材料成型CADCAECAM课程教学改革.docx
- 文档编号:9738660
- 上传时间:2023-02-06
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:22.23KB
材料成型CADCAECAM课程教学改革.docx
《材料成型CADCAECAM课程教学改革.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《材料成型CADCAECAM课程教学改革.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
材料成型CADCAECAM课程教学改革
材料成型CAD/CAE/CAM课程教学改革
第2l卷
V01.2l
第9期
No.9
重庆工学院(自然科学版)
JournalofChongqingInstituteofTechnology(NaturalScienceEdition)
20Cr7年9月
Sep.2007
【理工科教育研究】
材料成型CAD/CAE/CAM课程教学改革.
王梦寒,周杰
(重庆大学机械工程学院,重庆4ooo44)
摘要:
提出了"材料成型CAD/CAE/CAM"课程建设的主要内容及教学改革的主要手段.即将现代
设计方法和学科前沿的科研成果引入课程教学内容,利用多媒体教学完善教学手段,开发综合性
实验以培养学生实践能力,注重对学生创新思维能力的培养.
关键词:
材料成型CAD/CAE/CAM;教学内容改革;实验教学
中图分类号:
642.44文献标识码:
A文章编号:
1671—0924(20ar7)o9—0163~04
CourseTeachingReformandPracticeofMaterialFormingCAD/CAE/CAM
WANGMeng-hart,ZHOUJie
(CollegeofMechanicalEngineering,cho~~.gUniversity,Chongqing4OOO44,China)
Abstract:
Inthispaper,themaincontentsofox)llrseconstructionandthemainmea/Isofreforminthe
teachingofComputerAidDesign,ComputerAidEngineerandComputerAidMachininginMaterialforming
areproposed.Themodemdesignmethodsandresultsofscienceresearchareintroducedintothecourseto
reformthecontents.Multimediaisusedtoenrichtheteachingmeans;syntheticexperimentsaredeveloped
totrainthepracticeabilityandcreativethinkingofstudents;andthecultivationofstudents'innovative
thinkingabilityisstressed,
Keywords:
MaterialFormingCAD/CAE/CAM;reformofteachingcontent;experimentteaching
为适应国家教育改革形势的需要,在"厚基
础,宽专业,重能力"的指导思想下,全国大部分院
校进行了专业调整与教学改革.材料成型及控制
工程专业就是将传统的铸造,锻压及焊接3个专
业整合的新专业【lj.按照新的培养目标,对原课程
体系中的"模具CAD/CAM","铸造工艺CAD"及
"计算机辅助焊接技术"等专业课进行了专业调
整.结合现代材料成型工艺开发的新手段,将成型
工艺过程仿真技术引入课堂,设置了"材料成型
CAD/CAE/"课程.
在现代制造技术中,为提高产品质量,缩短生
产周期,降低产品开发成本及能源消耗,减少环境
污染,掌握CAD/CAE/CAM技术已成为现代工科
技术人员的必备技能之一.材料成型CAD/CAE/
CAM技术涉及多门学科,内容非常丰富.材料成型
CAD,CAM及CAE技术所涉及的应用软件也相当
收稿日期"2007—07—04.
作者简介:
王梦寒(19r75一),女,博士,主要从事金属塑性成型仿真技术与模具技术及模具CAD/CAFJCAM的研究
l64重庆工学院
多.为使学生对材料成型CAD/CAE/CAM技术能
够更深入地了解,并能借助现代数字技术实现材
料成型工艺及模具(工装)的系统化开发,完善该
课程教学内容并进行教材建设已经势在必行[.
1教学内容的改革
1.1原有教材存在的弊端
"材料成型CAD/CAE/CAM"课程是对传统的
专业基础课程如"模具CAD/CAM","铸造工艺
CAD"及"计算机辅助焊接技术"等的有机整合,扩
展及补充,是为了满足教学改革及改造传统材料
成型工艺方法的需要设置的."材料成型CAD/
Q/CAM"课程的教学内容绝对不是传统专业课
的简单组合,传统专业课教材已无法满足新的教
学内容的需要,在课程内容及材料成型CAE新技
术的应用上存在明显的弊端.
