基于項目驅(qū)動的計算機輔助制造教學模式探討

吳福忠

摘 要：針對計算機輔助制造課程的特點，以應用型工程技術(shù)人才培養(yǎng)為目標，提出了基于項目驅(qū)動的課程教學模式。對項目的設計與教學實施方法、團隊學習及實施方法、課程考核方法進行了具體闡述。通過在教學實踐中的具體應用表明，該教學模式能夠達到較好的教學效果。

關(guān)鍵詞：項目驅(qū)動 教學模式 計算機輔助制造

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0174-01

隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，應用計算機技術(shù)進行產(chǎn)品的設計、分析、制造已是目前工程技術(shù)人員必須掌握的基本技能。廣義的計算機輔助制造是指在機械制造業(yè)中，利用電子數(shù)字計算機通過各種數(shù)值控制機床和設備，自動完成離散產(chǎn)品的加工、裝配、檢測和包裝等制造過程。在工程實踐中具體涉及的技術(shù)流程包括計算機輔助工藝過程設計、計算機輔助數(shù)控程序編制、計算機輔助工裝設計、計算機輔助作業(yè)計劃編制與調(diào)度、計算機輔助質(zhì)量控制等。狹義的計算機輔助制造是指計算機輔助數(shù)控程序編制[1]。該文主要針對計算機輔助數(shù)控程序編制課程的教學模式開展研究。

1 計算機輔助制造課程特點

計算機輔助制造課程主要學習應用現(xiàn)有計算機輔助制造類軟件（如Master CAM、Pro/E、UG等）進行工藝規(guī)劃、刀具路徑計算、加工仿真、后置處理等。其主要教學目標是能夠應用軟件編制出符合工程應用實際的數(shù)控加工程序。因此，主要具有以下特點：（1）知識體系的內(nèi)在聯(lián)系較松散，能夠以相對獨立的模塊化形式組織教學；（2）以綜合應用技術(shù)訓練為主，涉及的基礎(chǔ)理論知識較少；（3）是理論知識與實踐應用的橋梁，具有明顯的工程應用背景，可將先修課程中的理論知識與后續(xù)工作目標崗位間進行有機銜接。

2 開展項目驅(qū)動教學模式的必要性

本課程屬于工程技術(shù)類軟件應用技能技巧型課程。如果采用傳統(tǒng)的教學模式，則是先講軟件具有哪些功能、如何使用菜單或工具欄進行操作、軟件對話框中各種參數(shù)的含義，然后講應用實例。這種教學模式?jīng)]有考慮本課程的工程應用特性，故存在以下弊端[2]：（1）與工程實踐中數(shù)控加工程序編制的流程不一致，使實際應用能力的培養(yǎng)大打折扣；（2）過多的強調(diào)軟件功能的介紹、操作方法以及術(shù)語的解釋，而忽略了工程實踐中對知識綜合應用能力的需求；（3）不利于開展體驗性學習和團隊學習。

該文提出的項目驅(qū)動教學模式，擬將課程教學內(nèi)容以若干并行的工程實踐項目為載體進行組織。這種教學模式弱化了知識的關(guān)聯(lián)性，突出了項目實施流程的系統(tǒng)性；弱化了知識的全面性，突出了知識的應用性。從教學活動開始之初，就直達實踐應用的目標，激發(fā)學生的學習興趣，進行體驗式、團隊式學習，真正實現(xiàn)應用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標。

3 教學項目設計與實施方法

本課程的教學目標是在學生具備數(shù)控加工工藝分析、手工程序編制能力的基礎(chǔ)上，掌握應用計算機輔助制造軟件編制數(shù)控車削、數(shù)控銑削、數(shù)控電火花線切割加工程序的方法。為達到理想的教學效果，擬以完整、獨立的工程項目為載體，以項目實施流程為線索組織教學內(nèi)容。教學項目設計如下。

