案例教學(xué)法在汽車(chē)CAD/CAE課程中的應(yīng)用

莫麗蓉 莫德赟 唐學(xué)幫

【摘要】高校工科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在初學(xué)三維建模軟件時(shí)易產(chǎn)生恐懼感和挫敗感。為解決此問(wèn)題，針對(duì)以UG NX10.0為載體的汽車(chē)CAD/CAE課程，文章介紹了該課程常用的幾種教學(xué)方法的特點(diǎn)，并結(jié)合作者教學(xué)實(shí)踐經(jīng)歷，重點(diǎn)展示了案例教學(xué)法在該課程中的應(yīng)用，并得出了教學(xué)方法應(yīng)不斷改革以適應(yīng)學(xué)生的結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】汽車(chē)CAD/CAE課程;教學(xué)方法;案例教學(xué)法

一、引言

汽車(chē)CAD/CAE課程是本校面向車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)應(yīng)用性、實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)選修課。該課程以UG NX10.0為載體，將UG繪圖知識(shí)與汽車(chē)零部件的測(cè)繪相結(jié)合，以UG常a用命令和汽車(chē)零件的測(cè)繪方法為主要講授對(duì)象，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程以及將來(lái)從事汽車(chē)行業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)打下一定的基礎(chǔ)。

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)UG技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用有了一個(gè)全面的了解，能夠利用所學(xué)知識(shí)輔助本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)思考，運(yùn)用其他學(xué)科知識(shí)來(lái)解決汽車(chē)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)問(wèn)題。能掌握基本幾何圖元的繪制和編輯方法;掌握UG軟件的草圖繪制功能;熟練運(yùn)用UG軟件進(jìn)行零件的三維造型設(shè)計(jì);能夠熟練運(yùn)用UG軟件進(jìn)行零件的裝配;熟練運(yùn)用UG軟件進(jìn)行工程圖設(shè)計(jì)。學(xué)會(huì)用UG去解決生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，掌握用UG測(cè)繪常見(jiàn)的汽車(chē)零部件，為學(xué)生進(jìn)入無(wú)紙化的測(cè)繪作業(yè)提供實(shí)質(zhì)性的幫助。使學(xué)生具備三維實(shí)體造型、建模、裝配、制圖能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)良好的協(xié)作精神，培養(yǎng)實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)和創(chuàng)新精神。

由于學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差，對(duì)平面幾何和立體幾何的知識(shí)掌握不足，又缺乏一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識(shí)，空間想象能力普遍較差，這就造成很多學(xué)生在學(xué)習(xí)汽車(chē)CAD/CAE課程時(shí)普遍感覺(jué)很難，甚至有些學(xué)生有恐懼感。因此在教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)不同的授課內(nèi)容及學(xué)生的能力水平，應(yīng)靈活選擇不同的教學(xué)方法，如傳統(tǒng)教學(xué)法、案例教學(xué)法和項(xiàng)目教學(xué)法等。本文將介紹這幾種常用教學(xué)方法的特點(diǎn)，并根據(jù)自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)舉例說(shuō)明案例教學(xué)法在汽車(chē)CAD/CAE課程中的實(shí)用性。

二、教學(xué)方法的比較

（一）傳統(tǒng)教學(xué)法的特點(diǎn)

傳統(tǒng)教學(xué)法，即按照課程選定教材設(shè)定的章節(jié)有順序地系統(tǒng)講授每一個(gè)命令、功能及操作方法，再解釋該命令的適用場(chǎng)合，最后在多個(gè)命令講授完畢后，再進(jìn)行綜合分析及實(shí)例訓(xùn)練的一種教學(xué)方法。

該方法的優(yōu)勢(shì)在于可減少教師的備課時(shí)間，對(duì)于教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足的新手教師要求不高，只需按部就班地呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。另外，該方法的弊端在于教師在講授知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，學(xué)生難以長(zhǎng)時(shí)間高度集中注意力，隨著時(shí)間推移，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降，面對(duì)較多新知識(shí)時(shí)容易遺忘前面所講授過(guò)的內(nèi)容，在實(shí)例操作過(guò)程中不能順利地綜合運(yùn)用所學(xué)操作命令及技巧，既打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又影響了教師的預(yù)期教學(xué)效果，易導(dǎo)致教學(xué)效率大打折扣。

該方法要求授課教師熟知教材的內(nèi)容安排，準(zhǔn)確把握每堂課要講授的新知識(shí)量，避免造成學(xué)生因?qū)π轮R(shí)難以消化、無(wú)法理解而造成后續(xù)實(shí)例練習(xí)時(shí)無(wú)從下手的局面。

（二）案例教學(xué)法的特點(diǎn)

案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法，針對(duì)本門(mén)課程，即依托具體的模型實(shí)例，在演示和講授實(shí)例的過(guò)程中呈現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的一種教學(xué)方法。案例的選擇極為重要，它是為教學(xué)目標(biāo)服務(wù)的，因此應(yīng)該具有典型性，且應(yīng)該與所對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)有直接的聯(lián)系。在挑選案例時(shí)，應(yīng)注意所選案例要緊扣教學(xué)內(nèi)容，案例分析的目的是使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，因此，所選案例必須是針對(duì)課程內(nèi)容的。

該方法與傳統(tǒng)教學(xué)法相比，更有針對(duì)性，學(xué)生在繪制模型的同時(shí)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)踐操作練習(xí)，邊學(xué)邊用，邊用邊學(xué)，更利于學(xué)生對(duì)新知識(shí)點(diǎn)的理解、掌握和運(yùn)用。案例教學(xué)法應(yīng)采用講練交替的方式進(jìn)行，分階段講解和練習(xí)，學(xué)生可及時(shí)消化知識(shí)內(nèi)容，加深印象。

