时间：2022-08-25 21:41:18
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇cad课程教学，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：教学；模具；cad／CAM；课程改革
模具CAD／CAM是一门操作性和时代性很强的课程。它实现了各种模具的三维建模、装配设计、装配仿真、模拟及模具的干涉检查等功能的综合应用，提高了模具设计与制造的准确性，缩短了设计周期。使学生从复杂、枯燥的理论计算中解放出来，减少了设计的工作量，而把更多的精力放在结构设计及优化设计上。按照技师学院培养应用性人才的目标，本课程教学不能仅以应试作为课程教学的目标，更应以提高学生的实际应用能力为导向，以行业需求为背景，重点培养学生专业技能与素质。
一、CAD／CAM模具设计教学中存在的问题
1.授课教师缺乏实践经验
授课教师拥有丰富的模具CAD／CAM实践操作经验及完善的设计理念是职业教育必备的要素之一。但是拥有丰富工作经验者较少从事模具的教育事业，而较多的年轻老师大多是刚从大学毕业就从事职业教育，缺乏实际应用能力，且教学的基本能力相对较低，基本技能相对不够娴熟。常言道：想要给学生“一杯水”，教师首先自己要有“一桶水”。所以，授课教师的技能操作能力在很大程度上决定了学生的技能操作水平。
2.学生缺乏解决实际问题的能力
目前，许多院校都开展了模具CAD／CAM软件，但大多院校多以教会学生掌握某一CAD／CAM软件进行模具开发设计为目的。学生通过学习虽然会使用软件的基本功能，会利用单一的软件如UG、ProE等进行简单的模具开发设计，但是并不清楚CAD／CAM软件的工作原理，遇到稍难的产品或图形时往往会感到无从下手。而真正在解决实际问题时，又会受到各种客观条件的制约，如设备的制约（注塑量不够）、经济的制约(无加工中心)、材料的制约（非优质模具钢）以及时间的制约（交货时间短），有时并不能完全依靠CAD／CAM软件进行设计制造，而需要一定的实际经验进行估计测试与变通。
3.教学方法单一
模具CAD／CAM课程包括CAD（计算机辅助设计）和CAM（计算机辅助制造）两大部分，而该课需要的技术背景涉及到模具制造工艺、塑料模具结构设计、冲压模具结构设计、模具材料等相关领域的知识。与其他课程相比，该课程涉及的知识领域广泛，模具CAD／CAM技术更新快，而软件是逻辑产品，是非可触摸的实物，基础知识比较抽象。如果运用传统的“灌输式”教育模式，由于课程的上述特点以及学生基础知识的缺乏，比较容易导致学生缺乏学习的兴趣，也缺乏学习的主动性和积极性。这样被动式的教学模式则必然使教学效果大打折扣。
二、模具CAD／CAM课程教学解决方案
1.提高授课老师实际技能水平
授课老师的专业操作能力的高低很大程度上决定了学生的能力，所以授课教师必须不断提高自身的模具CAD／CAM软件操作能力，并努力加强实践应用的继续学习。除此之外也需要经常接触模具的实际生产，并使用自身的CAD／CAM知识技术对一些正在实际生产的模具进行操作应用，以检验知识的实用性。
2.充分利用校企合作办学
要改变学生在学校中学习的技能在实际生产中不能充分发挥的情况，最好的方法就是利用企业的产品进行开发设计，如图1、图2所示。例如采用ProE软件对密码器的塑料外壳进行一整套的模具开发设计，从实体造型、模拟分析、干涉检测，开模分型、装配成型、自动编程等一系列环节检验是否满足实际生产的要求。如有几方面的不满足，可以根据工厂的实际情况进行修整、优化，从而尽量向工厂要求靠拢。我们也可以从中积累大量的实际经验，保证CAD／CAM软件在模具设计中的实际可操作性。
3.改变传统教育模式，引入创新性教学方法
改变传统的“灌输式”模具CAD／CAM教学，即灌输一个个枯燥的操作命令，可引入案例式教学和启发式教学。在学习过程中，老师提出学习任务和学习目标，由老师和学生一起分析问题，找出关键，最后由学生解决问题。这种学习方法任务明确，学生较容易看到自己的学习成果，容易获得满足感，能较好地激发学生的学习积极性。在分析问题、解决问题的过程中，学生不但容易参与进来，对遇到的问题理解得更加深刻、明白，而且遇到同类的问题能迅速地解决，学习效率大大提高。
三、总结
通过课堂教学模式的改革，教师技能提升，教学内容与实际生产相结合的新型教学模式，能使学生进一步地巩固理解理论知识，同时又掌握了最新的、与社会实际生产最靠近的设计和加工方法，全面提升了学生的模具CAD/CAM综合能力，不仅在课堂教学收到了良好的效果，还为学生以后进入模具专业的工作岗位打下良好的基础。
参考文献：
[1]毛金明，康剑莉.CAD／CAM在模具设计与制造课程项目教学中的应用[J].广西轻工业，2008(8).
[2]韦余苹.模具CAD任务驱动教学中的教学任务设计与实践[J].职业技术，2010(12).
[3]王军，吴凤和，于风琴.项目学习和情境教学在CAD/CAM教学中的应用[J].教学研究，2010(5).
关键词：CAD/CAM；教学改革；软件应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.206
1 引言
《CAD/CAM综合实验》是我院面向机械制造及自动化、机械电子专业所开设的一门专业选修课，是理论与实践一体化的教学环节。该课程以培养CAD/CAM软件应用能力为重点，使学生掌握三维数字建模和计算机辅助编程的方法和技能，能够利用UG软件进行中等复杂程度零件的设计与制造，为快速适应现代机械设计、机械制造岗位奠定基础。
2 课程教学中存在的问题
（1）教学内容有待调整 根据现有的教学大纲要求，《CAD/CAM综合实验》共32课时，主要内容包含UG草绘、三维实体建模、曲面造型、零件装配、工程图以及数控编程等，其中数控编程8课时。显然CAD/CAM教学内容太偏重于CAD，而先开课程《Pro/E软件技术与应用》中已经详尽地讲解了Pro/E的CAD操作，并且UG和Pro/E建模方法大同小异，其创建的文件可经过转换相互打开，因此CAD/CAM课程应该侧重于数控编程，学时分配在16～20课时。
（2）教学一般偏重于软件操作，与理论联系少。翻阅各个出版社的CAD/CAM教材、UG软件应用教材，发现绝大多数教材都是在介绍软件各个模块操作。受使用教材、课时以及老师自身知识水平的限制，教学也不可避免地偏重于软件操作，实践与理论脱离，导致学生无法学以致用，解决不了实际问题。比如数控铣削编程，刀具类型和尺寸如何选择、切削参数如何确定等，在软件教学中很少讲透彻，很多学生也只会跟着实例设置各参数，不知所以然。当然这也源于学生不能将相关课程的理论知识灵活运用到实际问题的解决中。
（3）学生软件学习能力的差异很大，两头难兼顾。软件教学是在机房，讲授课程时，教师机控制学生机进行广播教学。接受能力强的同学很快掌握操作，继续听课就倍感无聊又动不得电脑操作，挫伤学习积极性；学习能力差点的学生，有些命令需要通过多个实例反复演练，否则软件操作就掌握不好，有些自暴自弃。
3 课程教学改革
3.1 调整教学内容，选择合适教材，适当补充些理论知识。
《CAD/CAM综合实验》教学内容由原先的偏重CAD改为偏重CAM，CAD部分只简单介绍UG草绘、三维建模和曲面造型，删除零件装配和工程图；CAM部分重点讲解平面铣削、轮廓铣削、车削、钻削等数控加工编程。
目前市面上的UG软件应用教材众多，有不少是针对某一具体模块的教程，如曲面设计教程、工程图教程、模具设计教程、数控加工教程等，讲解详细深入但功能局限；而基础教程、综合教程等，往往又是面面俱到但各模块不尽详细。针对修改后的教学内容，可以挑选一本包含CAD和CAM两部分内容的教程为主要教材，再补充两本详细介绍三维建模和数控加工的电子教材。当然后期可以根据独立学院的培养目标，结合课程目标和学生特点，自编一本实用教材。
此外在教学过程中适当补充些理论知识，比如讲解具体零件三维建模，可以分析为什么阶梯轴中间有沟槽（退刀槽），为什么零件设置加强筋等等；在讲解数控编程时，要补充常用的加工方法、使用的刀具类型和参数选取、切削参数的设置、加工余量等知识。这些知识很多是学生在机械制造课程中学过的，我们在教学中再补充强调下，学生会温故而知新，慢慢将理论和实践很好地结合起来，学以致用。
3.2 因材施教，积极调动学生学习的主动性
针对学生学习能力的差异性，利用机房教学的特殊性，突破传统的一致教学模式，让学有余力的学生集中在一个区域，每次课程布置些额外的练习任务，少控制或不控制其电脑，让他们更多一些时间自主练习软件，为参加CAD竞赛或技能等级考试做准备，充分调动其积极性；其余同学仍然采用教师讲授、学生练习相结合的教学方式，目的是让所有学生掌握基本的软件操作方法和技能。在每次课程结束之前安排5～10分钟时间，随机请自主练习的一个学生讲解下他所完成的附加任务，这样既可以检查其完成情况，也让其余学生了解更多零件的操作步骤和方法。当然这个划分不是固定的，在整个教学周期内根据学生学习软件的情况适时调整，鼓励和督促并举，努力调动学生的主动性。
3.3 强化软件应用
《CAD/CAM综合实验》是一门实践性很强的综合课程，与机械设计、机械制造等课程密切相关，是采用UG、Pro/E等三维软件辅助计算机设计和制造。可以说软件是一种工具，如果背离了服务机械设计、机械制造的目的，那就失去意义了。因此课程教学中教师讲解的实例、学生练习的实例，最好来源于企业产品，来源于机械设计、机械制造课程中的零件，比如学生自己设计的减速器、各类夹具等，学生用软件将自己的设计成果展示出来，会产生很大的成就感，增强学习软件的兴趣。此外应加强校企合作、产学研合作，积极创造条件，让学生参与零件设计、制造的全过程。如针对企业某一具体零件，让学生从二维图纸出发，完成三维零件设计、制定零件加工工艺、进行零件的仿真加工、生成数控程序并导入到机床，最终实现零件的加工。学以致用是软件学习的最终目的。
3.4 推荐优质资源，鼓励自学
学好一门软件，仅依靠课堂教学是远不够的；软件要多练习、勤练习，孰能生巧。教师可以为学生推荐优质的网络应用平台和教材，让学生自主学习。目前很多学习网站（比如我要自学网）有丰富的软件课程素材、在线教程等；图书馆的很多软件教材附带光盘，多包含范例文件、语音讲解视频等，学生可以借助这些丰富资源强化软件学习。
4 结束语
本学期的《CAD/CAM综合实验》课程已经调整了教学内容，学生在学完三维建模后将机械制造课程设计中完成的夹具以三维形式表达出来，强化了软件应用，反馈良好。
参考文献：
[1]张昌明，张会.机械类CAD/CAM/CAE课程教学改革探索与实践[J].经营管理者，2016（06）：411.
