桂林市技工院校cad一体化教学的五把金钥匙

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 桂林市技工院校 CAD 一体化教学的 五把金钥匙 摘 要： CAD 是计算机辅助设计 软件（Computer Aided Design）的简称， 常用的 CAD 软件有 AutoCAD、CAXA、ProE 等。CAD 只 是一个工具，只会 CAD，只能重复别 人的工作，充当绘图员角色。而妙用 CAD 软件，则可使数控技术、模具制 造和 3D 打印如虎添翼。为此，本文提 出打造桂林市技工院校 CAD 教学的五 把金钥匙：AutoCAD 与机械基础课程 的结合，CAD 与 3D 打印技术的有效融 合，技能竞赛对 CAD 教学的有效渗透， 基于任务驱动的 CAD 一体化教学，翻 转课堂在 CAD 一体化教学中的有效运 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 用。要真正掌握 CAD 一体化教学的五 把金钥匙，不仅需要优化课程设置，良 好的硬件设施，还需要技艺精湛的师资。 中国论文网 /7/view-12934432.htm 关键词：技工院校 CAD 教学 一体化 翻转课堂 技工院校机械类专业通常开设有 CAD 课。CAD 是计算机辅助设计软件 （Computer Aided Design）的简称。国 a 软件有：CAXA 电子图板和制造工 程师、华中理工大学开发的开明 CAD、清华大学和广东科龙联合开发的 高华 CAD。国外软件有：美国 Autodesk 公司开发的 AutoCAD、美国 参数技术公司开发的 Pro/Engineer、法 国达索的 solidworks、德国西门子公司 的 UG 软件等。桂林市技工院校依据机 械行业特点、桂林市企业需求以及桂林 市中职学生技能竞赛项目要求，开设的 课程有 AutoCAD、CAXA、ProE 等。 CAD 只是一个绘图软件，一个 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 辅助工具。只会 CAD 软件操作而机械 专业理论不扎实，只能重复别人工作， 充当绘图员角色。如果有机械制图、公 差配合等专业基础知识支撑，掌握 CAD 软件才能更好地为专业服务。而 妙用 CAD 软件，更可使数控技术、模 具制造和 3D 打印如虎添翼。为此，笔 者将从 AutoCAD 与机械基础课程结合， CAD 与 3D 打印技术的有效融合，技能 竞赛对 CAD 教学的有效渗透，基于任 务驱动的 CAD 一体化教学，翻转课堂 在 CAD 一体化教学中的有效运用等五 个方面，打造出桂林市技工院校机械类 专业 CAD 一体化教学的五把金钥匙。 希望五把金钥匙的问世，既有益于学生 掌握 CAD 软件操作，又可以使学生利 用 CAD 软件进一步掌握机械相关专业 知识。 一、第一把金钥匙：AutoCAD 与机械基础课程结合 在教学上主要通过 AutoCAD 与 机械制图、公差配合等机械基础课程结 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 合，尤为重要的是 AutoCAD 与机械制 图的有效融合。在典型任务的提取上， 以劳动版机械制图习题册为蓝本，内容 含平面图、轴测图和立体图。 平面图部分：不仅让学生抄画零 件图，还要将补画三视图、补缺线等内 容用在 CAD 强化训练中，让学生深刻 理解机械制图中的正投影规律也同样适 用于 CAD 绘图，CAD 只是一个工具， 跟铅笔、三角板和圆规等常规绘图工具 相比，它只是利用电脑，提高了绘图速 度。如果不遵循机械制图的相关规定， 绘出来的图纸是没有工程价值的。在学 生绘图的同时，灌输公差配合等相关知 识，为后面数控编程、3D 打印等专业 学习打下坚实的基础。在模具制造专业， 可以让学生绘制一套完整的模具图纸。 先绘制模具的零件图，然后利用定义块 的知识，将零件图一一进行装配。在装 配的同时，教师就可以检验图纸设计是 否存在错误，配合是否合理。这种强化 训练，一方面可以让学生了解模具结构， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 另一方面可以将错误的发现提前到设计 阶段。 轴测图部分：轴测图实际还是二 维图，它是一种在二维空间表达三维形 体最简单的方法。但是用三角板等手工 工具绘制比较复杂，效率也不高。如果 改用 AutoCAD 软件，就可以大大提高 绘图效率。只要用鼠标轻轻地点击菜单 中的工具，进入轴测图模式状态，通过 F5 切换等轴测平面，就可以绘制正等 轴测图了。在绘制轴测图时，可以让学 生根据三视图绘制轴测图，或是通过轴 测图绘制零件三视图。这种方法既锻炼 学生看图能力，又提升他们空间想象力， 为后面立体图绘制打下坚实基础。 立体图部分：手工绘图只能绘制 三视图和轴测图等平面图形，而巧用 AutoCAD 就可以绘制真正的立体图了。 绘制立体图时，先让学生绘制基本体， 然后讲解怎样将基本体通过布尔运算等 方式组合成组合体。在强化训练中，还 可以让学生根据三视图绘制立体图。