以虚拟仿真实验平台为基础的“材料成形CAD_CAE_CAM”课程教学改革.pdf

在当前高校教学改革不断深化的背景下，材料成型与控制工程专业的教学改革显得尤为重要。该专业的特点是跨学科、多学科交叉，拥有较为宽泛的知识体系，因此，培养具备宽基础、高素质、创新能力和实践能力的高水平专业人才是当务之急。CAD/CAE/CAM技术，作为计算机技术在工程领域的重要应用，已经在产品设计、分析、制造等方面发挥着至关重要的作用，是现代材料成形技术的重要发展方向。 CAD（计算机辅助设计）技术应用在材料成形领域中，主要作用是通过计算机辅助手段进行设计工作，它使得设计过程更加高效、精确，并且能够处理更复杂的设计问题。CAE（计算机辅助工程分析）技术则是在设计之后对产品进行性能分析和预测，通过仿真模拟评估设计方案的可行性，极大地减少了试验次数和成本。CAM（计算机辅助制造）技术的应用则是将设计和分析后的数据直接用于制造，提高生产效率和产品质量。 在本文中，作者吕东莉和张涛提出，为了适应新时代对工科技术人才的要求，必须对“材料成形CAD/CAE/CAM”课程的教学内容和方法进行改革。传统的教学方法存在很多局限，例如教学互动不足、学生学习积极性低、无法有效培养学生分析问题和解决问题的能力，以及创新意识。为了克服这些问题，作者建议利用虚拟仿真实验平台，结合多媒体教学，开展“研讨式案例教学”，以达到更高效的课堂教学效果。 虚拟仿真实验平台因其信息资源丰富、交互性强、时空无界性等特点，成为现代教育信息化发展的趋势。通过虚拟仿真，学生可以在网络环境下进行实时、异地的互动学习，从而更好地掌握材料成形技术的理论和实践。同时，虚拟仿真实验可以弥补传统实验设备的不足，尤其在一些复杂、成本高昂或对实验环境要求较高的实验中，虚拟仿真提供了一个良好的替代方案。 多媒体教学在材料成形CAD/CAE/CAM课程中的应用，是将图像、文字、声音、动画等多媒体素材综合运用的一种教学方式。多媒体课堂将抽象的理论知识形象化、直观化，有助于学生理解复杂的工艺原理和生产流程，能够极大增强学生的学习兴趣和学习效果。例如，通过同步讲解演示各种成型工艺原理动画和生产视频，可以进行生产场景再现，帮助学生更深刻地理解课堂内容。 “研讨式案例教学”方法的引入，则是在教学过程中增加学生之间的互动交流，通过讨论实际工程案例来引导学生进行思考，将理论知识与实际问题相结合，培养学生的工程实践能力和创新意识。学生通过实际案例的分析和讨论，不仅能够加深对理论知识的理解，还可以提高解决实际工程问题的能力。 虚拟仿真实验平台和多媒体教学在材料成形CAD/CAE/CAM课程教学改革中的应用，能够极大地提高教学质量，帮助学生培养出解决工程实际问题的综合能力。这不仅符合当代科学技术发展对高水平工科技术人才的要求，也为高校材料成形与控制工程专业的教学改革提供了有益的探索和实践经验。