【关键词】建筑CAD；分析；教学方法；学以致用
一、引言
作者多年来从事《建筑CAD》课程教学，在教学过程中积累了丰富的教学经验，建筑CAD课程是我校建筑工程施工专业学生必修的一门专业基础课程，此门课程在学生学习了建筑制图与计算机应用基础课程之后，有了一定的建筑识图知识与计算机操作水平能力后所开设的一门电脑制图课程，该课程对于后续课程的学习，以及毕业后的就业相当重要。下面将从以下几个方面进行探讨：
二、教学对象分析
1.我校建工专业一年级第二学期的学生，已学习过计算机应用基础与建筑识图这两门课程，已有一定的计算机操作能力，会识读一些简单的图纸。
2.基础知识差。中职学生大部分是没有升上高中的学生，有相当一部分在初中以前因各种原因导致学习跟不上，从而基础知识比较差，对于理论知识较多而难度较大的课程更难跟得上，即便很想学，由于底子薄，也会感觉力不从心。
3.班级中的优秀生。有一部分高中落榜学生，他们有目标，想学一技之长，毕业后从事某一行业，这一部分学生学习主动性较强。
三、教材的选择
1.教材的多样性。市面上充满了五花八门的CAD课程教材，有些是纯理论的，就是讲解CAD软件中的CAD命令的使用方法，有些教材中用到了绘制某一个具体的图形，从绘制一个图形的过程中从而掌握CAD命令的使用方法与技巧，虽然这一类的教材比较好，但是仍存在一些的不足：就是将CAD中的绘图命令与编辑命令分开来介绍。由于学生是在初级学习过程，这两种命令往往是要同时使用，所以将绘图命令与编辑命令分开来介绍，还是达不到最好的教学效果。
2.比较适合的教材。自2001年开始从事CAD课程的教学以来，我校共使用过四套教材，这几套教材各有优缺点。目前使用的建筑CAD教材是由中国地质大学出版社出版，专门为中职学校建工专业的学生编制的，这本教材和以往的教材有一些不同，采用了项目教学方法，以任务驱动的方式安排内容。本教材以实际工作案例编写出知识的应用方法及建筑行业规范要求，并将知识点和技术点融合在任务中。将绘图与基本制图技巧有机结合，让学生能尽快掌握建筑制图的方法和技巧。这个教材是比较适用的，但是为了能更好的教学，以此本书为蓝本，我将里面的内容做了适当的调整，包括顺序的调整，图形的增减，教学内容的增减等。
四、教学方法的使用
在十几年的教学中，我尝试了很多的教学方法，完全脱离了以往填鸭子式的教学方式，使用过项目教学法、理论实践一体化的教学法等，让学生能掌握探究性学习法、合作学习法、发现学习法、自主学习法等。实现了一个大转变，将老师的教学为主转变为以学生的学习为主。
1.采用理论实践一体化的教学方法。理论实践一体化的教学，是教师先介绍一堂课要学习的CAD命令，然后通过绘制一个图形，将图形绘制好了，CAD命令的理论也掌握了。这种教学方法的优点在于用理论去指导实践，反过来实践又影响理论的学习。但是此种方法学生对老师的依赖性太大，学生没有自己的创新，很难培养出拨尖的人才。
2.项目教学方法。如今在教学上认为项目教学法比较好，有助于提高学生解决实际问题的能力，这种方法对于基础知识比较扎实的大学生来说是一种很好的方法，可以培养综合能力很强的学生，但是对于中职生来说，大部分中职生的基础知识本身就薄弱，如果学生做不出来，会打击他们的自信，让学生变得更加灰心，从而会让教学达不到相应的效果。
3.多种教学方法的融合。在中职学校采用单一的教学方法显然是不明智的，我们要让这一群充满活力，精力充沛的孩子能更好的学习，能让他们主动地去学习，而不是被迫地学习，让他们在学习中各有所得，学得快乐。可以将多种教学方法相结合，在教学中灵活应变，看学生的学习程度，随时能改变一些方法。下面，我将详细地介绍在教学过程上如何将多种教学方法融合在一起。
五、教学过程
1.分组学习。首先，根据上一学期的计算机应用基础的综合成绩，根据班级人数分成每4名学生一组，其中有电脑操作水平较好的、学习很努力的、学习中等的、再有电脑操作比较差的，每组选出一个责任心较强的小组长，然后召集小组长开一个简短的会议，大约10分钟，利用课间休息时间来完成就可以了，交待每个小组长应当做的工作，管理好本小组成员，再由学习委员负责管理和督促各小组长。
2.分层教学。每次课的教学中，给出两个任务。第一个任务：由教师分析并演示该任务，完成第一个任务后所要学习的CAD的命令，然后学生根据老师的演示，学生完成该任务，任务完成后，学生既掌握了本次课的理论知识，在完成任务的同时也有了技能。第一个任务要求全班所有同学完成。只要将任务完成了，学生就有成就感，也就对自已有了信心。第二个任务：采用项目教学法与合作学习法，由老师给出这一任务，能用本次课中所学的CAD命令来完成，此任务不要求每个学生都完成，但是各组必须完成一个，这就要求各组学生要互相讨论团结协作才能完成，任务完成后，培养学生通过项目发现问题，分析问题，解决问题的能力，挖掘学生的创造潜能，开发学生的创造力，从而达到了培养学生创造性地学习能力。通过这两个任务，同时满足了不同层次的学生的学习，也同时带动了全班同学的学习，让班级的学习氛围达到最高，同时也加强了班级的凝聚力。
六、与其它课程相结合
建筑CAD是一门专业基础课程，要做到基础课程为专业课程服务，这就可以与其他课程结合，同时开展教学。学生的学习不是单纯的去学会某一点知识，我们要让学生“学以致用”。所以，在教学中我们不能一成不变的教学，而应当根据教材，按照教学实际，灵活地、合理地、创造性地丰富和调整教学内容，真正地将课程与教学联系起来，让学生以有限的精力掌握更多的知识。
我校建筑工程施工专业的学生第一个学期同时开设了计算机应用基础课程与建筑识图课程，第二个学期才开设了建筑CAD课程，在他们学习建筑CAD这门课程时，已经具有了电脑操作水平，也对简单的图纸能够识读，这就对他们学习建筑CAD这门课程打下了良好的基础。同时，在第二个学期，他们还学习了建筑制图课程，这样，建筑CAD教师可以和建筑制图教师商量，让制图课学生最后提交的图纸作业，用CAD绘制出来，这就将两门课程有机的结合起来，让学生的专业知识更牢固，技能更熟练。
总之，建筑CAD课程是一门很实用的课程，即使学生不专门从事建筑设计，在其它的工作岗位也能用的到，根据毕业出去的学生反馈回来的信息表明，他们在企业中做施工也好，做监理也罢，上司往往会让他们绘制一些图形，如果学生掌握了这一门技术，他们工作起来更加得心应手，现在是信息化时代，学好这门课程，对学生的就业会有很大的帮助。因此，我们在教学的同时，也为学生以后的就业打下良好的基础。
参考文献：
[1]李佳.土木工程专业中CAD课程教学模式探索[J].科教文汇（下旬刊），2010（8）.
关键词： 建筑CAD制图 学习者 探索与实践
1.引言
本文结合笔者的教学实践，主要探索建筑CAD制图课程就如何促进学习者有意义的学习，以突破目前高等教育教学中存在的重知轻行的培养模式、单一化的教学组织形式和方法、学生机械式接受为主的学习方式。通过该课程的教学探索，学习者能够主动参与学习，学习者能够对所学知识进行总结，学习者能够在学习过程中明确学习目标，学习者能够在学习过程中主动结合实践的项目，学习者能够积极地参与团队合作等方面，让学习成为有意义的学习。笔者从上述方面着手，对建筑CAD制图课程的教学内容、教学特点、教学方法、学生学习结果及采取有效的教学手段进行了有益的探讨。
2.为什么在教学设计中要考虑学习者有意义的学习
2.1有意义学习的概念。
所谓“学习”，本身就强调了实践的重要性。根据词源学和香港著名语言学家安子介先生的研究，所谓“学”是指“一个小孩子在屋宇下用双手拿着筹爻学算数”，所谓“习”是指“小鸟学飞”的意思，有很强的实践性意蕴。如果懂得繁体字的“”两个字，就不难理解学习的本身意义了。［1］51
在钟志贤编写的《大学教学模式革新：教学设计视域》一文中，所谓有意义的学习（Meaningful Learning），也称投入型学习、主动型学习、交互型学习和建构型学习等，指“学习者能对学习负责，能自我控制，选定学习目标并进行自我评价；对学习充满热情，愿意持续学习；知道如何转化知识并创造性地解决实际问题；善于协作学习或工作”［4］。它是一种以学习为主体、教师为主导的学习方式。［1］161
2.2目前高等教育教学方面存在的问题。
国外高等教育中存在的情况，学术界内外对大学的批评集中在以下方面：对本科教育缺乏清晰的认识；没有阻止知识不断分化的趋势；牺牲博雅教育迎合职业主义；重科研而轻教学。［2］13
国内高等教育中存在情况，中国科学院院士柯俊教授在一次大学生人文素质教育报告会上提到，“现在教授都是自己割下草来喂羊，而不是在牧羊，羊不会自己找草吃。我们必须让学生学会自学，培养学生的自学能力”。柯院士认为，我们培养的学生的不足之处在于，第一，专业过细过窄；第二，学习不巩固，未进过深入思考的知识，学后必然忘；第三，能力差，缺乏实际的训练，动手能力差，观察能力差，自学能力差，而且交流能力、合作精神、团队精神差；第四，理工类学生的人文科学、社会科学素质薄弱，对国情、历史了解甚少，经济、法律知识缺乏；第五，心理素质较差，经不起考验、打击、挫折，自信心差；第六是创新能力差。［1］49－50
目前教学方面存在的问题，可以归纳为以下几方面：第一，培养学生只注重低级能力的培养；第二，培养学生，重知轻行的价值取向；第三，教师在教学中，采取单一化的教学组织形式和方法；第四，学生在学习中以机械接受为主的学习方式。
2.3目前应用软件类课程教学的特点。
软件类教学的目的和要求：强调实操性；学生动手能力较强；与市场结合较强，综合分析能力，应用型人才培养。《建筑CAD制图》课程以Auto CAD软件的学习为平台，熟悉Auto CAD软件的界面，了解工具的基本用途；以建筑制图的规范为指导，绘制平面图、立面图等图样。我们结合实际案例，通过实验，培养学生独立思考、综合分析与动手的能力。
2.4怎样采取有效的教学原则。
教育的根本目的就是激发学习者投入到有意义的学习之中，有利于促进学生高阶思维能力的培养，符合大学教学培养模式的根本要求。在教学设计中它有五大特点：理解学习者；理解学习者的学习过程；创设支持性和具有挑战性的学习环境；建立有益的学习伙伴关系；密切关联社会和文化情境。［1］170
培养学生的批判性思维能力是本科教育的重要目标。在教学中仅仅要求学生学会记忆信息，对学生来说意义不大，因为信息很快就会被遗忘，何况知识总量不断膨胀，没人可以掌握所有重要的知识，人们甚至无法判定哪些知识是最重要的。批判性思维能力――提出相关问题，认识并定义问题、分辨各方观点、寻找并使用相关证据、最终作出严谨、合理的判断――是有效利用信息和知识的不可或缺的手段，批判性思维既可以服务于实用性目的，也可以是纯思维性的。［1］65－66
在教学活动开展中，我们必须围绕学生为主体，结合课程知识让学生在学习中参与知识的训练，从实践中体验学习知识的趣味性。
3.教学内容、教学方法改革的探索与实践
