一“土木工程CAD”教學改革

1優化教學內容體系，積極進行教材建設

針對“土木工程CAD”教學內容優化、授課用軟件版本低等問題，我們組織“土木工程CAD”和“建筑制圖”的任課教師對課程的教學內容進行了探討。將基本教學內容分為CAD軟件的基本知識、繪圖準備、二維圖形繪制、二維圖形編輯、圖形注釋、圖塊與外部參照、尺寸標注、設計中心及查詢功能、圖紙空間及打印輸出等九部分，并通過實例深化對每部分內容學習。在此基礎上，我們編寫了《土木工程CAD》教材[11]，該教材以AutoCAD2013軟件的基礎命令為基本教學內容，結合土木工程圖紙的基本元素和制圖標準闡述二維圖形的繪制和編輯方法，將CAD基本制圖方法與土木工程制圖規范地結合起來，形成了從繪圖準備到打印出圖完整的內容體系。為了保證內容的全面性，教材中設置了三維圖形繪制和編輯、著色與渲染等內容，同時，結合土木工程制圖相關規范和標準，介紹了利用CAD軟件進行土木工程施工圖的制圖步驟和制圖方法。教材的每一章都有針對性地設置了思考題和上機題，方便學生對所學知識的掌握和鞏固。

2改善教學方式，探索有效的教學方法

為了改變“土木工程CAD”課堂教學效果差、課堂教學與實訓間隔時間長的現狀，在教學實踐中，第一，將課堂教學轉移到機房中，教師利用多媒體設備對CAD軟件的基本操作進行演示，學生“一人一機”進行學習；第二，在教學過程中，給學生必要的動手操作時間，并在每節課中保留十分鐘的時間為學生答疑，及時解決學生在聽課過程中遇到的問題，課堂上不能解決的問題放到課下或上機實訓中解決；第三，通過與教學管理部門協調，縮短課堂教學與上機實訓之間的周期，做到即學即練，使學生更有效地消化吸收所學知識。在課堂教學實踐中，為了更好地將CAD繪圖與土木工程專業制圖知識結合，采用案例教學方法。具體做法為，在第一節課將某建筑平面圖大作業發給學生，該大作業既包含應用CAD基本命令繪制建筑平面圖紙基本元素的內容，又包括制圖標準的一些基本要求；在后續的授課過程中，將該大作業進行分解，并將分解內容融入到各章節內容的講授中，使學生在學習CAD基本命令的同時，掌握這些命令在土木工程制圖中的具體用法；在講授完最后一章內容后，指導學生將所學內容融會貫通，完整地完成大作業的繪制。在案例講解過程中，注重引導學生分析圖形，尋找圖形繪制的快捷方法和步驟，提高學生分析和解決問題的能力。在實訓教學過程中，為了改進上機實訓效果，采用任務引導型教學方法。首先，制定詳細的上機實訓計劃，明確每一次實訓的具體任務，并要求學生在規定的時間內完成實訓任務；其次，編制針對性的習題集作為實訓任務的補充，使學生實訓的任務充足，同時，加強學生在實訓過程中的指導、監督和管理，及時發現和解決學生在實訓中遇到的問題并及時總結，為以后的教學積累經驗；最后，要求學生將實訓成果上交，在批閱時對學生的實訓成果進行對比甄別，防止出現抄襲或雷同現象，并將實訓成果作為期末考核的重要依據。

