基于工程實踐的《CAD/CAM技術-UG》課程教學改革*

程德蓉 李先明 陳 泉 胡敬佩 盧 艷（重慶工商職業學院 重慶 400039）

基于工程實踐的《CAD/CAM技術-UG》課程教學改革*

程德蓉 李先明 陳 泉 胡敬佩 盧 艷
（重慶工商職業學院 重慶 400039）

分析了《CAD/CAM技術-UG》課程教學改革的背景，闡述了教學改革的目標、內容、方法、手段和考核評價，通過教學改革實踐，該課程的教學體現了學生的主體作用，實現了理論與實踐的緊密結合，充分調動了學生的積極性，學生在理論知識的掌握和實踐技能的提高上均收到了良好的效果。

CAD/CAM技術-UG；教學改革；工程實踐

教學改革背景

隨著對機械設計、模具設計質量與制造要求的不斷提高，CAD/CAM（計算機輔助設計/計算機輔助制造）技術在制造業中的地位越來越重要，職業院校選擇的CAD/CAM軟件大都是企業使用的幾大主流軟件，如UG NX（Siemens NX）、Pro/Engineer、CAXA等。

UG NX是美國Unigraphics Solution（簡稱UGS）公司推出的功能強大的CAD/CAM/CAE一體化集成軟件，目前UG產品已廣泛應用于航空航天、汽車、機械、造船、通用機械、數控（NC）加工、模具制造、醫療器械等諸多領域。由于UG軟件功能強大，功能模塊較多，各模塊功能相對獨立，高職高專院校的UG教材主要是針對UG的各功能模塊按知識體系獨立編寫的教材，但傳統的教學方式存在教學資源缺乏、教學案例與生產實際項目聯系不夠、對工程上產品設計的方法思路及理念了解不夠等問題。

教學改革目標

我校本課程的教學改革主要包括教學內容、教學方法、教學手段及考核評價等方面的改革；建立課程教學網上資源，作為學生學習本課程及后續課程的參考；探索符合我校學生實際的教育教學方式和考核辦法以及能有效提高教學質量的評價標準體系，最終形成比較完善的課程教學標準和教學體系。

教學改革實踐

（一）教學內容改革

堅持以能力為本位的指導思想，從行業工作崗位的實際需要出發，制定課程的教學內容和標準，在教學過程中著眼于學生實際能力的培養，通過能反映學生實際能力水平的考核方法加以評價。對應企業中的實際運用，職業院校中的UG NX的教學情境大多是按模塊化分為UG NX產品設計、裝配設計、工程圖設計、注塑模設計、數控編程等幾部分。

以工程實踐需求為導向，改革傳統的課程知識體系 要以市場需求為導向，以崗位能力為出發點選定教學內容，確保學生學有所用。《CAD/CAM技術-UG》課程主要對應數控加工工藝員、數控加工程序員等機械產品的計算機輔助設計與輔助制造崗位，培養學生獨立運用UG軟件完成中等復雜程度零件的造型、模具設計和自動CNC編程與仿真加工的能力。傳統的UG軟件教學內容往往面面俱到，概念多，難點多，重理論知識的系統性和完整性，針對性不強，學生學習興趣不高。因此，應綜合數控加工企業對UG軟件技能的要求、學生的學習積極性和學習能力三方面因素，以“寬基礎、重應用”為原則，建立以工程實踐為基礎的課程內容體系，內容涵蓋UG軟件造型、零件裝配、二維工程圖創建、注塑模設計和數控加工5個功能模塊，通過營造實際工作情境，實現學校環境與工作環境、校園文化與企業文化的有機融合。例如，在教學過程中，教師帶領學生參觀了重慶聚興集團，參觀前布置任務，參觀時仔細觀察企業正在生產的某摩托車上的零件——搖臂零件，參觀后要求學生根據自己的觀察造型設計出此搖臂零件，一方面可以提高學生參觀學習的主動性，另一方面可以讓學生感受到學有所用，最后根據企業零件的造型設計實例總結出所學的知識及其應用技巧。

以項目任務驅動為主線，改革傳統教材知識點的序列 傳統教材側重于知識點在邏輯上的先后順序，先講解每個步驟、概念、知識點及其軟件應用，再講解例子。雖然學生能獲得較系統的知識，但學習被動，軟件的綜合運用難度較大。本課程采用以項目為單元的系統化教學模式，即實施項目時根據項目需求講解知識點，采用項目驅動、問題牽引、套路主導的“工學結合，行動導向”的學習模式，引導學生學習各個知識點，從而讓學生學會處理工程實踐問題，將理論與實踐有效地結合起來。《CAD/CAM技術-UG》課程的項目教學包括25個能力訓練項目，每個項目都根據職業技能目標和學生的認知規律，難度由簡到繁，逐步遞進，引導學生逐步達到學習目標。教學過程中精心組織講演、訓練、深化、綜合訓練、總結、作業等步驟，做到講、學、做一體化。以UG NX產品設計中的草圖設計為例，要求學生學會利用“草圖曲線”工具條進行草圖的創建、繪制、創建編輯尺寸添加和修改約束、參照選擇、投影、鏡像、拉伸特征創建、實體旋轉等。為了讓學生掌握草繪技能，安排2個項目任務進行課堂講解、演練及練習，布置1個任務課堂訓練，布置2個任務課后訓練。其中以切割刀具和吊車的掛鉤作為課堂講演及練習草圖的2個項目任務，實例中貫穿了要求學生掌握的各個知識點，使學生了解和掌握創建草圖的主要方法，由簡入難引導學生添加尺寸、選擇參照和拉伸套路，創建出逼真的三維實體，使學生獲得成就感，增加學習興趣。