根据教学设计的本质和基本认识，对“教学设计（Instructional Design，ID）”可以进行三种有趣的诠释或意义建构，即：ID=I Desire（我期待……，折射了教学主体追求的教学价值或教学目标），I Do（我是教学设计主体，我的教学我设计；情境决定方法，合适即是美丽）和Identity（隐喻蕴涵三层意义：教学设计具有自身独特的“身份特征”（Identity）；在社会文化实践中通过“合法化边缘参与”，逐步形成专家型教师的身份特征；形成或彰显自己的教学个性或教学风格；“Identity”意味着教师的专业化水平是在教学实践中，尤其是在长期不断的设计、实施和反思教学活动中得到提升）。［1］121－123
3.1明确教学目标，精选教学内容。
建筑制图内容庞大，国内著作有几十本，大多数著作是针对建筑学专业编写的，几乎囊括了建筑制图的内容，从字体训练、几何作图、投行、建筑制图与识图、透视阴影等，而对计算机辅助软件的讲解相对较少。“片面强调系统掌握各科学科的理论知识，学生缺乏必要的专业实践能力或动手操作能力，是我国大学教育长期存在的弊端”［1］49。但对艺术设计专业方向的环境艺术设计方向和景观建筑数字艺术设计方向来说，在培养方向上我们应注重应用型人才培养。该课程课时有限，一般为54学时，要在有限的时间内讲授制图和识图的相关知识讲授给学生，并要求学生能掌握Auto CAD软件快速绘制建筑图纸，就必须明确教学目的，精选教学内容。建筑CAD制图课程是以建筑绘图的规范为标准，结合CAD（计算机辅助设计）软件，该课程学习画建筑图的基本原理和技法，同时对识图方法也作了相应的介绍。
根据专业人才的培养目标，主要给学生讲授以下两部分内容：（1）内容涉及几何制图、制图投行原理、建筑规范标准等理论知识讲解；（2）从介绍Auto CAD绘图软件的基本操作逐步达到绘制建筑图纸和掌握建筑语言的训练。
在教学内容设置上，我们不应为了学软件而只讲命令，也不应为了学习命令工具而达到学会软件的目的，而应结合实际图纸，对图纸分析，归纳要运用的命令工具，形成自己的制图思路。它不仅能为学生进一步学习这些知识设置“接口”，使得制图的理论与AutoCAD软件更好地结合，而且有利于学生对所学知识的消化吸收，更能开阔学生的眼界，提高学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性。
3.2课程的单元设计，开展情境化教学，激发学习者的学习兴趣。
“日益增多的知识与传统，几千年来都是从教师传给学生的，它产生了严格的、权威的、学院式的纪律，反映社会本身就是建立在严格的权威原则之上的。这就树立了具有权威的师生关系典型，这种典型仍在全世界大多数学院里流行着”［5］。在教学过程中教师要贯彻“教为主导，学为主体”的原则，组织课堂教学。在教学中教师利用视觉和听觉相结合的案例演示和讲解，设计与课程相关的活动，小组分组参与实践训练等，让学生能主动参与思考，体会学习过程中的乐趣。教师要避免学生一上课就打瞌睡，实训课就上网、聊天等的现象，引导学生从实验中去探索知识，让学生在思考和实际动手的基础上发现和提出问题，使学生由被动接受知识变为主动探索知识。
3.2.1学生在学习知识前，对以前所学知识进行整合，进行分析，提出新的观点或解决思路。比如，实操训练安排能培养学生的动手能力或学生的参与性。在设置第一次课程Auto CAD软件介绍时，教师先初步对界面和工具进行了操作演示后，再安排学生熟悉软件界面训练。课程设计思路：提供参考图片，鼓励学生结合自己本专业所学知识，自己重新设计图形。在制作过程中学生以对独立完成不了的，可以在课堂提问解决。学生要在操作过程中利用以前所学知识，并带着问题操作和学习。学生结合对本课程软件界面的理解，并在老师的辅导下，完成了自己设计的图案。而且学生对知识点的印象也非常深刻。在完成本次训练过程中，学生初步提出了自己的绘图思路，并在训练中熟练使用软件操作界面，增强了学生的主观能动性。
3.2.2在教学过程中，我们应反思学生的学习阶段，调节学生学习策略，确保学生达到自己的学习目标。比如，笔者要对所学知识进行归纳总结，提供实操训练中的分析思路，鼓励学生形成自己的制图思路。在教学知识讲解中，不只考虑本次课程的教学任务，我们密切关注学生的学习反应情况，比如，可以安排学生上来进行演示操作。在操作过程中，教师对学生的操作思路和操作步骤进行分析和点评。通过对学生存在的问题或者是学生掌握的情况进行了解，教师可采取有效的教学来确保学生达到自己所预期的学习目标。
3.2.3课程的单元训练，采取案例操作相结合。比如，刘全慧教授在《研究性教学的基本特征和传统教学方法》一文中提道：“研究性教学的几个特征，即教师要有相关研究经验，讲课不面面俱到，重视课堂互动环节等。”教学与实践案例训练相结合，使学生更容易理解学习，并能够发挥主观积极性，更好地解决问题。这比靠记住书本上的效果更好，比通过题海战术来增加对知识的运用更强。“2004年12月2日，国家教育部部长周济也明确指出，我国本科教学质量在世界上是先进的，但也有严重不足，最为突出的就是实践能力较差［6］”。
每次实践训练的安排，都是以本节课讲授知识进行展开。课程内容注重在建筑图纸识图和绘制，首先对制图知识进行讲解，在绘制这张图纸中，然后分析涉及的软件工具，整理制图思路，完成图纸的绘制。在绘制的过程中，要求学生对软件操作，能够举一反三。注重鼓励学生寻找新的解图过程，对以前知识的综合，得到新的解图步骤。软件知识讲解与建筑图样结合，能够加强知识的实践运用。学生在学习中也不需要只对某知识或者某命令工具死记硬背，从而增强知识的连贯性和灵活性。学生在实践中，慢慢学会对知识进行分析、提炼，最终掌握相关知识，并在学习中对知识进行提炼。
在实践案例的选择方面，我们应注重与实践设计方案相结合，比如，完成学生工作室的设计方案图纸，使学生在学习中有明确的目标。在学习的过程中，都是为了找到解决答案而做的准备。让学生成为学习的主体，教师在教授知识中，只不过起到相关的主导作用而已。
3.3发挥同学之间的协作、交流能力。
在布置实践设计方案训练中，布置学生以小组形式完成。学生在小组中，可以各自讨论自己的观点，设计主题，完成思路。可以在小组实践中还要注意下面三个方面的问题：
3.3.1布置小组作业，学生从同组成员中学习，或从同组成员中模仿学习。
3.3.2利用学习小组，学生充分发挥或利用各自的技能，不采取“孤立学习”。
3.3.3教师辅导方面，对学生的反应提供反馈意见，拓展学习资源和学习方式。
理论教学与实践训练活动的紧密结合，加深了学生对理论知识的理解，同时也大大提高了学生的观察能力、分析问题、动手能力、协作的能力。
3.4充分利用多媒体教学的优势。
多媒体教学在狭义上就指幻灯片，利用计算机和投影仪等，通过视频、音频、网络、软件等方法，开展生动形象的教学，称之为多媒体教学。在知识讲解和案例演示中，我们借助计算机多媒体技术，可以改变教学信息的包装形式，并且把计算机图、文、声、像集成在一起，用动态的画面直观地演示建筑CAD课程所涉及的命令工具和有关的制图规范，提高教学内容的表现力和感染力。
4.结语
科学的发展、社会的进步对专业基础课程的教学提出了新的挑战和改革要求。建筑CAD制图课程有自己的特点：精选教学内容，可以突出重点、有的放矢。在教与学活动中，教师应该从传统的知识传播者、灌输者角色向新型的角色转变，把传统的教与学的角色转化为“教师在教学中开展有意义教学，学生者在学习中开展有意义的学习”。因此，我们应“授之以渔”，培养学生良好的学习习惯，让学生成为学习的主体，使知识学习变成有意义的学习。
教师在知识传授中的作用是为学生提供帮助，指导学生改进学习目标、不断自我提高，课程的设计者、与学生之间构建合作学习关系；学生在学习知识过程中是――学习的主人翁、知识的探究者、学徒角色、在同学之间的教师角色、在实践训练中的创造者。就本课程来说，如何丰富该课程的模式、内容、方法和手段，如何使建筑制图知识与软件教学自身的特点更好地相结合，让学生在学习中得到有意义的学习，还需要广大教育工作者不断地研究和探索。
参考文献：
［1］钟志贤.大学教学模式革新：教学设计视域［M］.北京：教育科学出版社，2008.
［2］得雷克・博客（Derek Bok，哈佛大学前校长）著.侯定凯，梁爽，陈琼琼译.回归大学之道――对美国大学本科教育的反思与展望［M］.上海：华东师范大学出版社，2008.
［3］刘全慧.研究性教学的基本特征和传统教学方法［J］.物理与工程，2007，17（1）:46-47.
［4］Meaningful，Engaged Learning［EB/OL］.［2006-09-17］.省略/sdrs/engaged.htm.
［5］国际21世纪教育委员会著.联合国教科文组织总部中文科译.教育――财富蕴藏其中［M］.北京：教育科学出版社，1996：138.
摘 要：文中首先对机械制图与CAD课程的关系进行了简要概述，然后重点从创新课程教学模式、深化教学方法改革、创新课程考核评价模式等方面论述了机械制图与CAD课程教学改革的有效途径，以期对提高中职院校机械制图与CAD课程教学质量有所借鉴。
关键词：机械制图;CAD;教学模式
1 机械制图与CAD课程教学的关系概述
机械制图与CAD课程对培养中职院校学生的阅读图样的兴趣、提高绘图技能具有显著的促进作用，作为中职院校的重要课程内容，机械制图主要研究阅读和绘制机械图样的方法和原理，机械制图的教学目的是让学生掌握基本的阅读、绘制机械图样的技能和方法，学会绘制、识读比较复杂的机械装配图和零件图。而CAD具有很强的绘图功能，能够精确地设计机械零件、绘制机械装配图和零件图，CAD的出现并应用改变了传统的制图方法，其编辑、修改、绘图功能，有助于美观、准确、快速地绘制出需要绘制的机械图样，从而实现了绘图质量和效率的提高。机械制图和CAD课程教学具有一定的关系。机械制图和CAD课程教学的结合，可以给学生提供理论探索的机会，教师在教学时可以利用幻灯片、三维图形、轴测图等功能，充分展示平面和空间的转换过程以及空间形体的转换过程，从而使得机械制图的难点得以分解并突出重点。同时，机械制图和CAD课程教学的结合能够帮助学生提供他们的思维能力和空间想象能力，并让学生充分见识到CAD软件在机械制图中的作用和效果，从而培养他们学习CAD课程的兴趣。可以说，CAD与机械制图课程教学质量的好坏，不仅影响到中职生后续系列课程的学习，而且对学生的就业、择业也会产生重要的影响，深化机械制图与CAD课程教学改革是当前机械制图与CAD课程教学的重点、难点，整合机械制图与CAD辅助绘图资源，优化课程教模式是当前机械制图与CAD课程教学改革的必然选择。
2 机械制图与CAD课程教学改革的途经分析
教学实践中，深化机械制图与CAD课程教学改革应该重点围绕以下几个方面展开：
2.1 创新课程教学模式
传统教学模式下，机械制图与CAD课程大多采用添加式、独立式等教学模式，这些教学模式操作比较简单，也便于学生理解，但是，教学效果并不理想，容易导致计算机“绘图”与机械制图“分离教学”情形的出现，因此，实施教学模式改革、创新教学模式是机械制图与CAD课程教学改革的必然选择。创新教学模式并不是简单的对机械制图、CAD两门课程内容进行整合（两门课程合并为一门课程），而是运用“一体化教学模式”以达到提升机械制图与CAD课程教学质量的目的。“一体化教学模式”强调以能力为中心，将理论教学与技能训练融合在一起，以理论指导学习实践，通过实践来验证理论，让学生在“教中学、学中做、做中思”，比如，教师可以将机械制图与CAD课程的基本知识、基本理论、画图方法、国家标准要求等内容进行精讲以后，引导学生自己来画图、绘图，然后教师再和全班同学共同“绘图”，学生再进行反思，这样通过反复的、系统的训练，学生的空间想象能力、形体分析能力就会得到质的提升，从而促进机械制图与CAD课程主要教学目标（识图、绘图能力）的顺利实现。中职院校机械制图与CAD课程“一体化教学模式”的实施，关键的是需要将理论教学与实践教学环节进行融合，综合考虑培养中职学生职业能力、实践能力的目标需求，制定针对性强、实效性强的教学大纲、计划，构建完善的职业教育体系，这是“一体化教学模式”实施、促进机械制度与CAD课程教学目标实现的必要保障。
