以CAD/CAM技术培养机械类人才的信息素养和创新能力

摘要：本文提出将CAD/CAM技术作为机械类人才培养的重要手段，进行培养过程的深层次改革，实现人才的信息素养和创新能力的提升。通过CAD/CAM技术与教学环节的融合，构建以CAD/CAM技术软件为载体，理论与实践结合、全程培养与阶段强化相辅、课内与课外互补的立体化教学模式。通过变革教学方法，引入技术技能认证考试，增强学生的技术技能与就业能力。开拓课外实践平台，创建创新协会，融合学科竞赛，培养学生创新能力。

关键词：CAD/CAM技术；信息素养；创新能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）17-0124-02

一、引言

随着我国制造业信息化的不断发展，已实现了产品设计的数字化和信息交流的网络化过程，革新了传统的产品设计方法、制造模式和工作方式，使机械专业的教育生存与发展环境发生了根本变化，对人才能力需求产生重要影响，具备高信息素养的创新型人才受到企业的青睐。CAD/CAM（计算机辅助设计与计算机辅助制造）技术是制造业信息化的核心技术，服务于产品的设计、分析、加工、测量以及数据管理等环节，是先进制造技术的重要组成部分。CAD/CAM应用软件是CAD/CAM技术发展的集中体现，是高信息素养创新人才培养的重要技术手段。因此本文提出以制造业高信息素养人才的需求为导向，把以CAD/CAM技术为代表的制造业信息化技术作为人才培养的技术支撑，对人才培养的全过程进行深层次的改革，构建基于CAD/CAM技术的信息素养和创新能力培养体系。

二、构建以CAD/CAM技术为支撑的立体化教學模式

紧跟CAD/CAM技术发展步伐，结合行业企业对高信息素养创新人才的需要和机械类专业重产业集合、重实践应用的特点，以结构主义课程理念为指导，在纵、横两个方向上构建以CAD/CAM技术软件为载体，理论与实践结合、全程培养与阶段强化相辅、课内与课外互补的立体化教学模式。在机械专业基础课程中，借助CAD/CAM应用软件实施体验教学，搭建理论教学与实践应用的桥梁；在与CAD/CAM技术直接相关的课程中，引入式项目教学法构建专业学习共同体，实现CAD/CAM技术的应用强化和知识的自我建构；在实践教学环节中，加强CAD/CAM技术的融合应用，培养解决实际工程问题的能力；引入资格认证考试，培养职业技能；通过协会拓展第二课堂发觉潜能，增强创新能力。

三、以CAD/CAM技术塑造高信息素养和创新能力的具体举措

1.CAD/CAM技术与机械类专业基础课教学的有机整合。CAD/CAM技术包含计算机辅助设计、计算机辅助工程、计算机辅助工艺设计、计算机辅助制造、计算机辅助检测、产品数据管理等内容，与机械制图、机械原理、机械设计、机械工程材料、有限元分析、材料力学、机械制造工艺学、数控技术等专业课程紧密相关。通过调整教学方法、教学手段，进行CAD/CAM技术与具体课程的深层次整合。通过CAD/CAM应用软件构建体验式学习方法，使难以掌握、枯燥的知识变得直观、生动，提高学生学习的积极性、主动性，并通过长期的熏陶培养学生利用CAD/CAM应用软件解决工程问题的意识。如：利用三维几何建模和二维工程制图功能辅助机械制图，把复杂、抽象的空间转换变成简单、具体的关系映射；借助三维设计和动画仿真技术建立三维虚拟教具，辅助机械原理课程的教学；通过机构的运动学和动力学仿真功能辅助机械设计课程的教学；利用计算机辅助工程技术的工程数值分析能力，辅助机械工程材料、材料力学等课程的教学；利用计算机辅助工艺设计技术解决现代数控工艺教学案例不足的问题；利用计算机辅助制造技术辅助数控技术课程教学，培养学生数控自动化编程的能力；等等。

