《計算機輔助制造》課程教學探索

唐 娟

通過多年教學實踐,我們提出了高職教育要在保證知識目標的同時,強化能力目標和素質目標,筆者對《計算機輔助制造》課程教學進行了改革探索,以項目為載體,以任務為驅動,精選了五個零件的自動編程與加工來貫穿全課程的學習,取得了較好的教學效果。

一、現實的需要

隨著制造業產品更新的速度越來越快,對產品設計加工的周期要求也越來越短,此時計算機輔助設計與制造就顯得尤為重要。利用計算機可以方便地設計出所見即所得的三維實體產品模型,進行裝配和干涉檢查,可由三維模型自動生成二維工程圖樣,可以對重要部件進行有限元分析與優化設計,可以進行工藝規程生成,進行數控加工,可以進行快速成型,在做模具前就可以拿到實物零件進行裝配測試等。因此對于數控專業的學生來說,《計算機輔助制造》是一門重要的專業課程。該課程的前導課程有《三維機械設計》《數控工藝》《數控機床編程與操作》《模具結構設計》等,后續課程為頂崗實習。經過多年教學實踐,對于該課程的授課方法,筆者根據高職院校的特點作了一些改革和嘗試。

二、課程原授課方法

剛開始,對于本門課程的授課,我們采用了原始的“理論+上機”教學方法,即將本課程的知識目標按照教材章節分為緒論、平面銑、孔加工、型腔銑、固定軸曲面輪廓銑和文字加工等六個章節,針對每一章節每一銑削方式,首先老師演示一零件的操作,讓學生了解該銑削方式的創建方法和操作參數的設置;然后在老師的指導下,學生上機完成該銑削方式的創建。最后老師再給出新的零件,讓學生創建該零件的銑削方式,模擬驗證。這樣一學期授課下來,通過老師的演示和計算機操作指導及不斷計算機操作實習,學生能熟練掌握各種銑削方式的創建步驟。最終順利通過課程考核。

經過一段時間的授課,我們發現了本課程授課方式只注重于學生知識目標的學習,而未注重能力目標以及素質目標的培養,未能充分調動學生的學習主觀性,因此我們對該課程進行了改革。

三、課程新方法探索

1.課程改革主要思路

本課程教學改革的總目標是通過模擬企業真實產品加工過程的項目化教學,培養具有良好職業道德和創新精神、具備能夠熟練運用工藝知識和計算機輔助制造軟件進行自動編程與加工職業能力的高素質高技能人才。總的說來,是在保證知識目標的前提下提高學生的能力目標和素質目標。

通過改革后我們希望學生通過本課程的學習后,具有的綜合能力目標是能根據零件圖紙獨立編制工藝,運用 UG 軟件完成零件的自動編程,完成零件的模具開模,并完成凹、凸模零件的自動編程,最終在數控機床上加工出來,根據加工零件的檢測結果檢驗工藝和程序編制的正確性。學生應該掌握的素質目標是培養學生獨立思考、解決實際問題的能力;培養學生的質量意識,重視質量,意識到質量是企業生存的前提和保障;培養學生的與人溝通能力、團隊合作意識;培養學生的學習意識,具有不斷接受新技術的能力,隨著先進的制造技術的不斷出現,不斷改進工藝,改進刀路。

2.課程改革后的實施方法

按照由淺入深、由簡到繁的思路我們精選了五個零件的自動編程與加工來貫穿全課程的學習。每個零件的加工都模擬企業真實產品制造過程:分析零件結構——零件CAD建?！幹乒に囘^程——完成加工工步創建——刀軌驗證——程序輸出——工件加工——質量檢測。五個項目分別為個性化印章的編程與加工、殼體編程與加工、煙灰缸編程與加工、蓋零件凹凸模編程與加工和手機殼凹凸模編程與加工,這五個零件的選擇既考慮了產品模型是企業數控加工與模具加工的常見類型,又涵蓋了常見銑削加工方法,這樣保證了學生知識目標的學習的同時,又緊密聯系了生產實際。

在新的授課方法下,我們要求學生作為教學主體。對于每一個零件的自動編程與加工,要求學生首先在課后根據老師所發圖紙自主完成零件的CAD建模;然后在老師的新知識演示講解和上機指導下,學生在計算機房獨立操作完成該零件的開模設計、自動編程及仿真加工;其次學生到數控車間在老師的指導下分組操作完成零件的數控加工;最后,由老師和數控加工企業資深師傅共同對學生所完成的零件數控程序及所加工工件進行評價,分析零件所編工藝和程序的合理性,對所加工零件實物檢測評分。

當然,課程改進后考核體系顯得尤為重要,對于每一項目,我們都通過表1來進行考核,五個項目的完成占期末總分的70%;學期結束后,學生還必須參加期末考核,占期末總分的30%。

四、效果與結論

課程進行改革后,能模擬生產實際,通過多個項目、任務驅動,使得學生多次實踐從零件的數控加工工藝方案分析,程序的自動編制,零件的數控加工,到進行質量檢測,核算加工成本。使學生真正掌握企業完成零件數控加工的全過程內容,為以后走上工作崗位打下良好的基礎。

在教學中注重學生團隊合作能力的培養,學生必須通過小組共同努力完成零件的數控加工。注重外語的滲透,UG軟件采用中英文雙語版本,數控加工時數控機床控制面板為英文界面。

以項目為載體,采用任務驅動方式,基于工作過程安排教學內容貫穿全教學過程,學生的主體性得到了很大的體現,這極大地提高了學生的學習主動性和積極性,學生的理論知識和完成任務的能力進步很快,教學效果明顯。

(作者單位:江蘇省泰州職業技術學院)