2.2 深化教学方法改革
机械制图和CAD课程教学效果的“好坏”与教师采用的教学方法密切相关，因此，深化机械制图与CAD课程教学改革，就必须要结合课程教学的目标要求、特点，选择科学的教学方法。在机械制图与CAD课程教学中，教师可以采用的教学方法有：第一，示范教学法，例如，在CAD教学中，教师可以给学生示范怎样绘制机械图，通过示范教学法，可以直观、有效地给学生展示绘图方法，从而有助于提高教学效果。第二，多媒体教学法，这一方法强调在教学过程中，利用多媒体进行教学展示，通过分解作图步骤、展示实物动画和图片等形式进行课堂教学，并利用多媒体的优势在课堂上和学生进行互动，以激发学生学习的积极性和主动性。第三，实例教学法，教师在教学过程中可以选取工厂的典型绘图事例，并利用这些事例给学生讲解怎样进行机械绘图，这有助于激发他们的学习兴趣，也有助于增强教学的实用性，学生可以实现学以致用。第四，任务式教学法，教师在教学过程中应该将生产实际和教学内容结合起来，在此基础上制定教学计划，并将知识点和教学内容隐含在教学计划中，让学生通过团体合作、小组讨论来完成教学任务，从而找出问题解决的方法，让学生通过完成任务来完成教学计划，掌握所学知识并构建其意义，同时提高他们的创新能力，并在学习过程中形成良好的学习习惯。
2.3 创新考核评价模式
中职教育与高等教育的本质区别在于，前者注重实践，后者注重理论，这就要求中职院校必须要创新机械制图与CAD课程教学考核评价模式，建立以技能评价为核心，兼顾中职学生理论、能力、知识、素质等方面因素的考核评价机制，采取过程性评价与结果性评价相结合的考核办法，使广大的中职学生不仅关注机械制图与CAD课程的学习结果，更加重视机械制图与CAD课程的学习过程，这对于提高中职学生的手工绘图能力、计算机辅助绘图能力以及参与课程学习的意识具有显著的促进作用;而结果性评价方法的实施又能够比较客观、准确地衡量中职学生机械制图与CAD课程理论知识的掌握情况，对学生做出客观、公正地评价。
3 总结
总之，结合机械制图与CAD课程教学内容，深化机械制图与CAD课程教学改革，创新课程教学模式、深化教学方法改革、创新课程考核评价模式，对培养中职学生的形象思维分析能力、提高课程教学质量具有一定的现实意义。
参考文献：
关键词： 工科高校 城市规划专业 CAD课程 实践教学
城市规划专业是近年发展起来的交叉边缘学科。目前，各高校开设的城市规划专业主要有两类，即工科建筑学专业为主的高校和理科地理学专业为主的高校，这两类城市规划专业在专业基础教学方面有各自的特色[1-2]。工科建筑类高校开设的城市规划专业应更加注重实践教学，着重于培养学生解决实际规划工程问题的综合能力[3-4]。CAD课程在当中作为理论联系实际，解决实际问题的中间桥梁，发挥着重要作用。无论是地形地貌图，还是景观设计及规划者设计思想的表达都需要通过CAD作为媒介实现。在本科教学阶段，尽管各高校都将CAD课程作为基础课程，但是在CAD课程基础教学过程中仅简单地讲授专业绘图知识，缺少实际工程项目背景下的绘图类课程的教学工作[5]。导致学生分析能力和图纸表达规划设计的能力较弱，学生毕业后很难适应规划工作[6]。
一、CAD课程在城市规划专业人才培养中的重要性
吉首大学城乡资源与规划学院在城市规划专业开设了AutoCAD课程，经过几个学期的教学实践，使学生能够将所学专业知识运用到实际工程设计中，提高了学生解决工程实际问题的能力。面向工科建筑类背景下的城市规划专业学生开设CAD技术课程，它的重要性体现在以下三个方面：第一，使学生掌握阅读和绘制城市规划专业图纸能力；第二，有助于提高学生在城市规划方面的空间构思能力和构形设计能力；第三，使学生能够利用AutoCAD软件理解城市规划专业的工程技术人员的设计构思，并能够与同行进行技术交流。
二、CAD课程在城市规划专业教学中存在的问题
（一）CAD课程教学同社会需求之间存在一定差距
近年来吉首大学城市规划专业主要用人单位关于毕业生CAD应用实践技能反馈的信息，可以看出学生对AutoCAD软件中的点、线、面等基本命令都十分熟练，但是在实际城市规划工程背景下的作图、识图、制图能力欠缺。希望学校在城市规划专业CAD课程教学过程中加强在工程背景条件下专业技能的培养，特别是徒手作图、识图、制图等动手能力、创新能力、社会活动能力的培养，提高实际工程实践能力。
（二）CAD课程教学缺乏利用工程制图语言表达设计思想的能力
各高校城市规划专业的CAD课程在教学过程中都以AutoCAD软件作为教学平台，但在教学过程中以讲授常见的二维绘图命令和绘图方法为主，缺乏利用CAD表达设计思想教学内容。使得学生既缺乏城市规划方面的空间构形设计能力，又无法通过AutoCAD软件表达自己的规划设计思想，更无法理解其他城市规划专业的工程技术人员的设计思想。
三、城市规划专业CAD课程教学改革
城市规划专业AutoCAD课程教学的主要任务不仅能够阅读并绘制专业图纸，而且在深层次上让学生能够使用AutoCAD软件表达自己的设计思想，理解其他工程技术人员设计意图，并与之交流。
（一）应用工程案例教学
城市规划专业CAD课程应首先培养学生使用AutoCAD软件识图和制图等动手能力，这是从事城市规划项目的前提条件。但枯燥的绘图命令和脱离实际工程背景下的教学方法，使得广大学生无法达到学以致用的目的。因此，CAD课程应以工程教育为基础，增加工程实例，按工程项目实施的过程，以案例为载体介绍绘图知识，进而提高学生操作能力，使学生提高学习兴趣，在实践中掌握理论。多年来通过对工程案例教学经验的总结，确定了以下三点原则：
第一，工程案例应涵盖CAD课程的全部知识点，并与上机实验教学有机结合；知识点通过工程案例加以具体化，然后通过上机实验教学巩固知识点，工程案例应与上机实验教学在内容上相互关联。
第二，要选择生活中常见的工程，便于学生学习掌握，以便达到触类旁通的效果。
第三，建立工程项目案例库，要求每个工程案例都有相对完整的工程资料，使学生能够得到完整系统训练。
吉首大学城乡资源与规划学院在该课程教学过程中，安排相关专题的实践课程，使学生接触到实际工程，在2012至2015学年教学中，学生直接参与了这些工程案例教学，取得了良好的教学效果。目前城规专业CAD课程工程项目案例库已有30多个案例的工程资料。
（二）分层次实验教学
城市规划专业CAD课程实验教学内容安排主要基于以下两点考虑：（1）根据城市规划专业实验课程体系的要求。首先培养学生利用AutoCAD软件掌握计算机绘图能力。（2）依据已经建立的城规专业CAD课程工程项目案例的特点，实验课程内容要遵循工程项目案例要求。因此，我们认为本实验课程主要内容分层次设置实验项目，即：基础性实验、设计性实验和综合性实验三个层次，每个实验教学都是环环相扣，前一个实验环节是下一个实验环节的基础，后一个实验环节是对之前实验环节的拓展和延伸。该实验项目的设置目的在于提高学生运用所学的知识解决实际工程问题的能力。三个层次实验的合理比例为40%，40%和20%。实验课程内容如表1所示：
1.基础性实践教学
基础性实践教学要求学生熟练掌握基本绘图命令和绘图方法，主要是使学生掌握二维平面绘图技术。在重点讲授AutoCAD软件的特点、常见绘图命令及其基本修改功能的命令的基础上，让学生独立上机完成城市规划各要素绘制，如树木、亭台等。
2.设计性实践教学
设计性实践教学是在给定的工程背景条件下，要求学生分别对给定道路、公共设施等要素进行合理的规划布局。学生通过AutoCAD软件完成自己的设计规划方案。
3.综合性实践教学
综合性实践教学是在学生掌握一定基本操作技能和规划知识的基础上，借助CAD软件，完成工程规划设计图纸。本实践教学课程中，要求学生从实际工程出发，考虑各种地形地貌条件、交通量和人流量等因素，完成某实际工程的总体规划成果图，并撰写规划方案。在此过程中，教师提供实际工程项目的背景资料，与学生共同参与问题的讨论，提供必要指导。
（三）组建“工程项目团队”
调查发现，很多学生认为CAD课程的理论内容很枯燥，同时在计算机上操作基本的绘图命令仍然是被动学习，难以产生学习兴趣，在课堂上没法获得深刻的认识。为此，可组建以学生为中心的项目团队，采取分组参与、团队合作、讨论交流等形式，使学生成为学习的主导者。
首先，参照工程项目部的模式，以5～6个人为一组组建“工程项目团队”。其次要求所有学生都参与到团队中，在团队中扮演一员，各自完成自己的职责任务，对于在实施中出现的问题通过交流讨论的方式解决，最终使学生能够使用AutoCAD软件表达自己的设计思想，理解其他工程技术人员设计意图，并与之交流，以便更好地与就业相对接。
项目团队按实际工程项目部的运作方式，每个团队由一位项目经理和若干组员构成，项目经理协调任务分解，并给所有组员分配任务。教师制定进度计划和团队管理办法，指导每个团队的实践过程，监督项目过程规范的执行情况，最后主导考核与评价。在2012年CAD课程中组建了12个项目团队，2013年组建了9个，培养了学生动手能力、创新能力和社会活动能力。
四、CAD课程教学改革的成果
自2012年起，我校在城市规划专业进行了CAD课程的改革与实践，已有四届三百多名学生受益。表2记录了改革前后学生期末成绩分布情况，对比分析发现自从实施了课程改革后，学生期末考试成绩明显得到较大程度的提高。可见，城规专业CAD课程改革有助于强化教学效果。
改革前后主要用人单位对我校城规专业毕业学生能力综合评价如表3所示，分析发现，改革之前学生绘图基础知识掌握较好，然而缺乏实际工程背景下绘图能力的培养。自2012年实施改革以来，不但使学生能够将所学专业知识运用到实际工程设计中，而且能够大幅度提高学生解决工程实际问题的能力。改革之后城市规划专业近四年的就业率呈现稳步提升趋势。2014年城规专业平均就业率达到92.6%。
参考文献：
[1]谢晓玲，李欣怡.城市规划专业发展趋势研究[J].中国科教创新导刊，2011（6）：2-3.
[2]韩秀茹，燕华.城市规划专业实践教学模式探索――以青海大学城市规划专业为例[J].中国建设教育，2011（Z2）：76-79.
[3]姚玲玲，覃永晖.地方高校城市规划专业城市参观认识实习实践教学的改革与探索[J].科技教育创新，2011（12）：160-161.
[4]马万民.高校管理类专业实践教学中的问题及其对策[J].理工高教研究，2008，27（4）：110-112.
[5]李建伟，刘科伟.城市规划专业基础课程体系的建构[J].高等理科教育，2012，106（6）：145.
