本科機(jī)械CAD三維造型課程改革探析

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摘要：針對(duì)機(jī)械CAD三維造型中大部分學(xué)生自主學(xué)習(xí)動(dòng)力的不足，針對(duì)學(xué)生的構(gòu)成特點(diǎn)和興趣愛好，有針對(duì)性地選擇學(xué)生感興趣的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)實(shí)例，以目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的方式，激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，教學(xué)效果得到了提升。

關(guān)鍵詞：UG軟件；三維造型；興趣激發(fā)

一、引言

三維造型是機(jī)械類本科生必備的基礎(chǔ)技能之一，它的掌握程度直接影響著后續(xù)的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，是CAD／CAM技術(shù)的基礎(chǔ)。為了響應(yīng)國家關(guān)于培養(yǎng)復(fù)合型人才的號(hào)召，當(dāng)前本科大機(jī)械類課程都面臨著課時(shí)不斷壓縮的窘境，機(jī)械cad課程的課時(shí)也不斷被壓縮。江蘇大學(xué)機(jī)械學(xué)院開設(shè)的機(jī)械CAD（UG建模）課程由2011—2012學(xué)年的45學(xué)時(shí)逐漸減少到2017—2018學(xué)年的30學(xué)時(shí)，而教學(xué)質(zhì)量要求并沒有降低，這就需要教師對(duì)當(dāng)前課程的授課方式進(jìn)行改革。

二、UG三維造型軟件課程教學(xué)中存在的問題

筆者曾嘗試對(duì)UG的課堂教學(xué)進(jìn)行了改革，采用“邊學(xué)邊練”的方式，較好的提升了教學(xué)效果。然而，筆者發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生對(duì)這門課程的重要性認(rèn)識(shí)還不夠。像UG這樣的大型CAD／CAM平臺(tái)軟件，界面復(fù)雜，命令操作難度大，課堂上的短暫上機(jī)操作，根本無法滿足教學(xué)質(zhì)量要求，需要學(xué)生投入大量的課余時(shí)間進(jìn)行練習(xí)，如果學(xué)生不感興趣，則課后不會(huì)投入必要的時(shí)間去練習(xí)，而不及時(shí)投入時(shí)間練習(xí)的后果就是無法熟練掌握基本命令的操作。例如：草圖繪制中幾何約束的命令在哪里，常用的幾何約束如何操作等等，這些不熟練會(huì)直接導(dǎo)致教師上課教學(xué)的障礙，嚴(yán)重降低“邊學(xué)邊練”的教學(xué)效果。由于UG軟件的學(xué)習(xí)是循序漸進(jìn)的過程，前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果決定了后續(xù)學(xué)習(xí)的質(zhì)量，因此，部分學(xué)生無法跟上課程進(jìn)度，導(dǎo)致學(xué)生完全失去學(xué)習(xí)興趣，最后無法達(dá)到學(xué)習(xí)效果。常規(guī)的教學(xué)內(nèi)容，三維造型實(shí)例都是機(jī)械類的常用零件，雖然對(duì)大部分學(xué)生來說，繪制這些零件并不會(huì)產(chǎn)生排斥情緒，但也不會(huì)產(chǎn)生多么濃厚的興趣，大都是一種畫完就行的心理，缺乏主動(dòng)練習(xí)的動(dòng)力，課后練習(xí)的時(shí)間就無法得到保證，勢(shì)必在很大程度上影響學(xué)生掌握基礎(chǔ)命令的熟練程度，從而降低教學(xué)效果。因此，筆者基于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行了改革。