3改革考核方式，注重動手能力培養

一、土木工程CAD教學改革

1.優化教學內容體系，積極進行教材建設針對“土木工程CAD”教學內容優化、授課用軟件版本低等問題，我們組織“土木工程CAD”和“建筑制圖”的任課教師對課程的教學內容進行了探討。將基本教學內容分為CAD軟件的基本知識、繪圖準備、二維圖形繪制、二維圖形編輯、圖形注釋、圖塊與外部參照、尺寸標注、設計中心及查詢功能、圖紙空間及打印輸出等九部分，并通過實例深化對每部分內容學習。在此基礎上，我們編寫了《土木工程CAD》教材，該教材以AutoCAD2013軟件的基礎命令為基本教學內容，結合土木工程圖紙的基本元素和制圖標準闡述二維圖形的繪制和編輯方法，將CAD基本制圖方法與土木工程制圖規范地結合起來，形成了從繪圖準備到打印出圖完整的內容體系。為了保證內容的全面性，教材中設置了三維圖形繪制和編輯、著色與渲染等內容，同時，結合土木工程制圖相關規范和標準，介紹了利用CAD軟件進行土木工程施工圖的制圖步驟和制圖方法。教材的每一章都有針對性地設置了思考題和上機題，方便學生對所學知識的掌握和鞏固。

2.改善教學方式，探索有效的教學方法為了改變“土木工程CAD”課堂教學效果差、課堂教學與實訓間隔時間長的現狀，在教學實踐中，第一，將課堂教學轉移到機房中，教師利用多媒體設備對CAD軟件的基本操作進行演示，學生“一人一機”進行學習；第二，在教學過程中，給學生必要的動手操作時間，并在每節課中保留十分鐘的時間為學生答疑，及時解決學生在聽課過程中遇到的問題，課堂上不能解決的問題放到課下或上機實訓中解決；第三，通過與教學管理部門協調，縮短課堂教學與上機實訓之間的周期，做到即學即練，使學生更有效地消化吸收所學知識。在課堂教學實踐中，為了更好地將CAD繪圖與土木工程專業制圖知識結合，采用案例教學方法。具體做法為，在第一節課將某建筑平面圖大作業發給學生，該大作業既包含應用CAD基本命令繪制建筑平面圖紙基本元素的內容，又包括制圖標準的一些基本要求；在后續的授課過程中，將該大作業進行分解，并將分解內容融入到各章節內容的講授中，使學生在學習CAD基本命令的同時，掌握這些命令在土木工程制圖中的具體用法；在講授完最后一章內容后，指導學生將所學內容融會貫通，完整地完成大作業的繪制。在案例講解過程中，注重引導學生分析圖形，尋找圖形繪制的快捷方法和步驟，提高學生分析和解決問題的能力。在實訓教學過程中，為了改進上機實訓效果，采用任務引導型教學方法。首先，制定詳細的上機實訓計劃，明確每一次實訓的具體任務，并要求學生在規定的時間內完成實訓任務；其次，編制針對性的習題集作為實訓任務的補充，使學生實訓的任務充足，同時，加強學生在實訓過程中的指導、監督和管理，及時發現和解決學生在實訓中遇到的問題并及時總結，為以后的教學積累經驗；最后，要求學生將實訓成果上交，在批閱時對學生的實訓成果進行對比甄別，防止出現抄襲或雷同現象，并將實訓成果作為期末考核的重要依據。

3.改革考核方式，注重動手能力培養為了改變傳統的純粹上機考核方式不能真實反映學生學習效果問題，采用綜合評估的考核方式，即將學生的考核內容分為上機考核、上機實訓和平時成績三部分。其中，上機考核采取在規定時間內完成某圖紙繪制的方式，上機實訓成績以學生上機實訓提交的成果為依據，該成果能反映出學生的學習情況和對知識點的掌握情況，也可以在一定程度上驗證其上機考核成績的真實性；平時成績主要根據學生的平時出勤情況和回答問題情況來確定。為了切實提高學生的動手操作能力，除了在課堂教學和上機實訓過程中給學生提供更多的動手操作機會外，加強對學生的引導和指導，指導學生在做好實訓任務基礎上，多動手練習，做到熟能生巧、舉一反三。通過對往屆學生實訓操作中常犯的錯誤的總結，指導學生在上機操作中少走彎路，并且掌握一些必要的繪圖技巧重視認證考試，構建縱橫交叉學習模式為了使學生對“土木工程CAD”的學習得到社會的認可，將課程教學與認證考試結合起來。在“土木工程CAD”的教學過程中，采用案例教學方法促進學生循序漸進學習，掌握從繪圖準備到打印出圖的全面知識，使學生對課程的學習有一個縱向的提高，以認證考試為契機，讓學生通過復習對所學的知識點進行橫向的擴充和鞏固，將課程教學與認證考試相結合，促進了學生學習知識的縱向提高和橫向鞏固，形成縱橫交叉的網狀學習模式。在此基礎上，動員學生參加人社部職業技能鑒定中心組織的全國計算機信息高新技術考試（建筑CAD模塊）和教育部教育管理信息中心組織的全國計算機輔助技術認證應用工程師考試（建筑設計方向），通過考試檢驗學生的學習情況，并不斷總結經驗，提高學生的通過率，增強其專業競爭力。