关键词：CAD/CAM；Solidworks；教学改革
中图分类号：TP434文献标识码：A文章编号：1672-7800（2012）010-0182-03
基金项目：湖南农业大学教学改革项目（B2010063）
作者简介：杨文敏（1968-），男，硕士，湖南农业大学工学院副教授，研究方向为农业机械创新设计、机械CAD/CAE教学与研究。
0引言
随着计算机技术的不断发展，计算机软件和硬件不断升级和更新。机械CAD/CAM课程教学也与时俱进，除了讲授CAD/CAM的基本原理和方法外，结合市场上的主流CAD/CAM软件，传授CAD/CAM的具体应用技能，将学生培养成能解决实际问题的有用之才。而配套软件的选用，不同高校各有千秋。例如，国内广泛应用的三维机械设计软件有PRO/E、UG、Solidedge、CATIA、Solidworks、Inventor等，机械系统动力学仿真分析软件有ADAMS、Patra&Nastran、DADS、SIMPACK等，有限分析软件有ANSYS、ABAQUS、Patra&Nastran、Marc等，CAM软件有MasterCAM、Cimatron、UGNX、SolidCAM等。由于学时有限，在机械CAD/CAM课程中讲授多个软件的操作方法和技能是不现实的。选用一两个软件，配套讲解CAD/CAM的原理和方法，再在实践教学环节强化训练，不失为一种好的选择。Solidworks软件具备从机械设计、分析、辅助制造到PDM的完整解决方案，并且易学易用，界面友好，操作过程直观简单，企业中应用广泛。因此，选用Solidworks软件作为配套课程讲授的主要三维软件。利用其核心模块讲解机械零部件三维特征造型和二维工程图的生成，利用COSMOSMontion插件讲解机构运动仿真分析，利用COSMOSWorks插件讲解有限元分析及优化设计，利用SolidCAM插件讲解数控加工自动编程，以Solidworks的二次开发为例讲解专业应用软件的开发技术。学生在理解CAD/CAM原理的同时，也练就用Solidworks软件解决机械CAD/CAE/CAM的基本技能。课外学习其它软件时也会举一反三、融汇贯通。
1基于Solidworks的机械CAD/CAM课程教学策略
1.1基于Solidworks的三维特征建模及图形处理技术
计算机图形处理技术和几何造型是CAD/CAM技术的重要基础。计算机图形处理技术主要研究用计算机和图形设备来输入、表示、变换、运算和输出图形的原理、算法及系统，其主要内容包括：①基本图形的生成、几何变换、投影变换、窗口剪裁等；②三维图形的处理，如线框和实体的表示方法、求交和消隐等；③曲线曲面的表示、插值、分割、光顺处理等；④分析计算结果的可视化；⑤分形和混沌算法；⑥图像处理技术。几何造型是指将物体的形状及其属性存储在计算机内，形成物体的三维几何模型。上述图形处理的原理和算法比较抽象，有的涉及到较复杂的矩阵运算，有的要经过多次变换运算后才能得到最终结果。为了将复杂的算法运算讲得通俗易懂，我们借助Solidworks的相关功能模块进行讲解和演示，从而起到事半功倍的效果。
例如，在讲授投影变换时，在Soliworks中先用特征造型工具制作好一个典型的零件模型，再用标准视图工具直接显示该零件的主视图、俯视图、左视图等标准视图，视图变换时有变换动画，直观清晰。还可利用工程图模块，方便生成标准三视图和等轴测视图，直观显示变换矩阵运算的结果。通过设置图纸属性中的投影类型，还可对比显示第一视角和第三视角的不同结果。
再如，在讲授B样条曲线的生成、性质、分割和拼接时，利用Solidworks草图模块的样条曲线工具，用鼠标在绘图窗口指点一系列的型值点，即时生成样条曲线；利用曲线工具可显示曲率、曲率半径、拐点等属性，还可插入型值点；利用分割实体工具，可将一条样条曲线分割成两条或多条，并在分割时显示相切控标；反过来，利用套合样条曲线工具，可将两条或多条样条曲线，拼接成一条样条曲线。通过这些演示，可透彻理解样条曲线的生成方法、性质、分割和拼接原理，分清特征点、型值点、插值点等几个容易混淆的基本概念。
在讲授曲面时同样可利用Solidworks的曲面工具，讲解各种曲面的生成方法，曲面的剪裁和缝合。生成时有动画显示，一目了然。这样的例子还有很多，不再一一列举。
1.2基于COSMOSMontion的机械系统运动学和动力学仿真分析
机械系统的运动学和动力学分析方法很多，有图解法、解析法和实验法等。解析法利用计算机完成，建模迅速，求解方便，计算精度高。采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程，建立机械系统的动力学方程，利用交互式动力学分析软件建立参数化的机械系统几何模型，对虚拟机械系统进行运动学和动力学求解。COSMOSMontion是Solidworks的CAE应用插件，是一个全功能运动仿真软件。它具有如下特点：
（1）功能强大，求解可靠。软件支持各种约束，可以模拟系统各种受力情况，对仿真结果可以通过多种方式来研究。其可靠性和精确性经过成千上万位工程师在各种不同行业的长期实际应用而得到验证，并且求得的结果与实际非常吻合。
（2）与Solidworks无缝集成。我们用Solidworks完成零部件的实体造型设计，不离开自己熟悉的CAD环境就可以进一步用COSMOSMotion实现运动仿真，研究所设计的机械系统的各种运动情况，感觉好像是在使用同一个软件，不需要学习新的软件界面，并且COSMOSMotion可以自动将在建模环境下定义好的装配约束映射为运动约束。另外，因为是无缝集成，不需要在不同软件间打开、传送、转换装配体文件，从而保证了设计的完整性和统一性。
（3）使用简单、操作方便。COSMOSMontion是Windows原创软件，支持拖放功能，用鼠标右键弹出快捷菜单。这些都是我们非常熟悉的标准Windows软件操作，极大地方便了使用。
1.3基于COSMOSWorks的计算机辅助工程分析
计算机辅助工程分析（CAE）是机械产品设计过程中的一个重要环节，运用计算机辅助工程分析技术可以对产品进行静态分析、动态分析、过程模拟以及优化设计，及早发现产品设计中的缺陷，减少设计的盲目性，使产品设计由经验设计向优化设计转变，从而提高产品的竞争力。狭义的CAE一般指有限元分析。在机械CAD/CAM课程中一般以平面应力问题为例，阐述有限元法的基本原理。要对一些复杂结构进行有限元分析，还是离不开有限元分析软件。经过软件的运用反过来可很好地理解有限元法的基本原理。COSMOSWorks是一个与Solidworks完全集成的设计分析系统，它集功能强大、计算精确和简单好用三大特点于一身，可对零件模型或装配体模型进行线性静态应力分析、非线性分析、频率分析、扭曲分析、热分析、优化分析、疲劳分析、跌落测试分析。其主要功能模块以标准插件形式集成在Solidworks中，整个使用界面和Solidworks的风格完全相同，按照前处理—求解—后处理的步骤或使用向导，可方便地完成各种类型的有限元分析。
1.4基于SolidCAM的计算机辅助制造
狭义的计算机辅助制造（CAM）主要指机械零件数控加工程序的编制。主要包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹及数控加工代码生成等。机械零件数控加工程序的编制方法有手动编程和自动编程。手动编程的整个编程过程由人工完成，对编程人员的要求高，不仅要熟悉数控代码和编程规则，还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力，仅适用于几何形状不太复杂的零件。自动编程时编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，由计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质。自动编程包括语言式自动编程和图形式交互编程。SolidCAM就是一种图形交互CAM软件，其主要特点有：
（1）模块功能强大。提供了从2.5轴铣削、3轴铣削、多面体4/5轴定位铣削、高速铣削（HSM）、5轴联动铣削、车削和高达5轴的车铣复合加工、线切割以及三座标测量编程模块。
（2）与Solidworks无缝集成，易学易用，采用模板化加工。加工模板可随时调用、修改和自定义。
（3）通过定制化的后处理器高效产生G代码，残留毛坯和加工过程可视化。
2基于Solidworks的机械CAD/CAM课程教学案例
下面以凸轮活塞机构的CAD/CAE/CAM为例，阐述Solidworks及其插件在机械CAD/CAM课程教学中的运用。凸轮活塞机构主要由机架、凸轮轴、摇杆、摇杆轴、顶杆、滑套等零件组成，其工作原理为：凸轮轴匀速转动，通过摇杆驱动活塞顶杆上下间歇移动。通过对该机构的CAD/CAE/CAM来验证结构设计的正确性、运动的可行性，校核关键零件摇杆的强度，生成凸轮轮廓的数控加工代码。
2.1三维实体模型的建立
机架、摇杆、摇杆轴、顶杆、滑套等零件的造型比较简单，凸轮的轮廓曲线必须按照从动件的运动规律来设计。若推程按正弦规律运动，回程按等加速等减速规律运动，另外还有近休止和远休止阶段。直接采用Solidworks的Toolbox中的凸轮模块，按运动规律可快速设计出凸轮，再拉伸出两端轴肩，即得到凸轮轴的零件模型。将各零件模型装配成装配体，进行干涉检查，若有干涉可对零件模型进行编辑修改，直至消除干涉，验证结构设计的正确性。建立好的装配体模型如图1所示。
2.2凸轮活塞机构的运动仿真分析
勾选COSMOSMotion插件，打开“智能运动构建器”，装配模型地动映射为运动模型：①将机架、摇杆轴和滑套映射为静止零件，将其它零件映射为运动零件；②将装配体中的配合映射为运动约束：凸轮轴与机架之间、摇杆和机架之间映射为转动副，顶杆和滑套之间映射为移动副。我们在凸轮和摇杆之间、摇杆和顶杆之间手动添加曲线与曲线接触，设置好有关的接触参数；在顶杆和滑套之间添加线性弹簧，设置好弹簧刚度、自由长度、弹簧中径和簧丝直径等有关参数；在凸轮轴与机架联接的转动副上添加旋转运动，例如连续转动，设置好转速；设置好仿真时间、帧数目等仿真参数，运行仿真分析；仿真结束后可以录制仿真动画、测量出凸轮与摇杆之间的冲击力等运动和动力参数如图2所示。
2.3摇杆的有限元强度分析
摇杆是整个机构中受载较复杂的零件，用有限元法对其进行强度分析。勾选COSMOSWorks插件，打开摇杆的零件模型，在COSMOSWorks界面下按以下步骤进行结构有限元分析：①新建一个静态分析算例；②指定摇杆的材料；③恰当地划分有限元网格；④添加约束；⑤手动施加外载荷，也可将上述运动仿真分析结果中摇杆危险时刻所受到的外载荷导入到有限元模型中；⑥设置有关选项，运行有限元静强度分析；⑦用云图显示摇杆在危险时刻所受到的相当应力，如图3所示。
2.4凸轮轮廓的数控加工编程
凸轮的轮廓曲线为二次曲线，采用数控铣削加工，我们用SolidCAM来交互式生成其数控加工代码。①设定好工件文件、加工原点；②定义一个轮廓加工程序。包括指定要加工的轮廓，设定加工刀具参数、铣切高度、加工次数、进到和推刀方式等；③运行加工仿真；④生成数控加工的G代码，如图4所示。
3结语
基于Solidworks进行机械CAD/CAM教学，将理论和实践结合起来。既讲授CAD/CAM的原理和方法，又培养学生利用相关软件解决实际问题的基本技能。通过近几年的课程教学改革，教改成效逐渐显示出来。一是学生的创新设计能力有较大的提高；二是学生掌握了机械CAD/CAE/CAM的基本技能，并能灵活运用。从毕业设计的成果来看，机械类和农机类的学生都能采用计算机绘图，部分学生根据课题性质和课题要求，建立起机械的三维实体模型，并进行CAE分析。不可否认，学生的机械创新设计技能，不是某一门课程所能培养出来的，还得综合运用多门专业课程的知识。鉴于当前三维CAD的大量应用，从专业层面建立基于三维CAD的机械类专业课程教学体系，是今后机械类专业课程教学改革的方向。
参考文献：
[1]段红杰，于善启.面向三维CAD/CAM技术的机械类专业教学改革的研究与实践[J].郑州航空工业管理学院学报：社会科学版，2007（5）.
[2]肖乾.机械CAD/CAM教学改革初探[J].华东交通大学学报，2007（12）.
[3]马希青，李河宗，崔坚.以Pro/E为支撑搭建基地平台，强化实体设计课程建设[J].河北工程大学学报：社会科学版，2007（3）.
[4]张德强，张晓光，王海洋.机械CAD/CAM理论与实践融会教学研究[J].辽宁工业大学学报：社科版，2011（1）.
