“CAD/CAM綜合實訓(xùn)”課程教學(xué)改革探索與實踐

周立波 王凌云

摘 要 “CAD/CAM綜合實訓(xùn)”課程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)或其他相關(guān)機(jī)械類專業(yè)的一門重要的實踐課，闡述了該課程的作用與目標(biāo)、課程設(shè)計思路、課程教學(xué)內(nèi)容的選取和設(shè)計及課程的考核內(nèi)容，根據(jù)在實踐過程的教學(xué)情況，提出了一系列的教學(xué)改革，突出了學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力都得到了較大提高，全面提高了數(shù)控技術(shù)專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 CAD/CAM 高職 教學(xué)改革 工學(xué)結(jié)合 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.048

"CAD / CAM Comprehensive Training" Course

Teaching Reform and Practice

ZHOU Libo， WANG Lingyun

（Advanced Vocational Technical College， Shanghai University of Engineering Science， Shanghai 200437）

Abstract CAD/CAM comprehensive training course is an important practice course of NC technology specialty or other related majors. This paper expounds the function and goal of the course， the thinking of curriculum design， curriculum teaching content， and the evaluation content. According to the teaching situation in practice， a series of teaching reform is put forward， which highlights the cultivation of students' professional ability， the students' learning interest and ability have been greatly improved.

Key words CAD/CAM; advanced vocational; teaching reform; work-study combination; network teaching

1 課程的作用與目標(biāo)

課程的作用：該課程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)一門重要的專業(yè)課，通過對專業(yè)群工作崗位群進(jìn)行分析調(diào)研，基于崗位職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工作過程，采用校企合作方式，基于崗位職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工作過程，培養(yǎng)學(xué)生識圖繪圖的能力，培養(yǎng)學(xué)生掌握實體造型功能、曲面造型功能和CAD/CAM軟件編制程序并通過數(shù)控機(jī)床完成工件加工所需的知識和技能。

課程目標(biāo)：通過“一條主線、四個層面”教、學(xué)、做于一體的項目訓(xùn)練（一條主線——機(jī)械產(chǎn)品圖樣的識讀、造型與仿真加工及實際加工;四個層面——二維與三維空間想象練習(xí)、工程圖樣基礎(chǔ)訓(xùn)練、機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計造型與裝配訓(xùn)練、產(chǎn)品仿真加工及機(jī)床加工訓(xùn)練），培養(yǎng)學(xué)生的識圖讀圖能力和空間想象能力，能快速正確完成數(shù)控高級工的建模題和CAM數(shù)控編程及加工仿真，并用于實踐，能熟練進(jìn)行裝配操作，在此基礎(chǔ)上能對常見的機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計。

職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成：正確、清晰、完整描述產(chǎn)品信息，貫徹國家標(biāo)準(zhǔn)意識;培養(yǎng)耐心細(xì)致的工作作風(fēng)和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度及質(zhì)量意識;加強(qiáng)責(zé)任感、團(tuán)隊合作能力及創(chuàng)新意識。

2 課程設(shè)計思路

課程設(shè)計理念是根據(jù)數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才培育目標(biāo)，結(jié)合基于工作過程方法，突出技能培養(yǎng)的教學(xué)模式。

根據(jù)學(xué)校辦學(xué)目標(biāo)的要求、制造業(yè)對數(shù)控專業(yè)人才培養(yǎng)能力的需求、國際先進(jìn)職業(yè)教育理念與課程開發(fā)模式的消化與吸收，在對畢業(yè)生就業(yè)崗位及工作情況進(jìn)行調(diào)研后的分析探討，確定數(shù)控技術(shù)專業(yè)崗位群職業(yè)技能的要求，構(gòu)建機(jī)械加工領(lǐng)域?qū)I(yè)群課程體系，引入工學(xué)結(jié)合的項目，以提高學(xué)生的綜合職業(yè)技術(shù)能力（專業(yè)知識能力、操作實踐能力、社會能力等），另外與企業(yè)行業(yè)合作進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計基于工作過程的課程及教材，形成“工學(xué)結(jié)合”特色鮮明的課程新體系。