三、UG三維造型軟件課程教學(xué)內(nèi)容的改革

通過目標(biāo)激勵(lì)法，來調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)課程內(nèi)容的改革主要分為兩個(gè)方面，一是首節(jié)課授課內(nèi)容的改變；二是授課過程中綜合實(shí)例的改變。（一）首節(jié)課授課內(nèi)容的改變首節(jié)課的授課內(nèi)容通常為緒論，這部分主要介紹軟件的功能，結(jié)合具體的機(jī)械零部件，來講述課程需要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)，然而，實(shí)際的課堂教學(xué)效果一般，大部分學(xué)生僅僅是當(dāng)成一個(gè)任務(wù)來完成，首節(jié)課能否調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情對(duì)課程的教學(xué)質(zhì)量起著很關(guān)鍵的作用。筆者授課的班級(jí)主要是機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造以及機(jī)械電子等專業(yè)，這些專業(yè)以男生為主，通常一個(gè)班30個(gè)學(xué)生，有24～25個(gè)男生。機(jī)械類女生的學(xué)習(xí)通常都比較認(rèn)真，因此，激發(fā)絕大部分男生的學(xué)習(xí)興趣就成為了重點(diǎn)。男生中有很多軍事迷、游戲迷，對(duì)一些軍事裝備例如國產(chǎn)航母、J20戰(zhàn)斗機(jī)，以及游戲中一些人物的古代武器裝備等都很感興趣，抓住這部分學(xué)生的心理，在緒論中，以PPT的方式展示一些關(guān)于學(xué)生感興趣的模型（如圖1所示），并告知學(xué)生，通過認(rèn)真學(xué)習(xí)，所有的這些裝備，在本課程結(jié)束后，都可以用UG來建模，通過展示這些模型，明顯感覺到學(xué)生的情緒被調(diào)度起來了。以J20戰(zhàn)斗機(jī)為例，講解了UG的建模過程，飛機(jī)由機(jī)體、發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)翼等部分組成，結(jié)合UG的建模特點(diǎn)，整個(gè)飛機(jī)就是一個(gè)總裝配，而機(jī)體、發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)翼等就是UG中的子裝配，子裝配由很多零部件構(gòu)成，也就是UG中的三維建模，三維建模由不同的特征來實(shí)現(xiàn)，而特征的創(chuàng)建離不開三維草圖的學(xué)習(xí)。（二）授課過程中綜合實(shí)例的改變授課過程中也采用目標(biāo)激勵(lì)的方式，在學(xué)習(xí)每一部分內(nèi)容之前，先展示通過該部分學(xué)習(xí)之后可以完成的具體實(shí)例。通過實(shí)例講解相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，以圖2中寶劍的繪制為例，劍柄部分可以通過“拉伸”命令來完成，也可以通過“旋轉(zhuǎn)”來完成，并講解“拉伸”命令和“旋轉(zhuǎn)”命令的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，劍身分為兩部分，可以通過“拉伸”命令和曲面組合而成，并講解相應(yīng)命令的知識(shí)點(diǎn)；圖2中黑武士頭盔的創(chuàng)建，涉及由曲面到實(shí)體的創(chuàng)建，頭盔由曲面增厚獲得，還涉及光照和渲染，都可以結(jié)合在實(shí)例的講解中。（三）教學(xué)效果通過上述課堂內(nèi)容的改革，大部分學(xué)生課堂教學(xué)的專注度明顯有了較大提升，學(xué)生由以往的被動(dòng)學(xué)習(xí)變成了主動(dòng)學(xué)習(xí)，希望熟練掌握課程內(nèi)容的意愿得到了大幅度提升。課程結(jié)束后學(xué)生考試成績(jī)優(yōu)良率由2015—2016學(xué)年的27％提升到了2016—2017學(xué)年的48％，教學(xué)效果良好。

四、結(jié)語

根據(jù)大機(jī)械類本科生學(xué)生的構(gòu)成特點(diǎn)，在三維機(jī)械CAD造型的教學(xué)過程中，有針對(duì)性地選擇教學(xué)內(nèi)容，對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行改革，在很大程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，從而改善了教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］戴峰澤．本科教學(xué)中CAD／CAM三維造型能力的培養(yǎng)［J］．考試周刊，2013：84．

［2］鄭永康．CAD／CAM三維造型教學(xué)中創(chuàng)造力的培養(yǎng)［J］．職業(yè)，2012：02．

［3］王蘭．高職機(jī)械CAD／CAM課程改革實(shí)踐［J］．中小企業(yè)管理與科技，2011：11．

作者:戴峰澤 單位:江蘇大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院