【关键词】环艺专业 改革 教学方法
【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）03-0231-01＼
一、环艺CAD教学现状
CAD 作为一个通用计算机辅助设计软件，对计算机的配置要求不高，并且容易掌握、使用方便、与其他软件兼容性好等优点，能够绘制二维图形与三维图形、便于标注尺寸、输出图形以及打印各类工程图纸。
原本作为一门软件课程，课程整合赋予了更为广泛的学习意义，实际教学中专业倾向尤为明显，学机械、服装、园林、建筑的人也修CAD课程，但是可能绘制一张室内设计图纸却远远不能达到室内设计规范与要求。
随着信息科学技术的提高，计算机辅助设计能力提升空间进一步加剧，CAD作为计算机辅助设计软件以它的快速、准确、易修改，操作简便等优势，在设计领域有不可取代的地位。手绘再准确，都不可能比计算机准确，手绘再美观，都不可能达到照片级效果。CAD的广泛应用，从一个侧面体现了信息技术的强大功能，随着版本的更新提高，操作越来越简便，逐渐向智能化、人性化方向迈进。
二、环艺CAD教学存在问题
1.毕业生从绘图员做起，然而市场对绘图员所要求绘图的准确度与绘图速度，许多毕业生无法做到，导致学生不能很好地一次性就业，需要进一步提高CAD操作方法。
2.在目前教学活动中，大多以软件的工具教学为序，以软件为主，理论教学脱离实践，没有做到教学专业的对口，虽然学了CAD软件，但是仍不能准确表达环艺施工图纸。
3.在环艺CAD课堂教学过程中，常常出现让许多学生同时等待老师解决问题的现象产生，需要进一步增强反复教 学意识。
4.许多同学在CAD学习过程中，常常因一个小的问题，而挡住了前进的脚步，一个小小的设置，可能会让图纸表达无法进行下去，学生欠缺自主学习能力，也缺少合作学习的意识。
三、环艺CAD教学操作方法改革
1.坚持使用快捷键，尝试修改快捷键。①初学者使用快捷键，可能作图速度低于只用鼠标者，但是一旦熟悉则绘图速度飞速提升，让只用鼠标者望尘莫及。作为初学者，目标应放的更为远大些，不要贪图眼前的傻瓜式点击，而应该左右手同时出击，为熟悉后绘图速度提升制造可能。②记忆常用快捷键，快捷键由三个字母以上组成的，为不快捷的快捷键，若使用次数较多则把该命令快捷键修改成最容易点击的一个字母，例如对于复制命令，默认快捷键为“CO”或者“CP”，然而由于使用次数过于频繁，而C和O或P的键盘距离比较遥远，使得左手操作键盘的速度大大降低。
鉴于以上原因，考虑人体工程学并结合大多数人操作习惯一般将复制命令修改为“C”键，而“C”键原本为圆的快捷键，可以把使用次数较少的圆的快捷键修改为“CV”或者“CC”（考虑到“C”和“V”键盘上相邻），该种修改方式为大多数人接受。
2.寻求最简单绘制方法，提高绘图速度。路千万条，但是可能捷径只有一种，如绘制窗线，一般窗线由四道线构成，再加上首尾封口，若使用单线绘制或者偏移的方法，至少五个步骤。 然而使用多线则一步可完成，并且为成组的状态，避免了图中过多零碎的线条。
3.手指的任务分区合理，一般左手负责键盘，右手负责鼠标；目前一些不专业的设计师喜欢只使用右手点击命令操作绘图，增加了鼠标步骤的繁琐性，造成左右手分工的不合理，严重影响了绘图速度，长期操作影响身体健康，该不良习惯须加以纠正。
四、环艺CAD教学实践中的运用方法改革
1.理论结合实践教学，在目前教学活动中，大多以软件的工具教学为序，以软件为主，理论教学脱离实践，个人觉得大为不妥。环艺CAD教学应结合实际案例教学，突出环艺专业特色，在笔者教学活动中，则以一个典型的装饰装修案例实施过程为大纲，在笔者主编的《Auto CAD实训教程》（北京工业大学出版社，2012年8月）一书中，明确提出了因用而学的理念。
2.反复教学法与合作学习，任何学习都是以记忆为基础的，实际练习中，不可能每个学生都具备过目不忘的本领。往往存在一步忘记，则无法继续的状况，学习者甚为苦恼却又无计可施，在教师教学中须反复教学，以便学生及时巩固所学步骤，个人认为此项至关重要。同时发挥学生合作的精神，两人共用一台计算机，对于遗忘操作步骤可以起到互补的作用，同时增进了同学友谊，在教学中也解决了计算机资源相对不足的状况。
3.许多同学在CAD学习过程中，常常因一个小的问题，而挡住了前进的脚步，一个小小的设置，可能会让图纸表达无法进行下去，使用视频教学，老师提前做好教学视频，当学生遇到遗忘部分时候，通过观看视频可以找到自己不会的地方，并且顺利解决问题。
4.常用尺寸的理解与掌握，要切实记忆室内设计中一般符合（200、300及倍数的）模数，或者（既是200又是300倍数的）完美数，尺寸变化时符合级数（模数的十分之一或百分之一），次一点符合整数（5或者50的倍数）。
五、结语
在环艺CAD教学过程中，应坚持使用快捷键，尝试修改快捷键，同时寻求最简单的绘制方法，提高绘图速度。同时将左右手任务分区合理分配，左手负责键盘，右手负责鼠标，理论结合实践教学，反复教学法与合作学习，使用视频教学，掌握常用尺寸，把教学课堂设计合理，给学生布置任务数量合理，难度恰当，结合笔者教学实际，如若能综合使用以上教学方法，环艺CAD教学效果必能事半功倍。
参考文献：
[1]虞春隆.建筑CAD课程的教学实践与探索.华中建筑.2008年4月第26卷
[2]王秋菊.室内设计专业CAD课程教学的探讨.艺术教育.2009年01期85-86页
CAD课程是机电类、测绘类、室内设计等专业必修的专业基础课程，具有一定的通用性，又具有与专业知识相结合的特点。如何使学生掌握CAD课程的内容，并在各自的行业熟练应用，是高职CAD课程教学研究的一个重要内容。在进行教学内容设定时，要考虑CAD课程的通用性，也要考虑到行业的针对性和适用性。学生学完该门课程后，能否适应岗位能力要求，教学方法的选取是一个关键。文章以本校CAD课程教学为研究对象，对CAD课程教学内容和教学方法进行探索。
1 CAD课程教学中存在的问题
1.1 教学内容方面存在的问题
（1）CAD课程在进行教学时，通常是机械地执行所选教材中的教学内容和教学顺序。虽然这是出于教学严谨性的考虑，但却忽略了与专业相关内容的结合。由于教材的差异性，在进行教学时，如果完全按照教材内容讲解和练习，体现不出CAD课程与专业的结合。另外，如果单纯地讲解软件的命令和功能，容易让学生忽视课程的重要性，从而认为这和专业关系不大。再者，如果课程刚开始就按照教材所述内容进行软件应用环境的设置和基本概念的讲解，会让学生觉得课程枯燥无味，从而对课程缺乏兴趣。总之，必须保证教学内容和教学顺序的合理安排，这样才能在有限的授课时间里，最大限度地让学生掌握专业绘图所必需的知识。
（2）在学生进行练习时，练习所用的图形一般局限于教材上的图形。而多数教材上的练习图形数量少，并且与专业结合度不高。
1.2 教学方法上存在的问题
（1）目前，多数高职院校中的CAD课程教学，还遵循着传统应用软件的教学方法，也就是教师讲解完一组命令之后，学生再上机操作练习。在进行综合图形的练习时，一部分教师采用的是学生自己练习；另一部分教师采用的方法，是教师讲解之后，学生再练习。第一种方法，学生练习一个图形，需要花费大量的时间，可能十分钟就能完成的图形，因为没有教师的引导，一堂课也完成不了。第二种方法，教师讲解过的图形，学生能快速地绘制出来，但对于新的图形，学生却感觉无从下手。
（2）在考核方式上，采用了8：2的方法来考核学生成绩。其中，80%是期末考试，20%是平时成绩。这种方法让学生存在一定的投机心理，认为平时上课并不重要，只要期末考试时，把考题绘制出来，即可获得高分。但是，这样的学生即使获得高分，其实际动手能力却很欠缺。
2 CAD课程教学探索
2.1 教学内容的探索
CAD课程并不仅仅是简单的点、线、面图形的绘制。除掌握CAD软件本身的功能模块命令之外，更要与行业规范相融合，才能绘制出符合行业要求的图形。本门课程，一般应开设在工程制图或建筑制图等课程之后。课程的学习目标是学生能掌握CAD软件绘制行业相关图形的能力，为今后的就业打下基础。在总结笔者多年的CAD课程教学经验和对其他授课教师进行访谈的基础上，对CAD课程教学内容作如下总结：
（1）通过教学实践，主要将CAD课程的教学内容和教学顺序划分成如下几块：第1部分，二维平面图形的绘制与编辑。这部分内容中，加入了操作界面的认识，避免了枯燥的软件运行环境的设置，从而对初次接触CAD的学生进行引导，帮助他们克服畏难心理，保持学习的兴趣。在学生练习时，不可单纯地让学生练习某个命令，而应该有具体的要求。例如，让学生把某个图形做成最终的效果图。本部分内容的练习，可以用技能模块考试的考题；第2部分控制显示图形，对图形显示的空间和显示方式进行讲解，让学生掌握以自己需要的方式查看图形的任一部分内容；第3部分图层的规划，能设置、创建和控制图层，提高绘制复杂图形的效率和准确性；第4部分绘图环境的设置和坐标的输入，掌握绘图设置的内容和方法及坐标系和坐标输入的方法，为后面精确绘图打下基础；第5部分精确绘制图形，掌握辅助功能及坐标输入法实现精确绘图；第6部分块及属性、外部参照和设计中心，在进行大量相同或相似图形绘制时，可用块来提高绘图的效率；第7部分创建面域与图案填充，绘制物体的剖面和断面图时，均需进行图案填充；第8部分图形尺寸标注，尺寸标注是绘图设计中重要的组成部分，通过定形尺寸和定位尺寸的标注，可以确定图形中各部分的大小和相互之间的位置；第9部分图形的综合练习，用行业相关的图集进行综合练习与讲解，让学生能将所学的内容与工作实际相联系；第10部分图形的打印输出，根据实际工作需要，输出不同格式的图形，或按制图规范打印出图形；第11部分三维图形的绘制与编辑，此部分内容为可选内容，主要是进行模型的三维造型。
（2）对于划分的11块教学内容，按照由浅入深、由易到难的教学顺序进行安排。先让学生感兴趣，有成就感，喜欢学习本门课程，再逐步深入地讲解课程的内容并应用到专业图形的绘制中。教学内容及顺序安排如图1所示。
2.2 教学方法的改进
随着CAD软件在各行业的普及，CAD课程受到更多的重视，课程的教学模式和教学理念都在不断的完善和发展。这就要求CAD课程的教学效果需要不断的提升，并对课程的教学方法进行改进和完善。