3 課程的教學(xué)內(nèi)容選取和設(shè)計

本課程內(nèi)容選取根據(jù)《國家崗位職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》和《數(shù)控加工崗位職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》，以源于企業(yè)、經(jīng)過教學(xué)改造的典型零部件為載體，依據(jù)認(rèn)知規(guī)律，由淺入深，由單一到綜合的，由造型到加工的規(guī)律構(gòu)建課程體系和選擇相應(yīng)的課題。例如墊片、端蓋、手柄、階梯軸等較簡單的零件造型，到如U盤、飲料瓶、頭盔、水龍頭等日常用品的造型，再到與其它課程相關(guān)的綜合課題，這些課題包含典型零件、常用件、標(biāo)準(zhǔn)件組裝而成的機(jī)械產(chǎn)品或部件，如平口鉗的建模與裝配、減速器的建模與裝配、鉆模的建模與裝配等，最后到典型零件的車CAM和銑CAM的綜合實例。具體的學(xué)習(xí)情境和工作任務(wù)見表1所示。

4 考核的內(nèi)容

（1）基礎(chǔ)理論知識的考核：主要是考查學(xué)生對數(shù)控知識、CAD/CAM的一些基本概念、建模的方法、零件的數(shù)控加工工藝等知識的理解和掌握程度，可以從學(xué)生撰寫的文字說明來考核。（2）三維軟件的實踐操作能力考核：主要是考核學(xué)生的三維建模能力及自動編程能力，可以從學(xué)生繪制的三維產(chǎn)品模型以及加工所編制的加工程序來考核。（3）操作數(shù)控機(jī)床能力的考核：主要考核學(xué)生操作各種數(shù)控機(jī)床尤其是數(shù)控銑床或加工中心的能力，可以從學(xué)生操作數(shù)控機(jī)床的熟練程度、是否符合安全規(guī)范、加工的效率等方面來考核。（4）學(xué)生職業(yè)道德和素養(yǎng)的考核：主要是考核學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和工作狀態(tài)，可以從學(xué)生日常的生活行為、上課認(rèn)真程度、團(tuán)隊合作精神等進(jìn)行考核。（5）學(xué)生成果作品：根據(jù)學(xué)生最終完成的作品是否具有一定的創(chuàng)新性、加工的可行性以及復(fù)雜程度等方面，學(xué)生對軟件不同功能的綜合應(yīng)用能力和建模效率。

5 課程教學(xué)改革與實踐

5.1 構(gòu)建知識體系

CAD/CAM綜合實訓(xùn)課程與其它專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)核心課銜接緊密，是學(xué)生就業(yè)所必需的機(jī)械設(shè)計制造理論與知識的專業(yè)課程。結(jié)合我校專業(yè)建設(shè)情況，提出“現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計系列課程” 建設(shè)教學(xué)研究課題，圍繞著學(xué)生實踐能力、職業(yè)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，將機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)、數(shù)控機(jī)床與編程、數(shù)控加工工藝、計算機(jī)輔助設(shè)計與制造、多軸加工技術(shù)、數(shù)控機(jī)床與編程實訓(xùn)（中級）、數(shù)控機(jī)床與編程實訓(xùn)（高級）等各方面專業(yè)理論和實踐知識有機(jī)統(tǒng)一，形成完整的現(xiàn)代設(shè)計與制造知識體系。

5.2 形成“一條主線、四個層面訓(xùn)練與過程控制”的教學(xué)體系

一條主線——機(jī)械產(chǎn)品圖樣的識讀、造型與仿真加工;四個層面——二維與三維空間思維訓(xùn)練、工程圖樣基礎(chǔ)訓(xùn)練、機(jī)械產(chǎn)品裝配訓(xùn)練、產(chǎn)品仿真加工及機(jī)床加工訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的識圖讀圖能力和空間想象能力，樹立貫徹國家標(biāo)準(zhǔn)意識，形成“機(jī)械產(chǎn)品的造型、設(shè)計與加工”的職業(yè)能力，構(gòu)建與后續(xù)課程的銜接，并能夠?qū)ΤＲ姷臋C(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計。

5.3 采用項目式教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

采用項目教學(xué)法，首先課題的選擇要合理，訓(xùn)練的各方面要全面完整，要能夠達(dá)到對學(xué)生綜合訓(xùn)練的目的。學(xué)生從零件圖開始，首先分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性，擬定加工工藝，選擇合適的工裝夾具和切削參數(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行造型，CAM刀軌的生成，仿真加工，輸出加工程序，最后完成零件的實際加工，在全部流程中，學(xué)生可以分組討論提出多種解決方案，并選擇確定最佳方案，使學(xué)生獲得成就感，有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，活躍了課堂學(xué)習(xí)氣氛，增強(qiáng)實踐動手能力，讓學(xué)生在練中學(xué)，學(xué)中練，收到很好的效果。