而 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 在机械制图课程教学中，可以用 CAD 绘制机械模型，让学生根据模型绘制三 视图或补画三视图。这种强化训练使学 生能够看得懂机械图纸，同时能想得出 物体实形来。 二、第二把金钥匙： CAD 与 3D 打印技术的有效融合 CAD 设计的作品可以打印出实 体来，是一件多么迷人的事情。于是人 们纷纷尝试 3D 打印技术。传统的打印 只能将作品打印在纸上，而 3D 打印却 可以打印出实形来。那到底什么是 3D 打印技术呢？3D 打印技术即快速成型 技术的一种，它是以数字模型文件为基 础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材 料，通过逐层打印方式来构造物体的技 术。3D 打印技术在将人们的梦想变成 现实的同时，也必将使得人们产生更多 奇思构想。无疑，3D 打印必将 CAD（计算机辅助设计）带入一个新的 天地。但 3D 打印最终又会把 CAD 带 向何方呢？如何妙用 CAD 软件，才能 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 使 3D 打印更加如虎添翼呢？ 3D 打印虽然听起来很高大上， 但还是要将它归于 CAM（计算机辅助 制造技术） 。从 CAD 与 CAM 的关系中 不难发现，CAD 是 CAM 的基础。如果 CAD 没有学好，单纯从网上模型库下 载相关模型进行打印，开设 3D 打印课 程就失去了意义。亦如只会操作传统打 印机，而不会 office 系列办公软件。3D 打印必须以 CAD 设计模型文件为基础， 通过 3D 打印软控系统，将 3D 模型降 为 2D 格式，然后运用粉末状金属或塑 料等可黏结材料，通过逐层堆积叠加成 型，制造出实体产品来。CAD 设计出 来的 3D 模型是 3D 打印的根本，如果 没有好的 CAD 模型，再高端的 3D 打 印机也是“巧妇难为无米之炊” 。那如何 将 CAD 课程与 3D 打印进行为效的融 合呢？这需要一步步逐渐积累。 桂林市技工院校机械专业一年级 都开设了机械制图和 AutoCAD 课程。 学生具备了基本的识图能力，并能用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 AutoCAD 绘制三视图、轴测图、零件 图、装配图等平面图形，但立体图绘制 和空间想象能力还有待提高。 在二年级中级工班，可以强化 AutoCAD 立体图绘制。内容选取主要 分为：基本体、拉伸类零件、旋转类零 件、组合体。这些简单零件用 AutoCAD 软件绘制比较容易，但要让 学生明白复杂组合体是如何由简单零件 组合而成的，从而为以后学习更专业的 CAD 软件打下坚实基础。绘制好实体 后，将 DWG 文件输出 STL 格式，就可 以进行 3D 打印了。 到三年级高级工班，AutoCAD 虽然绘制简单立体图比较容易，但复杂 实体绘制却非常困难，甚至无法实现。 为了进一步提高学生三维实体的绘制能 力，高级工班最好开设 ProE 或 UG 等 课程。内容上与机械制图的课程相对应， 包括轴类、盘类、拨叉类、箱体类等零 件。条件允许的话，还可以将装配图的 零件一一打印，然后进行组装。这样的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 话，一方面可以进一步提高学生的空间 想象能力，另一方面，通过零件组装， 让学生明白各种机器的装配原理。 三、第三把金钥匙： 技能竞赛 对 CAD 教学的有效渗透 桂林市中职学生技能竞赛中用到 的 CAD 软件主要是 AutoCAD 和 CAXA。AutoCAD 主要是用在机械制图 和 AutoCAD 应有项目。CAXA 主要是 用在数控车工与数控铣工项目。 AutoCAD 教学方面。常规的教 学只是教会学生使用该软件，但桂林市 中职学生技能竞赛的 AutoCAD 项目， 却对学生机械制图能力提出更高要求， 比赛的理论部分就是机械制图手工绘图， 而实操部分，包括用 AutoCAD 绘制零 件图、补画三视图、根据三视图绘制立 体图等。那么，笔者平时在强化训练时， 在教学内容的选择上，就不光只是抄画 零件图，应包括补画三视图，根据三视 图绘制立体图，根据轴测图绘制三视图 等。这种强化训练能让学生明白，CAD -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 只是一个工具，只有掌握机械制图知识， 才能真正看懂图纸，加工出合格产品来。 CAXA 教学方面。数控车工和数 控铣工除了要求学生手工编程外，还对 计算机辅助编程提出更高要求。而计算 机辅助编程步骤是：零件的几何建模， 加工方案和加工参数的合理选择，刀具 轨迹的生成，数控加工仿真，后置处理。 桂林市技工院校机械专业开设的计算机 辅助编程软件主要是 CAD 中的 CAXA 软件。CAXA 软件的教学应该在 AutoCAD 教学的基础上，强化 CAXA 实体造型和编程，有条件的还可以开设 数控仿真，将加工制造的缺陷发现在模 拟阶段。 