基于綜合實踐能力培養的CAD/CAM課程設計改革實踐

卿兆波

(中國計量學院機電工程學院，浙江杭州310018)

1 CAD/CAM課程設計改革的意義

對于高等工程教育質量，業界的共同反映是:畢業生工程實踐能力較弱，崗位適應慢，缺乏創新精神和創新能力，缺乏團隊合作和敬業精神［1］。針對高等工程教育存在的問題，2010年6月，教育部啟動了“卓越工程師教育培養計劃”，提出了高等工程教育的改革方向:一是行業企業深度參與培養過程，二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才，三是強化培養學生的工程能力和創新能力。

鑒于此，國內學者積極進行大到專業培養計劃與體系［1－5］、小到課程內容組織［6－8］等多層次、多模式的多元工程實踐模式的教育改革與探索。

計算機輔助設計與制造，簡稱CAD/CAM(Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing)，是先進制造技術的重要組成部分。CAD/CAM課程設計是我校機械設計制造及其自動化專業大四學生的專業必修集中實踐環節，學校根據本專業“卓越工程師”的培養要求，對該課程的內容和形式進行改革，加強對學生綜合工程能力和創新能力的培養。

2 CAD/CAM課程設計改革的目標

按照卓越工程師培養要求，以綜合實踐能力的培養為目的，打造一個CAD/CAM綜合實踐平臺，作為設計、工藝和制造類等理論課程的綜合實踐環節，通過引入CAD/CAM手段對典型工業產品進行正向或者逆向設計、工藝分析、零件制造與裝配等社會化生產實踐過程的模擬與演練，輸出規范的設計文檔、工藝文檔、質檢文件和制造實物，以鞏固本專業相關課程的理論基礎知識，初步培養學生的產品設計和工藝分析能力、組織協調能力、工程實施能力和良好的科學素養，為求職做準備。

3 CAD/CAM課程設計改革的主要內容

3.1 課程內容的合理規劃

為了保證學生的設計能力、工藝能力和制造能力得到系統鍛煉，在進行課程設計命題時應遵循以下原則，如表1所示。

表1 課程設計選題原則

3.2 支撐平臺的建設

如圖1所示，支撐平臺分為CAD/CAM課程設計教學管理網絡平臺和CAD/CAM綜合實踐平臺兩大部分。教學管理網絡平臺屬于軟設施，其主要職能是提供課程設計的命題發布、課程設計過程管理、教輔資料(優秀課程設計案例分析、設備操作視頻和實驗指導書等)管理、課程設計文檔模板管理、在線釋疑等。綜合實踐平臺屬于硬資源，包括CAD設計素材庫、各種加工設備、測量儀器、工具量具等，該平臺融合工程訓練的硬件資源和專業實驗室的硬件資源。

圖1 CADCAM課程設計支撐平臺

3.3 課程教學組織形式的改革

CAD/CAM課程設計應采取“學生自主學習為主，教師指導為輔”的方式進行，按照“提前組織、階段跟進、規范作業”的原則進行教學組織。

第一，提前組織:為保證學生在3周內完成指定任務，必須在課程設計開始前1個月布置設計任務，讓學生分組選題、分工協作，根據課程設計內容進行知識的準備和自主學習。

第二，階段跟進:通過線上和線下的方式進行，及時掌握進度。線上指在CAD/CAM課程設計教學管理平臺上階段性的發布指令，讓學生提交階段性成果以供考評;線下指在課程設計現場進行師生面對面交流。

第三，規范作業:為有效調動學生的工作積極性，發揮其主觀能動性，保證其安全、有效地完成課程設計任務，需制定出規范、合理的操作流程與規范，概括起來主要有以下幾點:1)編制規范的作業流程，明確從選題到完成整個過程的操作流程和輸出結果;2)編制規范的實驗指導書，明確設備操作規范和安全注意事項;3)編制課程設計各種文檔的格式規范，保證文件的統一性和完整性。

3.4 考核機制的改革

考核時間上，按照課程設計進度安排分為設計評審、工藝評審和生產評審等多個階段考核。

考核方式上，分為學生自評(20%)、學生互評(20%)和教師評定(60%)3個層次。通過學生的自評和互評，讓學生之間取長補短，相互激勵。

考核指標上，分內容合理性、完整性、創新性、完成時效性、格式規范性等多個維度進行，制定考評標準。設計階段30%(方案設計10%，裝配設計10%，零件設計10%)，工藝階段30%(加工工藝過程設計5%，工序設計5%，數控加工編程10%，資源需求匯總表5%，工藝設計說明書5%)，生產階段20%(設備操作5%，加工實物15%)，質檢階段5%(試驗大綱3%，檢測報告2%)，時效性5%，出勤情況10%。最終，對以上各項考評結果結合平時出勤情況進行加權平均，得出學生在課程設計上的總體得分。

4 結語

工程實踐能力是卓越工程師培養的基本要求。企業實踐毫無疑問是培養學生工程實踐能力的良好途徑，但該項專業技能也可以在學校內部通過制定合理的培養計劃、組織合理的教學內容得以培養。若組織得當，與企業實踐相比，在實施的經濟性、知識結構的系統性和規范性等方面更具特色。CAD/CAM課程設計改革旨在探索校內綜合工程實踐能力培養的新模式。

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