"模具CAD/CAM"课程主要讲授模具计算机
辅助设计和模具制造技术(CAD/CAM)的理论与方
法.论述了其中的基本知识,CAD/CAM系统的软,
硬件构成,常用的CAD软件以及软件二次开发技
术在模具领域的应用,同时介绍了与模具CAD/
CAM技术相关的一些新技术,如高速加工技术,逆
向工程技术,快速成型技术和虚拟制造技术等.
"铸造工艺CAD"主要讲授计算机辅助设计和
制造技术(CAD/CAM)的理论与方法,CAD/CAM系
统的硬件构成,常用的CAD软件以及软件二次开
发技术在铸造领域的应用,并对铸造工艺的CAD
过程作了较为详细的论述.
"计算机辅助焊接技术"对焊接专家系统,焊
接数据库系统,计算机在定量焊接冶金中的应用,
焊接过程信息处理的计算机辅助技术,CAD技术
在焊接生产中的应用等方面进行了论述.
随着专业调整,原有的课程体系及教学内容,
已经无法满足新时期制造业短周期,低成本,高技
术对材料成型工程技术人员的需求.原有教材的
简单组合也已经无法满足教学需要,因此必须针
对现代制造对人才技能的需求,对传统的教学内
容进行整合,对原有教材中缺乏的材料成型仿真
技术及其应用方面的内容进行补充及扩展,加强
对材料成型CAE技术理论知识及工程应用的介
绍,规划并编写教学改革和含有学科前沿应用的
专业的"材料成型CAD/CAE/CAM"教材.
1.2现有教学内容及讲义的特点
材料成型CAD/CAE/CAM(ComputerAidedDe—
siComputerAidedEngineering/ComputerAided
Manufacturing),即材料成型计算机辅助设计,辅助
工程与计算机辅助制造技术,是一门基于计算机
技术发展起来的,多学科综合性的技术.掌握材料
成型CAD/CAE/CAM技术的基础知识及基本原
理,应用相应的软件进行材料成型工艺设计及开
发,是现代新产品,新工艺开发对工程技术人员提
出的基本要求,也是材料成型加工技术人员应该
具备的基本技能.
新的教学大纲及教学内容紧密结合材料成型
及控制专业本科教学的需要,着重于基础理论的
研究和基本技术的应用,将材料成型CAD/CAE/
CAM技术所解决的最新科研成果及学科前沿知识
引入课堂教学.为了加强学生对材料成型CAD/
CAE/CAM技术理论与实践的有机融合,结合课堂
教学,设置了综合实验进行实践教学.实行教,学,
做合一,手,脑,机并用的教学模式.
从内容上,将材料成型及控制专业学生应该
掌握的"铸造工艺CAD","模具/CAD/CAM","金属
塑性成型仿真","铸造工程的模拟仿真与质量控
制"及"焊接专家系统"等进行合理整合,删减,通
过近四年的教学实践,确立了新的课程体系.提炼
了原铸,锻,焊专业CAD/CAM的关键技术,删除了
一
些陈旧过时的内容,新增了CAD关键技术中的
参数化和变量化造型技术,新增了铸造CAE,体积
成型CAE,板成型CAE及焊接CAE等技术基础及
其应用,并介绍了材料成型各种工艺主要商品化
CAE软件的功能及取得的主要成果.通过归纳提
炼,更新课程内容50~55%;通过上机实践,教学
参观,生产实习等,与其他教学环节结合,满足了
高质量教学的需要.目前已经形成了基础理论课,
实验课,学生课外第二课堂学习多种方法结合的
课程教学模式.
本教材是一种新型教材,对材料成型技术基
础课程在教授体系上有所变化,能较好地适应专
王梦寒,等:
材料成型CAD/CAE/CAM课程教学改革165
业合并,拓宽基础后材料成型CAD/CAE/CAM课
程教学的需要,是面向21世纪材料成型系列教材
课程改革的重要成果.
教学内容的改革与建设是围绕新的课程体系
及教学大纲需要展开的,突出了基础与现代技术
的内容相结合,理论基础内容与实践相结合的特
点.教学内容的改革是完成教学培养目标的关键,
通过编写"材料成型CAD/CAE/CAM"校内讲义,并
经过三年多的课堂教学实践,更好地完善了该课
程的建设.