二、土木工程CAD教學改革效果

在“土木工程CAD”教學實踐中，將以上教學改革措施應用到課堂教學和實訓教學中，逐步形成了一套包含課程內容體系優化、教材建設、習題集建設、教學方式方法改革、考核方式改革和認證考試與課程教學相結合的教學改革體系。教學實踐表明，“一人一機”的教學方式使學生由被動的接受變為主動的學習和操作，改善了課堂教學效果；案例教學方法改變了枯燥的CAD操作命令的講解，將CAD操作與土木工程專業制圖知識結合起來，使學生的學習目標更加明確，教學效果明顯改善；任務引導型的實訓教學方法使學生在上機過程中有了明確的目標和方向，鍛煉了學生的動手能力；綜合評估的考核方式調動了學生動手操作的積極性，一年來的教學考核成績表明，這種考核方式能客觀的反映了學生的學習情況，也為任課教師提供了客觀的教學信息，有利于推進教學改革與實踐。通過積極動員和認真輔導，大多數學生參加了相關認證考試，通過率在90%以上。由于教學效果的改善，課程的教學氛圍更加融洽，教與學中的問題被提出來并及時得到解決，真正促進了教學相長。

1構建理論與實踐相結合，相互提高和促進的工程實訓教學模式

在工程實訓的教學中，可以采用先講原理，用實踐來驗證；也可采用先實際操作，為實踐現象找到理論依據，理論和實踐相互促進提高的過程。最初總是感覺應該把工程實訓放在第三學期或者更后一些。認為沒有理論基礎，工程實訓是沒辦法開展好的。但通過幾輪實踐后，感覺把工程實訓放在第二學期末和第三學期初時還是比較對。這個時候學生有了前面機械制圖的基礎，以及一些對機械專業的簡單了解，通過幾周的實訓，教師在課堂上做一些必要的講解和介紹，但內容要結合學生的實際情況，不可太深，讓學生能夠聽懂。在實訓現場，要求指導教師結合課堂上的教學內容及時指導學生，并解決學生提出的問題。數控也是，在有一些制圖基礎上，通過老師的講解，學生可以編輯一些簡單的程序，然后自己也可以再深入地學習。通過實訓不但促進了基本操作技能的學習與提高，同時促進了對專業理論的了解，激發了進一步深入學習理論的興趣與積極性，為后續課程打好基礎。