（1）本课程教学的目标是学生能熟练应用CAD软件绘制专业图形，教学方法要服务于此教学目标和教学内容。通过实践总结，笔者提出了“启发加讨论式”的教学方法，如图2所示。在教学的过程中，各部分内容教师边讲学生边练，讲练结合，以学生主动学习为主，教师讲解为辅，增进学生的学习积极性和实际动手的能力。将专业图形融入教学中，产学结合。以专业图形为主线，学生对图形进行绘制方法和步骤的讨论，然后初步绘制专业图形，教师通过观察学生的绘制过程后，进行启发式的讲解并演示，学生再进行绘制成图，然后师生再一起分析比较绘图方法。教与学相互融合，让学生具备分析问题和解决问题的能力，而不是一个简单的绘图模仿者。
图2 启发加讨论式教学方法
（2）作为一门实践课程，其考核方式不能局限于期末的考试，更应该与平时课堂表现结合起来。期末与平时成绩按5∶5的比例进行学期成绩的评定，如下表所示。平时成绩评定按照作业完成质量、出勤率、课堂讨论积极性来评定。这样能激励学生在课堂上学习的积极性，积极参与课堂讨论，拓展自己的思维能力，注重平时知识和技能的积累。
考核方式改变
考核项目 所占比例% 评定依据
期末考核 50% 绘图基本能力掌握情况
出勤率 10% 学生出勤情况，考察学生组织纪律观念
作业 35% 课堂及课后作业完成质量和数量
课堂讨论 5% 课堂讨论，提出自己的方法与见解，课堂记录为主
3 教学改革的实践
对CAD课程教学内容和教学方法的探索，在本校2012级室内设计专业和机电专业的学生中进行实践，取得了较好的教学效果。从教学内容和教学顺序安排上，学生学习时，感觉不吃力。从绘制命令开始的教学，让学生能直接看到本堂课的成果，打破了一开始软件绘图环境设置的神秘和难度，让学生接受本门课程，循序渐进，完成专业图形绘制的教学工作；从教学方法上，讨论启发式的教学方法，让学生在讨论的过程中，明白要学什么，有什么用，从而实现积极主动的学习方式，在学习专业知识的同时，也锻炼了学生的组织能力、表达能力并获得了一定的自学能力。通过课程实践作品的比较，12级学生的专业图形绘制能力普遍强于11级学生，12级学生参与高新技术模块“计算机辅助设计”考证的通过率达到96%，高于11级学生考试通过率的87%。
4 结语
CAD课程是与专业图形绘制相关的课程，其根本目标是培养学生的绘图技能，使学生具备从事相关行业的基本能力。所以，如何有效开展CAD课程，探索适合于当前学生的教学方法，根据专业能力要求，设置课程内容，合理安排教学顺序，是每一个CAD课程教师需要探索的问题。
关键词：隧道及地下工程；CAD教学；教学模式
中图分类号：G6420；TU9文献标志码：A文章编号：10052909（2012）06013603随着计算机科学和CAD技术的快速发展，计算机辅助绘图和设计技术已广泛应用于隧道及地下工程专业，并贯穿于工程的规划、设计、施工以及养护管理等全过程。CAD应用能力已成为新一代隧道工程师必备的基本素质。在此背景下，随着高校工程教育改革的推进，为了适应工程行业现代化设计模式和CAD技术的发展，各高等院校普遍开设了不同类别、不同层次的CAD课程，使本科生在学习传统工程知识的基础上，能够掌握现代化的计算机辅助设计技术，培养学生的CAD应用能力和创新能力。
CAD课程作为具有学科交叉特点的基础课程，其教学目标、教学方法与传统工程专业基础课程差异明显。如何有效开展CAD课程教学一直是高校工程专业探索和研究的方向，并已开展了卓有成效的研究工作［1-4］。其中，针对专业CAD课程（如建筑工程、给水排水等）教学，部分学者从课程设置、教学内容、教学方法、现代化教学手段以及实践教学方面进行了初步的探讨和研究［1-2］。
在问卷调查基础上，结合计算机辅助设计、地下结构CAD等课程教学中遇到的问题及切身体会，系统提出了以CAD技术为主线，融专业标准及规范、专业知识与工程实践于一体的隧道及地下工程专业CAD课程教学模式，并在实际教学工作中进行了初步的实践。
一、CAD课程教学现状的调研及分析
文章以目前隧道及地下工程专业中普遍采用的AutoCAD计算机辅助绘图软件为代表，采用问卷调查的方式，通过对278份本科生问卷的分析和研究，调研分析了CAD课程教学现状及存在问题。（一）CAD技术总体掌握情况
100%的受调查学生认为CAD软件对今后的工作非常重要，并且希望通过系统学习掌握该工具。虽然受调查学生认识到了CAD软件的重要性，但只有不足一半的学生使用过该软件。其中，27.9%的学生仅仅会使用简单命令，68.3%的学生表示可以画一般的工程图纸，而自认为娴熟掌握软件的学生只有3.8%（图1）。综合而言，只有30%的学生表示其CAD软件应用能力可以满足未来工作的常规需求。虽然学生普遍意识到CAD技术在专业中的重要性和学习的必要性，但由于很多高校大平台的本科培养理念，更加重视专业基础知识的传授，CAD能力培养尚显不足，需要在教学内容及教学方法方面进一步加强。
图1CAD软件的掌握程度
（二）CAD课程教学中普遍存在的问题
12高等建筑教育2012年第21卷第6期
闫治国，等隧道及地下工程专业CAD课程教学模式研究
第一，教学内容以介绍命令为主，课程缺少连贯性和工程应用背景。CAD课程教学一般是针对具体软件，从最基本的命令分步分节讲授。授课内容较为单一，教学效果不好，学生也许可以熟练掌握各种绘图命令，但面对实际工程问题时，不清楚如何针对具体情况合理运用CAD技术（图2），问卷调查的结果也证实了这一结论。这表明CAD课程教学应强调以实际应用为目标，结合工程实例进行，避免仅讲授CAD软件的操作方法，以简单命令为教学内容［4］；否则，一方面课程教学效果难以保证，另一方面也不易有效提高学生的CAD应用能力。
图2学生对于教学效果的评价
第二，CAD课程教学与专业知识和工程实践的联系不紧密，CAD综合运用能力不足。CAD课程教学中，演示或作为练习的内容尽管也体现了专业背景，但往往缺乏系统性和层次性，且与工程实践的联系不紧密，难以调动学生的学习兴趣。这也导致学生对CAD技术与工程实践间的联系及转化关系认识不清，不了解CAD技术在工程实践中的作用。
由于隧道及地下工程专业的特点，工程师需在大量的标准、规范约束下开展设计工作，因此，熟悉并践行这些标准、规范也是培养学生具备专业工程师素质的必要步骤。然而，CAD教学中没有融入相关标准、规范的内容，导致学生专业素养与CAD应用能力培养脱节。从问卷调查看，学生对CAD课程教学内容设置的期望集中在综合运用和满足实际工程需要这2个方面，如图3所示。
图3学生对CAD课程教学内容的期望
第三，缺少能体现专业特点，并融合CAD技术、专业标准与工程实践于一体的教材。目前CAD方面的教材非常多，但多数集中于CAD软件自身的使用及操作方面，与帮助文件类似，能体现专业特点，结合工程实践系统介绍CAD技术应用的教材少。
第四，CAD教学手段相对单一。常用的CAD教学手段包括PPT讲解及电脑操作演示，而学生对CAD课程的授课形式有许多期望和建议，如保存操作视频、动画演示操作过程等；因此，CAD课程教学手段应更加丰富。
二、CAD课程一体化教学模式
（一）主要思路及框架
根据信息时代工程设计模式与隧道及地下工程专业CAD教育需求，以提升教学效果，培养学生创新意识、综合分析运用能力及专业工程制图和设计能力为目标，提出以CAD技术为主线，融专业标准（规范）与原理、隧道及地下工程专业知识及工程实践于一体的新型教学模式，如图4所示，其主要思路和特点如下：
（1）强调CAD基础概念，注重CAD应用方法，提高学生CAD学习、应用及创新能力。
（2）在教学内容安排、示例设置及知识讲授方面将专业标准、规范有机融合，除将CAD知识传递给学生，还应注重与专业知识、工程实际标准和规范的衔接，使CAD教学具有专业特色。
（3）以完成某一工程实例为教学主线，使学生掌握CAD应用过程中各个关键环节的主要命令及实现方法，理解并掌握从CAD图纸到实际工程的信息传递、转化过程，培养应用CAD技术解决实际问题的综合能力。
（4）追踪最新的CAD技术、软件成果，以及CAD技术在隧道及地下工程中的应用现状，讲授CAD基础知识及操作技能的同时使学生充分了解CAD技术的发展趋势和行业动态。
（5）培养学生CAD创新能力和综合实践能力。
图4隧道及地下工程专业CAD课程一体化教学模式
（二）主要工作内容
1. 隧道及地下工程设计模式及地下工程CAD教育需求分析
借助多种手段分析、研究地下工程设计模式及教育需求，确立地下工程CAD课程教学的目标，及时、动态调整教学内容，紧跟CAD技术和工程实践需求。例如，对隧道及地下工程相关设计院（所）或施工建设单位调研，总结归纳当前隧道及地下工程在设计、建造过程中对CAD技术的需求点，进而有针对性安排教学目标和教学内容。
2．专业标准及典型工程案例图集的收集、整理
收集、整理现行的相关专业标准，结合地下工程专业特点和专业知识，将专业标准、规范及原理分解为CAD教学中相互关联的知识点（标注样式、行业约定俗成的图形表达方法等），便于后续逐步融入课程教学。同时，收集盾构隧道、山岭隧道、沉管隧道等典型地下工程案例图集，结合教学知识点整理，使之系统化，以此作为课程背景，实现CAD技术与工程实践有机融合。
3．一体化教学模式的贯彻
在实际教学中，以实际隧道及地下工程为背景，以CAD—实际工程图纸为主线，融CAD知识、专业标准、规范与原理、地下工程专业知识及工程实践等内容于一体，实现知识逐步衔接、融合及深化，培养学生的创新意识和CAD应用能力。
4．配套教材的建设
建设融CAD技术、专业标准、规范、地下工程专业知识及工程实践等内容于一体的地下工程CAD教材。
三、结语
文章结合CAD课程教学实践，系统提出了以CAD技术为主线，融专业标准及规范、专业知识与工程实践于一体的隧道及地下工程专业CAD课程教学模式，并在实际教学中进行了初步的教学实践，实践表明：该模式具有优势和可行性，教学效果良好。通过一体化教学模式，学生能深刻掌握CAD基本概念和方法，将专业标准、规范等贯穿CAD应用全过程，实现专业知识与CAD技术有机结合，满足工程实践需要。该教学模式对提高学生的创新意识和专业素质，培养社会发展所需的高素质人才具有积极作用。
参考文献：
［1］傅斌， 张勤， 张智， 等.给排水专业计算机辅助设计教学改革与实践［J］.高等建筑教育， 2004， 13（4）： 81-83.
［2］周跃生.浅析建筑CAD课程的教学改革［J］.高等建筑教育， 2000 （4）： 33-34.