5.4 真實產(chǎn)品引入課堂，工學(xué)結(jié)合深化教改

將企業(yè)產(chǎn)品引入課堂不是把企業(yè)產(chǎn)品原樣交給學(xué)生來完成，而是利用行業(yè)、企業(yè)的技術(shù)資源，與行業(yè)、企業(yè)一線專家共同開發(fā)課程情境，本課程設(shè)置的學(xué)習(xí)情境所選用的載體均來源于企業(yè)，但在此基礎(chǔ)上把企業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行功能的分解和綜合。情境的設(shè)計從簡單到復(fù)雜，從功能單一到功能綜合，符合學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律。在情境設(shè)計時，將產(chǎn)品從建模到加工的完整過程作為教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生體驗實際企業(yè)生產(chǎn)過程，提高職業(yè)技能水平。最后學(xué)生對完整的企業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行造型編程時，將嚴(yán)格按照企業(yè)對員工的要求執(zhí)行相關(guān)操作，學(xué)生作為企業(yè)準(zhǔn)員工，參與生產(chǎn)。同時，校企合作不斷探索和研究新工藝、新方法，并將其納入教學(xué)內(nèi)容，通過雙師授課，深化工學(xué)結(jié)合的教學(xué)改革，體現(xiàn)了職教課程“現(xiàn)場性”、“操作性”與“職業(yè)性”的特色。

5.5 構(gòu)建符合教、學(xué)、做于一體的“三區(qū)一室”教學(xué)環(huán)境

課程采用“一條主線、三個階段”（即以職業(yè)技能培養(yǎng)為主線，按照基本技能操作練習(xí)、專項技能操作練習(xí)、綜合技術(shù)應(yīng)用能力操作練習(xí)為三個遞進(jìn)階段的能力培養(yǎng)模式），在操作能力培養(yǎng)模式基礎(chǔ)上，進(jìn)行學(xué)習(xí)該課程體系相關(guān)的知識和技能，開發(fā)融“教、學(xué)、做”為一體的任務(wù)驅(qū)動與項目導(dǎo)向課題，建立一體化的教學(xué)車間。通過機(jī)械零部件建?！抡婕庸ぁ鷶?shù)控機(jī)床加工→產(chǎn)品裝配等任務(wù)驅(qū)動課程的開發(fā)與實施，學(xué)生在“三區(qū)一室”（教學(xué)區(qū)、討論區(qū)、操作區(qū)于一室）的教學(xué)車間中，進(jìn)行“教、學(xué)、做”相結(jié)合的技能操作實踐，最終加工并裝配成產(chǎn)品或樣品，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力。

5.6 實施網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

構(gòu)建課程網(wǎng)絡(luò)平臺，提供優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源使學(xué)生學(xué)習(xí)不受時空影響。課程網(wǎng)站有企業(yè)零部件制造、產(chǎn)品三維零部件庫和虛擬產(chǎn)品庫、校內(nèi)外實習(xí)基地、課程教學(xué)等豐富多彩的影像資料;有教師與學(xué)生的交流平臺和相關(guān)網(wǎng)站鏈接;有有關(guān)教學(xué)文件與教學(xué)資料、測試卷及標(biāo)準(zhǔn)答案等;充分利用了在線學(xué)習(xí)交互性強(qiáng)的特點，使得學(xué)生遇到問題能夠快速得到解決，并對需要學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容順利完成，得到較好的實踐操作練習(xí)，以獲得良好的教學(xué)效果。

5.7 注重過程評價，顯性成果與隱性內(nèi)涵并重

成績的綜合評定是以一定比例的平時成績和一定比例的期末考試之和，而不是簡單地給出一個成績就可以了，堅持知識、能力、技能考核并重的原則。尤其是平時成績注重過程評價，包括平時的考勤、平時練習(xí)的成果及效率、團(tuán)隊協(xié)作、產(chǎn)品的創(chuàng)新思維和環(huán)保意識等納入總的考核指標(biāo)。此種考核方式既要求學(xué)生牢固掌握理論知識，又能夠培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題的能力。

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