2.引入式项目教学法构建专业学习共同体，形成特色鲜明的“CAD/CAM技术”课程体系。“CAD/CAM技术”课程体系是融合CAD/CAM技术培养高信息素养创新人才的核心环节，是现代设计制造工具应用能力和创新观念集中培养的强化阶段，涉及CAD/CAM的基础原理和CAD/CAM工具软件的应用。提出以市场需求为导向、以知识结构为框架、以职业能力为主线、以学习共同体为支持进行课程的总体设计。紧跟前沿技术不断更新课程内容，响应行业现状及时更新所教软件的版本。以引入式项目教学法开展教学，采用实际案例，以项目的开展、实施为主线组织教学内容，为学生搭建知识的框架。在工具软件教学中注重方法和流程的教学。在学习过程中注重培养信息化思维能力和自主学习能力，构建学习共同体，教师充当引导的角色，学生互助、自发学习。

3.以CAD/CAM技术软件为工具开展实践教学环节，增强学生工程实际应用能力。实践教学环节是培养学生解决不确定实际问题能力的关键，也是培养学生的信息敏感度、信息技术综合利用能力的核心，提出把CAD/CAM技术贯穿于机械专业各教学实践环节中。在变速箱设计、工艺设计、工装设计、加工实训、综合实训等各教学环节中，以主流的CAD/CAM应用软件作为工具，通过软件的支撑完成实践环节，从而培养学生灵活应用现代的信息化工具解决工程问题的能力。如在变速箱的设计中，利用Pro/E软件作为设计工具，利用参数化建模化快速建立不同规格的齿轮，利用装配模块建立产品的装配模型，利用运动模块仿真变速箱的机构运动，运用分析模块进行变速箱的受力分析，并基于分析结果进行结构的轻量化优化。把Pro/E软件设计的三维模型转换成二维工程图，并借助AutoCAD软件进行工程图的完善。通过在不同阶段的课程设计中应用相应的主流CAD/CAM技术软件，并建构不同形式的实践学习共同体，通过同学间的相互协作、共同学习，完成知识能力的自我建构、吸收和综合应用。

4.引入资格认证考试，培养学生的职业技能，提高就业能力。以“机械制图”、“CAD/CAM应用软件”等课程为依托，引入国家三维CAD应用工程师认证考试。制定以证代考、以证换学分等多种方式、鼓励学生参加权威性的资格认证考试。一方面利用认证考试体系的规范性、权威性指导人才培养方案的制定，提升教学层次体系。另一方面可以提高学生的工具软件的使用技能和就业的认可度。

5.通过第二课堂教学，发掘学生潜能。通过组建三维创新设计协会、组织兴趣小组，构建第二课堂教学平台，广泛吸收、接纳对制造业信息化技术感兴趣的学生。召集、组建不同形式的学习兴趣小组，通过三维创新协会以传、帮、带的方式，不断地培养以CAD/CAM技术解决工程实际问题的能力，发挥学生潜能，提升学生的自主创新能力。组织、鼓励学生参加各种赛事，指导学生参与教师的课题项目，通过校企合作平台让学生入住企业参与企业的技改项目等，不断发掘、培养学生的共同协作能力、信息化处理与应用能力、以及自主创新能力。

四、结束语

立足于教学模式改革，形成以CAD/CAM技术为支撑的立体化教学模式，以潜移默化的方式全面培养学生的信息素养和创新能力，解决理论教学脱离企业需求、工程实际应用的问题。通过CAD/CAM技术为代表的现代信息技术与机械类专业教学的有机整合，使课堂教学信息化、工程化。通过建构不同形式的学习共同体，培养学生知识的自我建构能力；融合职业技能认证与学科竞赛，并通过第二课程平台，培养学生的职业技能、团队合作精神和创新能力，解决应用型本科培养出的人才与企业岗位需求不一致的问题。经过近三年的教学实践，取得了显著的效果，培养的学生颇受企业欢迎，机械类专业的就业率保持在98%以上。

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