2構建不間斷的實訓教學體系

為強化實踐教學，我們增加了工程實訓的教學時間。一本二本學校安排工程實訓時間為6—8周，而且一次性完成。我們安排14周分四個教學模塊不間斷進行工程實訓，第一個模塊為常規制造技術實訓（共4周），學習普通機床的實際操作技能、刀具的安裝、工件的裝夾、零件的測量及機械制造的基本知識；第二個模塊為先進制造技術實訓（安排4周），學習數控機床的操作技能，按零件的加工工藝編制數控加工程序，并在數控機床上完成零件的加工任務；第三個模塊為先進制造技術的強化訓練（安排3周），繼續提高數控機床操作的熟練程度和數控編程水平，學習各種數控加工軟件；第四個模塊為綜合實訓（安排3周），提高學生掌握復雜零件加工技術水平。這樣安排的工程實訓，一次比一次深入，一次比一次接近生產實際，使學生的工程實踐能力一定會得到較大的提高。工程訓練中心，是獨立學院學生在校期間的重要實踐教學基地。由于平時大部分時間都被正常的教學安排占用，學生沒有多余的時間進行練習提高。為了解決這個問題應該考慮周六和周日開放。學生可根據自己的愛好和興趣來選擇工種進行實踐。開放期間應安排指導教師全程跟蹤，不僅有利于隨時指導學生，更重要的是為了確保人身和設備的安全。為了更好地做到實踐不間斷動員學生假期參加學工勞動。利用各種機會向學生宣傳參加學工勞動的意義，特別是動員經過工程實訓有了機械制造技能和基礎知識的學生，假期一定抽時間到有機械設備的生產企業或工廠，特別是中小企業或私企，學習和了解企業的經營和生產情況，并親自參加自己能做的學工勞動，提高實踐能力，擴大知識面，樹立安全第一，產品質量，經濟效益和市場需求意識，為今后就業、創業打下良好基礎。

3制定合理的教學指導內容

合理安排教學內容是實施工程實訓的核心任務，可以根據實際條件進行相應的調整，改革訓練內容，激發學生興趣，挖掘教學潛力，增加知識性趣味性的內容，才能激發學生的興趣、學習的積極性，從而提高教學效果。在時間安排上，優化傳統實習內容，壓縮傳統實習項目的時間，例如，刨工實習改為刨工表演，鍛造、熱處理改為看錄像等。合理安排數控現代制造技術。在內容上要貼近學生生活，要制作設計加工學生感興趣的實物。通過指導教師的詳細講解程序的編制和設備的操作，然后給定一固定尺寸的材料通過自己設計、自己加工出各種形狀的小零件、小飾品，增強了學生的自豪感和成就感，激發學習的興趣。例如實訓中電子的實習，焊收音機，之前都沒拿過烙鐵，但是想到要自己即將聽到自己制作的收音機，做起來特別起勁。鉗工做個錘子，車工做個錘子把。數控實習時，老師讓學生自己設計，很多學生發揮自己的想象力，找圖形，畫圖，修剪，編程序，機床加工。看著自己的作品勝過了花很多錢買來的，真自豪。激發學生興趣，才能達到實習的目的和效果。在教學內容安排上還要充分考慮到要培養和發揮學生的創新意識和創新精神。培養學生的創新能力和實踐操作技能首先要利用傳統設備完成操作技能的實習，具備了一定的基礎知識、一定的實踐經驗以及一定的基本操作訓練之后，預留一定的時間用于創新設計制作，讓他們在指導教師的引導下，根據所學的加工方法和操作要點，展開想象的空間自主構思，自行設計零件，選擇加工工藝，自己完成制作。學生在創新的過程中，極大地調動了教和學的積極性。

［摘要］隨著增材制造技術的快速發展，推動了機械專業教學工作的改革，增材制造技術在教學中的應用不僅可以增強學生的學習興趣，而且提高了教學質量。本文結合應用型本科院校機械專業的人才培養目標，將增材制造技術融入機械專業的教學和研究工作中，分別從增材制造技術為機械專業課程提供教學支持，對學生實踐教學改革和創新創業設計能力的培養，對專業課程體系建設的影響和對高校教師教學科研工作的促進等四個方面，闡述了增材制造技術在應用型本科院校機械專業教學中的應用，為下一步該技術對機械專業教學改革探索奠定基礎。

