基于综合实践能力培养的CAD/CAM课程设计改革实践

卿兆波

(中国计量学院机电工程学院，浙江杭州310018)

1 CAD/CAM课程设计改革的意义

对于高等工程教育质量，业界的共同反映是:毕业生工程实践能力较弱，岗位适应慢，缺乏创新精神和创新能力，缺乏团队合作和敬业精神［1］。针对高等工程教育存在的问题，2010年6月，教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”，提出了高等工程教育的改革方向:一是行业企业深度参与培养过程，二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才，三是强化培养学生的工程能力和创新能力。

鉴于此，国内学者积极进行大到专业培养计划与体系［1－5］、小到课程内容组织［6－8］等多层次、多模式的多元工程实践模式的教育改革与探索。

计算机辅助设计与制造，简称CAD/CAM(Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing)，是先进制造技术的重要组成部分。CAD/CAM课程设计是我校机械设计制造及其自动化专业大四学生的专业必修集中实践环节，学校根据本专业“卓越工程师”的培养要求，对该课程的内容和形式进行改革，加强对学生综合工程能力和创新能力的培养。

2 CAD/CAM课程设计改革的目标

按照卓越工程师培养要求，以综合实践能力的培养为目的，打造一个CAD/CAM综合实践平台，作为设计、工艺和制造类等理论课程的综合实践环节，通过引入CAD/CAM手段对典型工业产品进行正向或者逆向设计、工艺分析、零件制造与装配等社会化生产实践过程的模拟与演练，输出规范的设计文档、工艺文档、质检文件和制造实物，以巩固本专业相关课程的理论基础知识，初步培养学生的产品设计和工艺分析能力、组织协调能力、工程实施能力和良好的科学素养，为求职做准备。

3 CAD/CAM课程设计改革的主要内容

3.1 课程内容的合理规划

为了保证学生的设计能力、工艺能力和制造能力得到系统锻炼，在进行课程设计命题时应遵循以下原则，如表1所示。

表1 课程设计选题原则

3.2 支撑平台的建设

如图1所示，支撑平台分为CAD/CAM课程设计教学管理网络平台和CAD/CAM综合实践平台两大部分。教学管理网络平台属于软设施，其主要职能是提供课程设计的命题发布、课程设计过程管理、教辅资料(优秀课程设计案例分析、设备操作视频和实验指导书等)管理、课程设计文档模板管理、在线释疑等。综合实践平台属于硬资源，包括CAD设计素材库、各种加工设备、测量仪器、工具量具等，该平台融合工程训练的硬件资源和专业实验室的硬件资源。

图1 CADCAM课程设计支撑平台

3.3 课程教学组织形式的改革

CAD/CAM课程设计应采取“学生自主学习为主，教师指导为辅”的方式进行，按照“提前组织、阶段跟进、规范作业”的原则进行教学组织。

第一，提前组织:为保证学生在3周内完成指定任务，必须在课程设计开始前1个月布置设计任务，让学生分组选题、分工协作，根据课程设计内容进行知识的准备和自主学习。

第二，阶段跟进:通过线上和线下的方式进行，及时掌握进度。线上指在CAD/CAM课程设计教学管理平台上阶段性的发布指令，让学生提交阶段性成果以供考评;线下指在课程设计现场进行师生面对面交流。

第三，规范作业:为有效调动学生的工作积极性，发挥其主观能动性，保证其安全、有效地完成课程设计任务，需制定出规范、合理的操作流程与规范，概括起来主要有以下几点:1)编制规范的作业流程，明确从选题到完成整个过程的操作流程和输出结果;2)编制规范的实验指导书，明确设备操作规范和安全注意事项;3)编制课程设计各种文档的格式规范，保证文件的统一性和完整性。

3.4 考核机制的改革

考核时间上，按照课程设计进度安排分为设计评审、工艺评审和生产评审等多个阶段考核。

考核方式上，分为学生自评(20%)、学生互评(20%)和教师评定(60%)3个层次。通过学生的自评和互评，让学生之间取长补短，相互激励。

考核指标上，分内容合理性、完整性、创新性、完成时效性、格式规范性等多个维度进行，制定考评标准。设计阶段30%(方案设计10%，装配设计10%，零件设计10%)，工艺阶段30%(加工工艺过程设计5%，工序设计5%，数控加工编程10%，资源需求汇总表5%，工艺设计说明书5%)，生产阶段20%(设备操作5%，加工实物15%)，质检阶段5%(试验大纲3%，检测报告2%)，时效性5%，出勤情况10%。最终，对以上各项考评结果结合平时出勤情况进行加权平均，得出学生在课程设计上的总体得分。

4 结语

工程实践能力是卓越工程师培养的基本要求。企业实践毫无疑问是培养学生工程实践能力的良好途径，但该项专业技能也可以在学校内部通过制定合理的培养计划、组织合理的教学内容得以培养。若组织得当，与企业实践相比，在实施的经济性、知识结构的系统性和规范性等方面更具特色。CAD/CAM课程设计改革旨在探索校内综合工程实践能力培养的新模式。

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