，在教學中不可能面面俱到，在教學內容的選擇中我們應遵循“理論為實踐服務”的原則，上什么內容，怎么上，都應該根據一般性企業的需要來決定。比如，對于非工業設計類專業的學生來說，“復雜的曲面造型”之類的教學內容在實際工作中應用較少，我們可以把它留待學生在以后的生產和工作中進一步深入的學習和實踐。

在現代制造業領域中，CAD的應用已不再局限于計算機輔助設計，而是擴展到了工程項目全生命周期的每一個方面和每一個環節，為了使學生在將來的工作中能夠迅速適應這種趨勢，我們除了進行二維工程圖、三維建模等教學內容外，還應按專業方向和培養目標進行裝配、運動仿真，并讓學生了解CAPP方面的知識，以幫助學生形成一個較為完整的CAD知識框架視野，適應現代制造業信息化發展的要求。從就業的情況看，在大型企業單位，學生能迅速融入企業工藝生產鏈中，達到了預期的教學目的。

(四)建立CAD軟件課程與其他相關課程融合式的教學體系

在教學組織過程中，我們應該注重CAD和其他相關專業課程間的融合與聯系，以就業為導向，建立基于工作過程的課程體系和教學設計方案。CAD軟件課程的教學案例一律取自相關課程，并為后續課程服務。

比如，我們在數控專業的教學中，制訂了各關聯課程必須共同完成的教學內容，將各門課程有機的結合在一起。我們經過多方論證，選定了一些零件，這些零件在《機械制圖課程》中要講，在《機械制造技術》中要講，在《數控編程》中要講，在微《數控加工實習》中要用等等，通過對這些零件或項目的多次重復學習，并在不同的課程中進行升華，使學生把所學的制圖基礎、工藝知識、三繪建模、數控加工等知識有機的結合在一起，所有課程都圍繞相同的教學項目，在教學內容中相互關聯、互為所用，實現了教學內容前后知識的連貫和統一，提高了教學時間的利用率和教學效果。

(五)學習與專業認證結合

職業教學以能力為本位，要提高學生的實際技能，好的考核方式能給予學生更高的學習動力和學習壓力。為此，各職業學校的CAD軟件課程教學應與軟件認證或職業技能認證結合起來，使學生既能學會將CAD的專業技能，又能使自己的應用水平得到一個權威的社會認證，提高學生在求職工作中的競爭能力。

目前很多CAD軟件公司和國家勞動技能部門都提供了CAD應用水平和技能能力的認證考試制度，學校通過建立軟件公司授權的培訓中心，獲得正版的培訓軟件，同時獲得良好的師資培訓，幫助教師提高業務能力和掌握最新CAD技術，從而更好的提高我們的教學水平，也為學校節省了購置正版軟件的資金。

(六)分層教學，增強學生的實踐能力

CAD軟件課程是一門實踐性很強的課程，由于專業總學時的限制，要想在正常教學中大幅度增加CAD課程的學時數是不現實的。而從就業來說，不是所有的學生都從事這方面的工作；從學生的興趣來說，也不是所有的學生都喜歡CAD課程。為此，我們可以按學生的不同學習興趣和學習需求，實行分層教學。

在專業教學設計時，將CAD課程分為基礎和提高兩大模塊，不同的專業、不同的培養方向，所學內容不同，教學側重點不同。將基礎部分作為必修教學內容，將更深層次的、拓展性的知識作為選學內容。這樣更有利于充分利用好我們的教學時間，更有利用提高學生專業技能。

(七)建立開放式教學環境，提高學生應用能力

CAD軟件的教學應服務于企業，不應該是為了教學而教學。我們可以通過構建一個面對學生、面對社會、面對企業的開放式教學環境，提高學生的CAD軟件應用能力。

根據新加坡南洋理工學院的“教學工廠”理念，我們可以把學校教學和企業生產有機的結合起來，做項目也就是搞教學，教學內容即是項目任務。因此，在教學實際中，我們可以由學生提出教學內容、由社會提出教學內容，從企業接下項目訂單，再將這些內容任務分發給學生，使學生在完成項目和任務的過程中既增加了專業知識，又賺到了生活費用，極大地調動學生的學習動力，還極好地利用了學生的課余時間，彌補了教學時數的不足，從而形成企業、學校、教師、學生多贏的格局。這無疑是一條良好的教學思路，值得我們去深入思考和探索。

三、結束語

我們正處在一個飛速發展的信息社會，不斷更新的CAD技術迫使我們不得不跟著它的節拍往前走，由此帶來了對教學思想、教學內容、教育方法、教學手段、教學模式、教學過程的一系列變革。面對這些變化，我們只有抓住時機，不斷促進CAD課程教學的改革，才能跟上專業發展的步伐，形成有自己學校專業特色的教學體系和教學模式，才能真正完成我們的教學目標，讓學生受益。