四、第四把金钥匙：基于任务驱 动的 CAD 一体化教学 在传统的 CAD 教学中，老师只 是简单教会学生 CAD 工具和命令的使 用。老师教一个图，学生就会一个，学 生自主学习不够。而基于任务驱动的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 CAD 一体化教学，可以让学生变被动 为主动，在做中学，在学中做。在学材 的编写上，可以将 CAD 教材中的章节 融入到一个个具体的学习任务中。学生 通过对任务的实施掌握 CAD 绘图技巧， 理解各命令含义。在学材编写方面，平 面图和轴测图重点以 AutoCAD 软件为 主，三维造型则以 ProE 或 UG 为主， 任务涵盖基本体、拉伸体、旋转体、组 合体、曲面造型等，其中包含轴类、盘 类、拨叉类、箱体类等零件。学生在掌 握软件同时，熟悉各零件结构特点，可 以为后面专业操作打下基础。 五、第五把金钥匙： 翻转课堂 在 CAD 一体化教学中的有效运用 一体化教学，可以让学生成为学 习的主体，激发学生学习兴趣。但是 CAD 教学都是运用计算机来完成的。 如果能将翻转课堂与一体化教学有效地 运用在 CAD 教学中，那么 CAD 教学将 如虎添翼。什么是翻转课堂呢？所谓的 翻转课堂，就是教师创建教学视频，学 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 生在家中或课外观看视频中的教师讲解， 回到课堂上师生面对面交流和完成作业 的一种教学形态。而在 CAD 教学中， 如何将翻转课堂与一体化教学进行有效 融合呢？首先是课前学习：课前将 CAD 教学微课或视频以及 CAD 任务书 通过微信或 QQ 传给学生，让学生自主 学习，并草拟任务计划书。接着是课中 内化：课中学生通过小组讨论，协作分 工，共同探讨完成任务书，教师则采用 个性化指导，形成新的认知结构。然后 是评价反馈：学生通过小组评价，指出 学习中存在的困难，教师则采用集体化 指导与个性化指导相结合的方式进行答 疑解惑。然后是研讨总结，进行教学反 思，优化并开发微课程。最后是课后巩 固：课后再通过反复观看微课等视频， 巩固课堂所学。翻转课堂在 CAD 一体 化教学中的有效运用，是桂林市技工院 校将学校的信息化与一体化教学进行有 效融合的有益尝试。 六、如何才能使五把金钥匙发挥 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 其神奇的魔力 首先，在教学计划安排方面， AutoCAD 课程最好安排在一年级的下 学期。因为这个时候，学生已经学习了 机械制图课程一个学期，基本掌握了机 械制图的基本知识，对三视图的原理也 有了初步的了解。AutoCAD 课程的及 时开设，既便于 AutoCAD 课程和机械 制图的有效融合，又便于为桂林中职学 生技能竞赛机械制图和 AutoCAD 两个 项目培养好苗子。到二年级上学期，则 可以开设 CAXA 制造工程师。CAXA 电子图板和 AutoCAD 课程极为相似， 要求老师只对 CAXA 电子图板与 AutoCAD 不同的地方进行介绍，教学 的重点放在 CAXA 制造上。为什么这 样安排呢？因为学生一年级已经学习了 AutoCAD，已经基本掌握了简单立体图 的绘制，对立体图形的成形原理，有了 初步的了解。这个时候开设 CAXA 制 造课程，既可以强化学生绘制复杂三维 图形的能力，又可以教会学生 CAXA -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 14 辅助编程技术和数控仿真。二年级的学 生是技能竞赛的主力军。CAXA 制造的 开设将极大地提高他们的数控编程能力。 到了三年级高级工班，随着 3D 打印课 程的开设，可以增设 ProE 或 UG 课程。 虽然 AutoCAD 也可以绘制简单的立体 图，输出 3D 打印所需的 stl 文件，但对 于复杂曲面造型却束手无策。CAXA 制 造虽然在造型方面功能也不错，却不能 直接输出 stl 文件进行打印，而 ProE 或 UG 课程的开设则可以弥补这些不足。 其次，桂林市各技工院校近年来 进行的国家级或自治区级高技能人才基 地项目建设，在学校一体化实训室建设 和学校信息化建设中投入了大量的资金， 机械制图和 CAD 一体化实训室的创建 卓有成效。同时，每个学校都建有数控 仿真实训室，每个常规教室也配备有先 进的云博士多媒体教学智能终端。云博 士将传统的计算机、实物展台、无线 MIC、读卡器等功能集于一体，特别是 实物教学摄像功能，为 CAD 一体化和 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 15 翻转课堂的教学提供了有力的硬件支撑。 3D 打印一体化实训室的建立，为 CAD 与 3D 打印的有效融合提供了便利的条 件。 第三，开设了合理的课程，有了 完整的配套硬件设施，不仅要求桂林市 技工院校教师机械专业技能过硬，还要 求教师计算机操作技能娴熟，对于 3D 打印等新兴技术也要与时俱进地进行学 习。目前，高素质 CAD 教师的欠缺， 是