2教学手段的改革及实践
2.1原有教学形式存在的问题
传统的"填鸭式"教学,对于材料成型CAD/
CAE/CAM技术的学习有较大的阻碍.由于该课程
涉及的理论基础知识面广,材料成型工艺方法种
类繁多.同时CAD,CAE及CAM技术又是实践性
很强的课程.单纯依靠板书和挂图,在48学时的
理论课程内,向学生传递和讲授的知识范围有限,
而且学生也无法获得易于理解的感性的认识.这
种光说不练的教学模式,往往无法调动学生的学
习积极性,更无法实现培养"厚基础,宽专业,重能
力"的目标.
2.2启发式教学.注重应用与实践
针对传统"填鸭式"教学的弊端,改进教学方
法.在教学方法上积极采用"启发式"教学模式.教
学中,尽量将学生从传授式学习引导为自主性学
习,课堂上更多地进行师生之间的交流与互动.在
课外,通过布置"项目开发类"作业的方式,培养学
生的自主学习能力和团队合作精神,改变以往填
鸭式教学的不足,把学习的主动权交给学生.
在教学内容上,正确处理传统教学内容与现
代设计理论知识的关系.根据国家教委教学改革
精神,淡化了CAD数据处理方面的内容,强化了材
料成型CAD/CAE/CAM技术在工程设计中的具体
应用,扩大了学生的知识面.在传授材料成型CAE
技术基础知识时,将该技术在工程领域中取得的
最新科研成果带入课堂,强化了学生对前沿知识
的了解.在"材料成型CAD/CAE/CAM"课堂教学中
逐步引入现代设计方法及理论,如创新设计,材料
成型CAE模拟实例等内容,以及与本课程相关的
新的材料成型CAD建模技术,材料成型CAE技术
及材料成型装备加工的CAM技术等.从而扩大学
生的知识面和对世界前沿技术的了解.
在课堂教学中,介绍当今材料成型领域先进
的设计,分析软件,如UGNX,DEFORM,DYNAFOR,
PRO—CAST及MasterCAM等.在实验教学环节,
注重学生对现代设计方法应用能力的培养与实
践,加强学生计算机应用能力的训练,应用相应软
件实现产品成型工艺分析及模具设计的数字化过
程.以齿轮坯锻造工艺开发为例,首先利用UGNX
完成齿轮坯三维实体建模,借助开发的锻模CAD
系统实现齿轮坯工艺开发及模具设计,利用DE—
FORM一3D软件对齿轮坯的成型过程进行仿真,通
过分析预测缺陷,进行成型工艺及模具参数的优
化,利用MasterCAM软件对所设计的模具型腔的
加工过程进行仿真.通过上述过程的训练,使学生
更好地理解现代数字化技术对改造传统成型工艺
的重要性.
2.3改革教学手段.合理使用多媒体教学
在教学手段上,积极开展多媒体教学."材料
成型CAD/CAE/CAM"课程涉及的知识面广,成型
工艺多,如锻造工艺,冲压工艺,焊接工艺,塑料注
射成型工艺,铸造工艺等,需要信息量大,而且实
践性很强.由于学生工程实践知识薄弱,在教学中
加强学生的感性认识尤为重要.将多媒体课件引
进课堂教学,将自制的各种成型工艺原理及科研
成果的动画引入到多媒体课件中,将课程中的重
点,难点以及理解起来吃力的内容表现得形象生
动,既可以调动学生的学习积极性,又可以增强学
生对各种工艺及知识难点的感性认识.教学实践
结果表明,合理使用多媒体教学后,在课堂教学中
取得了较好的教学效果(3-5].
2.4产学研结合的教学实践
知识,能力,素质一体化的实习教学基地对于
工科学生的培养非常重要.学校分别与长安,建设
及嘉陵等集团公司建立了产,学,研结合的教育基
地供学生参观实习.