（1）計算機輔助數(shù)控車削編程。

教學目標：①能進行車削零件工藝編排；②能正確編制刀具及工序卡片；③能夠應用MasterCAM軟件編制車削零件的加工程序，掌握工藝參數(shù)設定、刀具路徑生成、加工仿真及后處理方法。

項目設計：①外圓車削編程；②內(nèi)孔車削編程；③掉頭件車削編程。

（2）計算機輔助數(shù)控銑削編程。

教學目標：①能進行銑削零件工藝編排；②能正確編制刀具及工序卡片；③能夠應用MasterCAM軟件編制銑削零件的加工程序，掌握工藝參數(shù)設定、刀具路徑生成、加工仿真及后處理方法。

項目設計：①二維零件銑削編程；②平行銑削（含陡斜面）三維零件編程；③流線銑削三維零件編程；④等高外形三維零件編程；⑤挖槽與淺平面組合加工。

（3）數(shù)控電火花線切割加工編程。

教學目標：①能進行線切割加工工藝編排；②能夠應用MasterCAM/CAXA XP軟件編制線切割加工程序，掌握工藝參數(shù)設定、刀具路徑生成、加工仿真及后處理方法。

項目設計：①凸模零件線切割編程；②凹模線切割編程。

教學實施：課堂講解，模仿訓練，團隊討論，提高訓練，過程考核。

4 團隊學習及其實施方法

學習絕不僅僅是孤立的個體行為，而且是人與人之間的交流與協(xié)作活動。在一個運作良好、學習氛圍濃厚的學習團隊中，大家能夠取長補短、相互協(xié)作地開展學習，相互交流思想、碰撞觀點，共同進步。在本課程中，團隊學習的目標為：①課堂學習過程中，團隊成員相互協(xié)作開展學習，共同進步；②課后自主學習過程中，團隊成員相互交流、取長補短、互幫互助；③互相監(jiān)督、相互測評。在自主學習考核和期末綜合作業(yè)考核中，發(fā)揮學習團隊的作用。

具體實施方式是以5～6人為單位，尊重學生的意愿，自我組建學習團隊，必要時教師參與協(xié)調(diào)學習團隊的組建。上課時，將每個學習團隊安排在同一個區(qū)域，以方便進行交流、討論。

5 課程考核方法

通過過程應用能力考核、團隊學習效果考核、團隊自我評價等手段，提高考核評價的科學性和全面性。具體方案如下：①過程考核。針對每個項目中的一個或兩個案例，在課堂上根據(jù)完成情況進行現(xiàn)場打分。每學期考核5～6次。占總評成績的60%。②團隊學習效果考核。每次過程考核結(jié)束后，成績按學習團隊合計并按從低到高進行排序，最低不加分，后面位次高一位每人加1分，上限為100分。③課后作業(yè)團隊自我評價與教師評價相結(jié)合的考核。對于自主學習部分的考核、期末綜合作業(yè)的考核采用團隊自我評價和教師評價相結(jié)合的方式，分數(shù)各占該部分分數(shù)的50%。自主學習部分的成績按10%，期末綜合作業(yè)按20%計入總評成績。④團隊學習參與度自我評價與學習記錄教師評價考核。團隊組長在期末結(jié)束時，根據(jù)學習參與度、團隊學習貢獻情況，對每位成員評分，按5%的比例計入總成績。教師根據(jù)學習記錄對整個團隊評分，按5%的比例計入總成績。

6 結(jié)語

通過項目驅(qū)動的教學模式，能夠大大提高學生的學習興趣和工程實踐能力的培養(yǎng)；通過團隊學習方式，提高了學生的交流、協(xié)作能力和共同學習能力；通過科學合理的課程考核評價方式，提高了考核評價的科學性及全面性。

參考文獻

[1] 黃建軍.項目教學法在《Master CAM數(shù)控編程與加工》教學中的應用[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2013（13）：49.

[2] 鄧健，何原榮，張明華.項目教學導向下《GPS原理與數(shù)據(jù)處理實習》教學模式探討[J].長江大學學報自然科學版：理工（上旬），2014，11（1）：99-101.endprint