（三）項(xiàng)目教學(xué)法的特點(diǎn)

項(xiàng)目教學(xué)法，即將整門(mén)課程所要教授的知識(shí)內(nèi)容編制成一個(gè)個(gè)項(xiàng)目，像工程項(xiàng)目一樣貫穿整本教材，教師圍繞項(xiàng)目組織開(kāi)展教學(xué)。該教學(xué)方法不再把教師掌握的現(xiàn)成知識(shí)技能傳遞給學(xué)生作為教學(xué)追求的目標(biāo)，或者說(shuō)不是簡(jiǎn)單地讓學(xué)生按照教師的安排和講授去得到一個(gè)結(jié)果，而是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生去尋找得到這個(gè)結(jié)果的途徑，最終得到這個(gè)結(jié)果，并進(jìn)行展示和自我評(píng)價(jià)，學(xué)習(xí)的重點(diǎn)在學(xué)習(xí)過(guò)程而非學(xué)習(xí)結(jié)果，在這個(gè)過(guò)程中鍛煉各種能力。教師已經(jīng)不再處于教學(xué)中的主體地位，而是成為學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的引導(dǎo)者、指導(dǎo)者和監(jiān)督者，學(xué)生具有90%的積極性。

這種教學(xué)方式更適合有一定基礎(chǔ)的學(xué)生，對(duì)于初學(xué)者有可能難以調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性，稍有一個(gè)環(huán)節(jié)跟不上，容易掉隊(duì)，但又不易重新跟上項(xiàng)目，學(xué)生極易產(chǎn)生學(xué)習(xí)挫敗感，從而打擊學(xué)生的自信心。

三、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

本課程面對(duì)的是車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)的低年級(jí)學(xué)生，初次接觸三維建模軟件，對(duì)該類(lèi)軟件的建模流程還未形成。本課程主要講授四個(gè)模塊，分別是草圖繪制、實(shí)體建模、裝配建模和工程圖繪制。草圖繪制是實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模的基礎(chǔ)，是整個(gè)課程的重點(diǎn)核心內(nèi)容。實(shí)體建模、裝配建模和工程圖繪制是草圖繪制的延伸，是工程實(shí)踐中的常用模塊，是學(xué)生未來(lái)從事汽車(chē)行業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)的必備技能。

本人基于多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在教學(xué)中運(yùn)用以案例教學(xué)法為主、傳統(tǒng)教學(xué)法為輔的方法，更有利于初學(xué)者學(xué)習(xí)汽車(chē)CAD/CAE課程。本文將主要介紹案例教學(xué)法在汽車(chē)CAD/CAE課程中的應(yīng)用。案例教學(xué)法講究“教學(xué)”與“練習(xí)”相結(jié)合，同時(shí)把涵蓋初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)練習(xí)的題庫(kù)當(dāng)作學(xué)生的課外訓(xùn)練，便于覆蓋不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生。授課過(guò)程中，本人時(shí)常教導(dǎo)學(xué)生要養(yǎng)成良好的繪圖習(xí)慣，面對(duì)模型時(shí)不要急于開(kāi)展畫(huà)圖工作，而是要明白第一步是學(xué)會(huì)讀圖識(shí)圖，要有清晰的建模思路，再開(kāi)始動(dòng)手，否則容易導(dǎo)致事倍功半。下面以某個(gè)實(shí)體建模為例，如圖1所示，介紹案例教學(xué)法的具體實(shí)施過(guò)程。

本案例包含的知識(shí)點(diǎn)有草圖繪制的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，以及實(shí)體建模中的拉伸命令等。整個(gè)案例大致分為4個(gè)階段。第一階段如圖2所示，畫(huà)出一個(gè)封閉草圖，并選擇所需曲線進(jìn)行拉伸，得到實(shí)體。第二階段如圖3所示，畫(huà)出未封閉的草圖截面，需要提醒學(xué)生注意草圖繪制的原點(diǎn)選取，通過(guò)拉伸命令可得到實(shí)體模型。對(duì)比兩種拉伸截面，一個(gè)為封閉截面，一個(gè)為開(kāi)放式截面，如何選擇才能拉伸出實(shí)體模型，這個(gè)問(wèn)題是本案例重點(diǎn)需要學(xué)生掌握的，通過(guò)實(shí)例操作，學(xué)生印象得到加深。在做拉伸命令的同時(shí)，運(yùn)行布爾求交運(yùn)算，便可得到如圖3所示的模型。第三階段，拉伸圖2中草圖的部分曲線，并與現(xiàn)有模型做布爾求和運(yùn)算，得到如圖4所示的模型。第四階段，細(xì)節(jié)特征處理，如倒圓角、倒斜角等，完成建模，如圖5所示。

在采用案例教學(xué)法后，邊講授邊練習(xí)，學(xué)生既可以鞏固之前所學(xué)知識(shí)，又能消化新知識(shí)，更能加深對(duì)拉伸命令中進(jìn)行布爾求交運(yùn)算的理解和運(yùn)用，能夠觸類(lèi)旁通，更好地運(yùn)用到其他的模型實(shí)例中。

四、結(jié)語(yǔ)

教學(xué)方法種類(lèi)繁多，特點(diǎn)各異，教師在教學(xué)過(guò)程中要總結(jié)各類(lèi)教學(xué)方法的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合，不僅要提升自己的教學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平，也要對(duì)教學(xué)方法有一定的改革和提高，要不斷完善，因人而異，因材施教，始終圍繞“以學(xué)生為主體”這一原則，以“增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和自信心”為導(dǎo)向，不斷探索新方法，以便于更好地實(shí)施適合自己、適合學(xué)生的教學(xué)方法。

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