学校的根本任务是为社会及企业培养其所需
166重庆工学院
要的人才,理论教学和实践教学是向学生传授知
识的有效手段,如何提高教学质量和人才培养质
量是学校生存和发展的生命线.科研与教学工作
向来是相辅相成的,以科研促教学,以科研带动学
校,学科的发展已成为高等院校办学的一项基本
战略,它体现了高校发展的综合实力.科研工作对
如何促进教学,提高教学质量和人才培养质量起
着关键作用[3-5】.将最新的科研成果引进课堂,使
学生了解学科发展的前沿及关键技术,可以有效
培养学生专业学习兴趣.
金属塑性成型模拟是材料加工工程专业研究
的一个重要研究方向,也是现在的一个研究热点.
在这个方向上我们取得了大量科研成果并培养了
8名博士研究生(已经有两名取得了博士学位)和
4o多名硕士研究生.其研究成果广泛应用于汽车,
摩托车等关键零件的体积成型和板成型工艺及模
具研究中.在本科教学中,为了更好地达到理论教
学与实践相结合的效果,将众多的科研成果应用
于教学,调动学生的学习积极性,提高了教学质
量,获得了较好的教学效果.如在讲授材料成型
CAE关键技术及应用的教学活动中,借助模拟软
件,通过上机操作使学生感受到塑性力学和有限
元知识的重要性,并提高了学生的计算机应用能
力.
3实验教学及考试方式的改革
在实验教学中,设置了设计型和综合型两种
不同层次的综合型实验.将设计型实验组合在一
个实验模块中,形成了涵盖工艺及模具设计,成型
过程模拟和数控加工过程仿真的综合实验.可使
学生得到产品结构及工艺分析,工艺设计,模具设
计,三维实体建模,成型工艺过程模拟,模具加工
过程仿真等实际训练,从而验证,丰富和深化所学
的专业理论知识.同时,为了拓宽专业知识,培养
创新思维方式提供了条件,使学生在知识,能力和
素质三方面均受到良好训练和培养,提高了学生
的创新意识,实践能力和综合素质.在实验教学手
段上,采用现代化教学手段,借助网络教学的特
点,实现设计实验与综合型实验的开展[6]6.
考试是整个课程教学的一个重要方面,是对
学生已学内容理解,掌握的重要考核手段.从某种
意义上讲,考试是指挥棒,它决定了学生的学习方
法及学习重点倾向.原来以试卷为主的考试方式
无法对学生所学的内容做全面的评价.针对这些
问题,改革考试方式,由试卷成绩与平时成绩(包
括实验成绩和作业成绩)的总和作为最后的课程
成绩.试卷内容注重基本知识和基础理论的理解
与应用;而实验和平时作业以解决实际问题的能
力,创新能力为主,对学生进行全面综合考核,以
达到"厚基础,宽专业,重能力"的教学目的【7j.
几年来,我们围绕素质教育,把教改重点放在
内涵建设与改革上,以培养学生创新能力为主线,
注重引入现代设计方法,围绕"厚基础,宽专业,重
能力"这个主题,在教材内容,教学方法,课程设
计,实验改革,培养学生解决实际问题能力和创新
能力等诸多方面作了一系列探索和改革,取得了
较好的成绩.
参考文献:
[1]黄贞益.材料成型及控制专业建设探讨[J].安徽工
业大学:
社会科学版,2005
(1):
107—108.
[2]马朝兴,马履中."机械原理及设计"课程教学改革探
索与实践[J].江苏大学:
高教研究版,2002
(2):
92—94.
[3]顾延民,娄成富.以研究性学习带动教学方式创新
[J].中国高等教育,20o6(21):
41—42.
[4]吕翔,马朝兴,冯军.深化实践教学改革培养创新型
工程技术人才[J].20o5(4):
86—88.
[5]冷永祥,杨苹,陈俊荚,等.rea.材料课程教学改革中
立体化教学资源和教学平台的构建[J].重庆工学院
2006(5):
171.
[6]王永生.建设有利于创新型人才培养的实践教学体
系[J].中国高等教育.2006,22:
48—50.
[7]秦忆.略谈考试改革与课程评估[J].高等r,ll教育
研究,2006(5):
117—118.
(责任编辑周江川)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 材料 成型 CADCAECAM 课程 教学改革