［關鍵詞］增材制造技術;機械專業;應用型本科

一、引言

增材制造技術又稱為“3D打印”，是通過將三維模型分層后，逐層堆積成形的原理進行加工，可實現任意復雜形狀零件的快速精密制造。與減材和成形工藝不同，其零件加工過程中不需要使用任何刀具、夾具或模具，一次成形省去很多輔助工藝過程，且增材制造零件成形過程中沒有廢料或其他輔助耗材的產生，整個生產過程環境影響小，屬于綠色制造工藝。增材制造技術屬于先進制造工藝，目前應用廣泛，尤其在機械制造和醫療等領域。《中國制造2025》中指出要加快增材制造技術和裝備的研發，同時，增材制造已入選中國《戰略性新興產業分類(2018)》。隨著增材制造技術的快速發展，也推動了高校專業教學的改革。應用型本科院校以培養應用技術型人才為使命，應結合當前先進制造技術之一，將其融入至教學研究工作中，特別是機械類專業的教學工作。目前高校教學工作者已根據自身教學特色和需求，將增材制造技術逐漸融入至平時的教學工作中，以提高教學質量，促進教學改革工作。在機械類專業基礎課機械制圖類課程的教學中，通過增材制造技術將二維平面圖形轉化為三維立體實體模型，使得課堂教學更加生動直觀，不僅提高了學生的認知能力，而且解決了傳統制圖類課程教學講解復雜乏味的問題。在機械類專業工程實訓教學中，增加對增材制造工藝技術的教學和實訓，不僅可使學生緊跟先進制造技術的發展，培養出能夠緊跟先進制造技術滿足社會需求的工程技術者，而且為該類課程建設和改革提供了新思路。在機械創新實驗教學過程中應用增材制造技術，快速驗證一些機械零件的功能和原理，可提高學生的創新能力和學習積極性，推動實驗教學的改革。將增材制造技術引入至機械類專業的人才培養中，對應用型和創新型機械專業的人才培養目標的實現起到促進作用。本文旨在結合宿州學院機械專業的培養目標，闡述增材制造技術在機械專業教學中的應用，并探索增材制造技術對我院機械專業本科教學改革的影響。

二、應用型本科機械專業培養目標與增材制造技術的關聯性

宿州學院是一所應用型本科院校，在對機械專業人才培養過程中強調培養學生對機械相關基礎理論課程和制造工藝的應用能力，同時在學習和工作中具有敏銳的能夠緊跟先進制造技術的實踐能力和創新思維方式。具體培養目標如下:(1)具備高尚的職業道德和較高的人文科學素養;(2)在從事專業實踐工作中，具有較強的團隊協作精神和良好的溝通交流能力;(3)具備創新思維和國際視野，具有選擇運用相應技術、資源、現代工程和信息技術工具解決產品設計、制造、控制問題的能力;(4)能完成新產品的開發、測試研究，對復雜工程問題合理有效地提出解決方案，并能考慮社會、安全、法律、環境及可持續發展等相關因素;(5)具備終身學習能力，能夠不斷適應社會經濟和技術發展的需要。增材制造技術屬于新興的先進制造技術，因其自身的諸多優勢而廣泛應用于各種領域和行業，根據應用型本科機械專業的培養目標，機械類專業人才應具有學習和掌握先進制造技術的能力，而且增材制造技術涉及學科和技術廣泛，廣義增材制造不僅包含以激光、電子束為熱源的分層實體制造，而且涉及焊接、電化學沉積、熱噴涂等復合制造工藝，其綜合了計算機的圖形處理、數字化信息和控制、激光技術、機電技術和材料技術等多項高技術的優勢。因此，在機械專業的日常教學和人才培養過程中，應將增材制造技術融入在人才培養過程中，并重視其在教育教學中的應用。

1影響園林專業教學效果的主要因素

1.1理論教學與實踐教學比例問題。學生動手實習機會少，不能熟練掌握專業技術操作要求。

1.2學生吃苦耐勞精神不夠。園林專業的許多實訓需要在戶外進行，更多考驗的是學生的耐受力。

1.3學習成績與就業脫節。畢業生將來就業崗位不一定是相關專業，與學習成績沒有必然聯系，因而挫傷了學生學習的積極性。

2研究目的和意義

2.1研究目的。探索園林實踐教學的有效方法及模式。