項目教學法在《MasterCAM》教學中的應用

蔣晶晶

【摘要】本文通過具體案例展示了作者如何在《MasterCAM》教學過程中實施項目教學法。

【關鍵詞】項目教學法 MasterCAM 教學設計

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）09-0240-02

“給你55分鐘，你可以造一座橋嗎？”這是德國教育專家弗雷德·海因里希教授在“德國及歐美國家素質教育報告演示會”上介紹“項目教學法”的一個實例。首先由學生或教師在現實中選取一個“造一座橋”的項目，學生分組對項目進行討論，并寫出各自的計劃書；接著正式實施項目——利用一種被稱為“造就一代工程師偉業”的“慧魚”模型拼裝橋梁；然后演示項目結果，由學生闡述設計思想和構造機理；最后由教師對學生的作品進行評估。

《機械CAD/CAM》是職業院校數控專業的一門核心專業課程，主要培養學生應用CAD/CAM技術實現零件的自動編程能力，屬于典型的技能訓練類課程，適合采用項目化教學手段。基于此，我在MasterCAM軟件的教學過程中均采用了項目教學法，現將一次課的教學設計展示如下：

（一）教材：

二維加工——外形銑削，是《MasterCAM》自編教材第三章第一節的內容。教材在介紹了二維圖形繪制和三維實體設計的方法后，又介紹《MasterCAM》軟件的精髓——后置處理功能。但單純的學習軟件操作并不能達到此目的，學生還要掌握如何進行參數的設置、選擇和分析，這就要求緊密聯系生產實踐。

結合以上想法我設計本次課的教學目標如下：

知識目標：

a）清楚地描述二維加工的范疇及方式

b）掌握完成二維加工所需的六個步驟

c）會對后處理產生的程序進行修改并應用于實際加工中

職業通用能力目標：

1）學會學習的能力

2）交流能力

3）問題解決能力

制造業通用能力目標：

1）識圖能力

2）規范意識

3）自我管理能力

4）團隊合作能力

教學重點：

1）二維加工所需的六個步驟

2）參數設置

教學難點：刀具設置、機床加工參數設置

學時安排：2課時

（二）教法、學法：

①結合學校課改要求，實踐采用“行動導向”的教學模式，配合多媒體教室、相關軟件以及學材的應用。整個教學突出層次與板塊、梯度與效率。

②以四人為一小組，提倡自主學習、合作學習、探究學習，鼓勵學生利用已有的學習能力，大膽沖破心理束縛，說出自己獨特的感受與見解。并通過學生自評和教師總評的環節，完善學習內容，凸顯重難點以及注意事項。

（三）教學流程

（1）知識導入：

在學生完成準備工作之后，教師通過極域電子教學網為其播放一段多軸聯動的數控機床高速銑削運動鞋鞋底模具的視頻。據此總結數控編程的方法，即手工編程和自動編程。視頻的程序由CAM軟件后置處理自動生成，MasterCAM作為CAM軟件的一種也有后置處理的功能，即能自動生成NC程序。從而激發學生學習MasterCAM軟件后處理功能的興趣，并引出本次課的學習內容二維加工——外形銑削。

此環節教師起分析，引導的作用，學生主要是觀察視頻、總結和思考。耗時5分鐘。

（2）知識介紹：

首先介紹二維加工的概念以及加工方式，即外形銑削、面銑削、挖槽，鉆孔【強調鉆孔屬于二維加工的范疇】，其次通過邊講解邊演示的辦法逐一介紹實現二維加工——外形銑削的六個步驟。

在MasterCAM繪圖區創建一個零件二維圖，并標注零件的真實尺寸。【強調繪圖時應確定圖形的原點坐標（F9）】

設置此零件毛坯，確定工件原點（G54等）【強調工件原點的設定原則：工件原點是工件坐標系或程序坐標系原點，如果把工件表面的中心點作為工件坐標系或程序坐標系原點，則分別設置為0、0、0。】

確定加工方式：外形銑削【外形銑削要考慮入刀點位置，即鼠標單擊位置】

刀具設置：點明“建立新的刀具”較“從刀具庫中選取刀具”的優勢【強調刀長、刀刃長、肩部長的數據應符合刀長>肩部>刀刃的要求，否則今后的顯示將會出現問題。】

設置機床加工運行參數【根據實際生產的需求設置參數】

操作管理

a）刀具路徑模擬

b）實體驗證

c）操作管理

d）后處理（程序需修改才能應用于實際生產加工）

此環節教師起主導作用，學生應注意及時識記強調事項。耗時25分鐘。

（3）布置任務：

教師要求學生在給出的兩項任務中（學材）任選一項，完成從零件的圖樣繪制到自動生成NC程序全過程，將所生成的程序修改后應用于數控仿真系統，驗證結果。

此環節教師下達任務，學生在正確理解教師的要求下接受并選擇任務，耗時4分鐘。

（4）分組實施：

學生4人為一組，自由組合

角色安排：

負責人：組長

MasterCAM軟件操作：1人

數控仿真軟件操作：1人

信息傳輸員：1人

實施任務

此環節學生自由分組，商量后定選項，由組長進行角色安排，全組共同實施任務。教師在全場進行巡視，答疑，輔助。耗時25分鐘。

（5）評價環節：

首先學生自評：

1）根據時間選擇若干組學生進行發言，主要談談本組是如何合作，工藝參數如何設置，使用MasterCAM軟件后處理功能的感受。

2）抽取集訓隊的學生談談實際生產與軟件操作的差距。

其次教師評價：

1）總結本次課的重難點。

2）強調軟件的局限性，引起學生重視。

3）指明學科之間的關聯性、互通性。

4）強調團隊合作的重要。

此環節教師仔細觀察，提問代表性學生組合（速度最快與最慢、成功與失敗）及學生個體（參加集訓隊訓練的），并做最后總結。學生選出本組代表進行發言，認真自評并聽取他人經驗介紹，總結此次課的得失。耗時10分鐘。

（6）布置作業：

教師要求學生課后預習新課，為下次課做準備。耗時1分鐘。

（四）設計思考

對于本次課的教學設計，我主要基于以下幾個方面的思考： 1）09技師數控班的學生已經具備了一定的手工編程基礎，也參加了較長時間的實習訓練，會操作上海宇龍的數控仿真軟件。

2）數控技術與編程于MasterCAM這兩門課聯系緊密。

3）集訓隊的學生在生產實習方面占有優勢，應發揚他們的優勢，通過引導他們談談生產實踐與軟件應用的本質區別，即參數的設置，讓同學們深刻體會到軟件的局限性，明白使用MasterCAM最需注意的還是要聯系生產實踐，合理進行參數的設置，分析和選擇。

4）行動導向教學能極大程度上調動學生學習的自主性，使每個學生都能在課堂上找準自己的位置，增強學生的自信心，同時體會到團隊的力量。

實踐證明，《MasterCAM》課程以項目為載體，以項目工作過程安排教學，對激發學生的學習興趣，提高學生的專業技能，實現本課程的教學目標起到很好的推動作用，通過多元化過程性教學評價體系能客觀全面反映學生的學習狀態，教學效果良好。