以技能培養為核心，完善實訓教學體系 為項目課程教學專門編制上機指導書，實訓內容包括課堂教學、訓練和課后訓練三大內容。在上機指導中，采用傳、幫、扶的形式教學，將學生分成小組，每小組5～6人，首先由教師講授 （即教師講解、演練），在教師講授時沒有跟上的學生由教師指導，同組優秀學生幫、扶，使學生參與的機會更多，發現的問題和學到的實踐知識也更多，實驗效果較好。制作實踐項目考核表，應根據學生現場操作的熟練程度、實踐結果正確性、現場紀律、安全文明等指標，全面考核學生的實踐情況，督促學生學習，得出學生平時作業成績。課程結束前安排一次綜合實踐課，鞏固所學知識，提高學生分析和解決實際問題的能力，達到融會貫通的目的。

根據職業技能大賽要求，改革教學內容 職業技能大賽的要求緊密結合企業需求，是課程建設的風向標，有利于促進高職院校培養素質高、能力強的應用型技術人才。“復雜零件造型、多軸聯動編程與加工”技能大賽的要求使我們看到了不足和差距，也給我們指引了教學改革和努力的方向，同時也極大地調動了學生學習UG軟件的積極性和主動性，激發了學生的創新能力。

（二）教學方法與手段改革

本課程在教學方法與教學手段上進行了大量的改革，主要體現在以下幾個方面。

采用講練結合教學 本課程采取教、學、練（邊教、邊學、邊練）三結合的項目訓練法，教師先操作演示，學生跟著學習，遇到教學重點、難點，教師重復演示，直到學生掌握為止。然后布置實例讓學生訓練，教師及時解決學生訓練中存在的問題。教師講解時間、概念闡述時間雖然相對較少，但學生的操作能力卻大幅提高。

采用工程實例教學 采用企業的工程實際例子進行教學，在教學過程中培養學生的工程意識，使學生了解UG軟件的應用并不是簡單的畫圖，而是綜合知識的運用，學生采用UG軟件所完成的設計和加工是有工程背景的，是能應用于實際工作的，以此增強學生的學習興趣。

采用體驗教學 帶領學生到企業參觀，鍛煉識圖能力、加工工藝編制能力等，要求學生分析在課堂上進行的造型和加工工藝參數的選取與實際生產所采用的方法有什么不同，通過分析找出正確的答案，從而培養學生的工程意識。

教學手段多樣化 多媒體教學與上機操作相結合，采用工程項目教學視頻、電子教案、光盤、多媒體課件等手段充實教學，利用現代教育技術手段（QQ、電子信箱、極域等）輔導學生學習。

（三）考核評價改革

為了讓更多的學生主動參與學習，探索有效的考核評價方法，本課程采用了以下一些考核評價方式，取得了一定的成效。

明確考核評價目標 通過考核檢驗學生的職業崗位能力的掌握情況。該課程的職業崗位能力包括計算機輔助設計（利用UG軟件進行機械產品設計與造型、模具設計等）和計算機輔助制造（對機械產品、模具零件等進行數控加工工藝分析后，利用UG軟件進行仿真加工，生成數控加工程序等）。

改革考核評價標準 依據職業崗位所需的能力標準制定考核評價標準。

改革考核內容 依據職業崗位能力的要求和提高學生就業能力的需要，根據任務或項目等實際內容安排考核評價的內容，將考核重點向注重實踐技能的掌握和個人創新精神的培養等方面傾斜。

考核評價手段多樣化，減少標準化考試 本課程考核采用的方式是：60%的平時成績＋40%的期末考核成績。其中，平時成績＝課堂表現（20%）＋平時單元作業（CAD部分25%＋CAM部分20%＋模具設計部分 15%）＋課程綜合作業（20%）。

本課程的教學改革實踐證明，以工程實踐項目任務為驅動、以技能培養為核心的教學內容改革，綜合運用多種教學方法與手段，充分體現了學生的主體作用，實現了理論與實踐的緊密結合，能充分調動學生的學習積極性，學生既可以學到理論知識，也能夠掌握實踐技能，收到了良好的效果。

[1]呂超.項目教學法在《UG實訓》教學中的應用[J].模具制造，2007，（12）.

[2]張鑒隆，等.基于工程實踐構建《UG NX產品設計綜合訓練》課程體系[J].中國科技信息，2009，（13）.

[3]張琴.基于工作過程的《Pro/Engineer軟件應用》課程教學改革[J].職業技術教育，2009，（20）.

（本文責任編輯：王恒）

G712

A

1672-5727（2011）10-0075-02

程德蓉（1974—），女，四川廣安人，碩士，重慶工商職業學院機電工程系副教授，主要從事計算機輔助設計方向教學研究。

*本文系重慶工商職業學院課程教學改革立項課題《基于案例推理的CAD/CAM技術課程教學改革研究與實踐》（課題編號：20101）的成果，主持人：程德蓉