【摘 要】随着计算机技术的日益普及，许多中等职业学校已将《CAD》纳入到《机械制图》这门课程中，但在实际教学中也存在一些问题，有待改进，下面就《机械制图》与《CAD》教学的几点思考提出来与同行们商榷，以期使我们的教学水平更上一个新台阶，适应社会迅速发展的需要，为社会培养合格的技术工人。
【关键词】机械制图；教学；改进
一、对教师配置及课程安排的思考
当前，《机械制图》与《CAD》是两门独立的课程，分别安排时间进行讲授。一般是先进行《机械制图》课程的学习，然后在讲授《CAD》，把两门有关系的课程分开来上，甚至有些学校《机械制图》与《CAD》分别由制图教师和计算机两个专业的老师担任，这样安排既增加了学习课时，又浪费了教师资源，而且教学效果也不太好。我们职业学校的培养目标是生产一线的中高级技术工人，要在有限的时间内掌握更多的实用技术。所以，如果将两门课程结合到一起，变成《机械制图》与《CAD》课程，由制图老师担任，这样教学有很强的针对性，既节省了课时又能更好的组织教学，况且学生大部分是初中毕业，刚接触《机械制图》都感到很吃力，但如果将两门课程穿行由任课教师根据具体情况自主安排的话，就能结合学生的实际情况有的放矢的制定教学计划和教学方案，将它们有机的结合在一起，相辅相成，会大大激发学生的学习兴趣，消除畏难心理，有利于学生尽快的掌握《机械制图》这门课，起到事半功倍的效果。
二、对教学内容安排的思考
零件图的识读为教学的重点和目标，组合体视图为次重点。我们要围绕这两大重点进行教学。前者是入门知识，着重培养的是空间想象能力，这是基础知识，零件图的识读是我们的最终目标，就业后用得最多的也是这部分知识。组合体视图是一个难点，在以往的教学中我们深有体会，由于缺乏一些模型，学生的想象力得不到开发，学起来很费劲。但若采用《CAD》三维造模，学生就能一目了然，这样多次重复，问题就可迎刃而解，学生没有学不会的。另外轴测图的画法也应放在《CAD》中进行。还有，以往零件图的学习，都是教师在讲台上滔滔不绝的讲，学生看书跟着听，很枯燥、也很乏味，教学效果极差。但如果在《CAD》上进行效果会好很多。零件图的识读可从四方面来进行：1.标题栏；2.视图；3.尺寸标注；4.技术要求。可以把零件图作成 幻灯片进行讲解。在《CAD》中标题栏有样板文件可以调用；视图可以用《CAD》三维造模；尺寸可以结合《CAD》中的尺寸标注样式的设置和标注命令的使用进行讲解；技术要求应结合表面粗糙度的块的属性设置和文字的输入进行讲授。这样将它们穿插在一起，增加了教学的直观性和趣味性，把枯燥乏味的内容变为有趣的知识，变要我学为我要学了，提高了教学效益，使学生真正掌握了零件图的识读。通过这样的调整后教学效果显而易见。教师把《CAD》作为一种工具来使用，把它作为辅助的教学手段来处理，把看图、识图能力的培养作为重点来进行教学，这才是我们正确的做法。
三、对今后教学发展的思考
《CAD》极大地丰富了机械制图的教学内容，改变了制图的教学方法，而且越来越多的被应用于实际生产中。随着计算机技术的不断发展，《CAD》制图教学也将得到进一步的发展，在一些发达国家，U-G、Pro-E、Solidworks等先进的三维绘图软件的应用已经很普遍。只要设计出了三维零件图，和绘图软件相连的加工设备就能直接生产出产品，极大地提高了生产效率。近几年内，我国也必将得到普及。随着教学设备和教学技术的进步，我们今后的教学也将会大有作为。这样教师也面临着新的挑战，迫使我们要不断的学习新的知识。只有这样我们中职学生才能学到更多、更有用的先进技术与技能，为他们今后的发展打下坚实的基础，使他们能够面对社会的选择，被社会所用。
四、教学模式的改进
机械制图作为专业基础课，实践性强，许多学生在课上能够听懂，且能想出立体图，但课下独立思考做作业时却一塌糊涂，漏洞百出。因此，机械制图的教学模式应由单一的课堂教学扩展为课堂教学和课堂辅导两部分，也就是说安排相应的习题辅导课，从而能够让任课教师和学生进行共同讨论，为后续课程打下良好基础。改变以往学生完全被动接受的填鸭式教学模式。
为了使习题辅导课达到较好的效果，教师在教学中进行启发式、引导式教学很重要，它主要体现在设计讨论题、多种讲解形式以及教师的应变能力。比如：教师要出一些能举一反三的典型题，补画第三视图的一题多解题来锻炼学生灵活思维。设计出较好讨论后，要留给学生充分的思考时间和学生彼此之间的讨论时间，充分调动学生学习积极性。那么这期间，教师要起到主导作用，注意把握讨论中出现的新观点、新想法，而对于讨论中的偏见或误解要适时的修正。最后对讨论中出现的情况进行概括、小结，起到画龙点睛的作用。
关键词：土木工程CAD；专业软件；课程教学；能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）30-0215-02
《土木工程CAD与专业软件》是土木工程专业开设的重要专业课程之一，与土木工程行业接轨紧密，同时又用到大量的专业课程的理论知识以及各种建筑设计规范，是一门实践性、工程性、综合性很强的专业课程。该课程主要的教学内容是高等学校土木工程本科指导性专业规范中规定的计算机应用技术知识领域的核心知识单元和知识点[1]。在土木工程行业中所运用的各种计算机设计软件有：AUTOCAD、广厦CAD、PKPM、TBSA、SAP、ANSYS等，而PKPM是中国建筑科学研究院开发的集平面空间于一体的、以建筑结构计算为主导的建筑设计软件，是目前国内应用最广泛，被绝大多数设计院所认可的建筑结构计算程序。各高校土木工程专业从市场需求出发，为培养社会急需人才，近几年来基本上均开设该课程。学好该课程不仅能使学生掌握对软件的操作使用，更能使学生巩固以前所学专业课程的理论知识，培养学生对各种错综复杂因素的综合分析能力和解决工程实际问题的能力，实现零距离就业有非常大的帮助。笔者结合自己多年的实际工程设计和施工的经验，根据工程项目结构设计从方案设计到结构计算再到施工图设计出图三阶段，在教学中探讨了一套以工程项目的模型输入―结构设计计算―结构施工图设计出图为主线的实践教学方法，以增强学生将理论知识、建筑结构设计规范以及结构设计软件三者融会贯通的能力，提高学生的动手操作能力、技术应用能力、工程实践能力以及创新能力。
一、结合工程项目的方案设计以及结构计算，提高学生对软件基本操作技能以及技术应用能力
工程项目结构设计的阶段大体可以分为三个阶段：方案阶段、结构设计计算阶段和施工图设计出图阶段。方案阶段的主要内容有：根据建筑项目的各种资料、条件确定结构类型；再根据不同结构类型的特点及要求布置结构的承重体系和受力构件。结构计算阶段的内容为：一，荷载的计算。二，构件的试算。根据荷载值和相关构造措施等初步确定构件的截面。三，内力的计算。根据确定的构件截面和荷载值进行内力的计算；四，构件的计算。根据计算出的结构内力及规范，对构件的要求和限制来复核构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止[2]。
考虑到受实际工程经验限制，教学采用的工程项目的结构类型教师已选定，学生根据已选定的工程项目和教学内容进行初步结构设计，使学生了解软件的基本功能和主要参数的选择，熟悉各级菜单命令及其操作方法，掌握PMCAD结构建模的主要步骤、荷载的输入、计算数据文件形成、结构平面施工图的绘制，SATWE进行内力计算和配筋并绘制梁柱施工图的方法、JCCA地质资料输入、地基基础计算、绘制基础施工图等操作[2]。在操作的全过程中，要认真的考虑设计的每一环节，融入所学的理论知识以及相应规范的要求，例如：PMCAD菜单中，设计参数的地震信息和风荷载信息的输入时一定要结合工程项目，并根据抗震设计规范和荷载设计规范中相应的规定去选择参数；在框架结构项目时，填充墙是不作为构件还是作为荷载输入的，要将墙体转化为线荷载标准值作用在梁上[3]。
在教学过程中可激发学生发现问题、解决问题的强烈愿望，比如在PMCAD建模过程中，楼梯所在房间楼板是如何处理的，考虑到软件在全房间楼板开洞和楼板厚度为零的区别：平面导荷时，全房间楼板开洞处的荷载将被扣除，楼板厚度为零处不扣除，出图时楼板不配筋，可引导学生这样解决此问题：将程序设置成不自动计算楼板自重，楼梯所在房间楼板厚度设为零，恒载和活载按照实际情况输入，这样既不会漏掉荷载，计算时又符合实际情况，出图时改得也少，减少了不少工作量。类似这种问题软件本身是不会教你如何解决，也没有一本教科书有现存的答案，只有综合学过的理论知识，通过充分的思考，尝试各种方法才能正确解决好。
二、结合工程项目的结构计算，提高学生的分析问题和解决问题的能力以及培养学生严谨认真的科学工作态度和作风
工程项目的结构计算阶段内容包括的四点并不是一次性就能够完成的，在建筑结构设计过程中，有大量数据是凭借经验给定的，如：构件截面尺寸、构件布置的数量和位置、钢筋的直径等。这些提前给定的数值经过计算后是否合理，必需根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制（比如：轴压比、剪跨比、跨高比、裂缝和挠度等）来复核。不满足要求的则需调整构件的截面或布置，直到满足要求为止。教师在教学中对该部分应给予充分的重视，引导学生采用正确的检查方法对项目进行反复检查，保证各信息输入的正确性，对检查出的问题分析原因、找出对策、进行更正；例如通过对整楼模型的仔细观察，检查构件布置是否正确；通过检查荷载图，来分析荷载输入的正确性等。同时让学生养成仔细阅读分析计算结果文件的习惯，这些结果文件有WMASS.OUT文件（建筑结构设计信息）、WAQ.OUT文件（周期、振型、地震力）、WDISP.OUT文件（结构位移）、WNL.OUT文件（内力）、WPJ.OUT文件（配筋）等输出文件[2]，这些j计算结果的一个直观显示，能使我们观察到计算结果（内力、位移、裂缝等）是否符合规范、各工况下的荷载图是否正确等，教师应重点分析结果的常见问题，然后由学生对工程项目的计算结果进行分析，找出数据不合理的原因，提出改正措施，修改后再计算，分析后再修改计算，直到找到理想的结果。在这个不断修改的过程中，综合运用到大量以前所学的混凝土结构、建筑抗震、地基基础等知识，如：当结果文件中显示梁正截面钢筋超筋时，可以有几种办法解决：加大梁的宽度、加大梁的高度、提高砼强度等级等[4]，但到底哪种办法最有效呢，这在混凝土结构课程中讲的非常清楚，应引导学生善于运用。在反复的不断的修改过程中，提高了学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，以及严谨认真的科学工作态度和作风。
三、结合工程项目的结构施工图的设计，提高学生的工程实践能力及创新能力。
工程项目施工图设计出图的主要内容为：确定构件布置、构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。也就是说施工图表达的东西首先要符合结构计算的要求，同时还要符合规范中的构造要求，最后还要考虑施工的可操作性。在这一阶段，让学生结合实际工程项目的施工图，检查自己的施工图是否齐全，比较二者之间的差别，找出差别的原因，以及是否有必要作出修改和调整。由于“构造措施”实践性较强，不像结构计算理论强，并可根据公式进行推导，在理论教学中教师容易忽视，学生也不愿去学，造成学生的薄弱点，但构造措施是保证房屋的耐久性，提高房屋的空间刚度和整体工作性能，防止或减轻房屋开裂，提高房屋的抗震性能等重要的方法之一，所以，教师要加强学生对“构造措施”的理解，以提高学生的工程实践能力。
由于工程的个别性、复杂性、实际性，设计人员必须将PKPM所形成的施工图在AutoCad中加以修改、编辑后才能作为实际的工程施工图出图，这些工作中有很多是繁琐的、重复的。教师可以在教学中引导一些比较优秀的学生利用计算机语言编写应用程序，例如：通过ActiveX Automation技术，在Windows系统下对PKPM所形成的配筋图在AutoCAD中进行二次处理，这样既可以方便工程设计人员结合工程的实际情况更加快速、准确地编辑配筋施工图，从而提高工作效率，又可以提高学生的创新能力。
四、结束语
在土木工程CAD与专业软件课程教学中，结合了建筑工程项目结构设计，实践了一套以工程项目的结构模型输入―结构设计计算―施工图设计出图为主线的教学方法，提高了该课程的教学质量，取得了良好的效果。该课程教导学生要踏踏实实，从一个个基本的构件算起，考虑工程项目设计的每一环节，做到知其然并知其所以然，不仅保证计算模型的简化与工程实际相吻合，使计算假定与实际情况相一致，而且应注意设计软件的适用条件及其技术条件，正确地使用结构计算软件，保证计算结果准确，同时更要加强学生的理论知识和各建筑结构设计规范的学习，深刻理解规范和规程的含义，加强概念设计，保证结构满足各项构造措施的要求，为社会输送优秀的应用型人才。
基金项目：本文系“桂林理工大学教学改革工程2013年立项项目”（项目编号：2013JG37）的研究成果。
参考文献：
[1]高等学校土木工程学科专业指导委员会.高等学校土木工程本科指导必专业规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[2]罗福午.建筑结构[M].武汉理工大学出版社，2012.
[3]中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部.PKPM系列软件用户手册及技术条件[Z].2011，2.
[4]沈蒲生，梁兴文.混凝土结构设计原理[M].北京：高等教育出版社，2012.
