基于CAD/CAM技術的中職模具課程教學改革

許莉

摘 要：文章介紹了CAD/CAM技術的發展狀況，隨著CAD/CAM技術的發展，中等職業學校許多專業都將CAD/CAM教學列為主干課程，筆者根據學校的實際情況結合教學過程中不足之處，提出一些看法供大家探討。

關鍵詞：CAD/CAM技術 CAD/CAM教學軟件 教學改革 校本教材

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0183-02

人類在20世紀所有的科技發明中，大多以計算機和通信技術為核心的，20世紀50年代后期CAD技術開始起步，60年代，隨著計算機硬件技術的發展，CAD技術開始迅速發展。進入70年代，飛機和汽車工業的迅速發展，法國人提出了貝塞爾算法，推出了三維曲面造型系統CATIA，解決了三維曲面造型，這也使得CAD技術的開發有了現實的基礎。70年代末80年代初，由于CAD技術的迅速發展，CAM技術也開始有了較大的發展。最初的CAD/CAM技術主要應用于機械制造，隨著技術的發展，CAD/CAM目前也廣泛應用于航空、建筑、化工、儀表、電子等領域。CAD/CAM是計算機高速發展的產物，它融合了計算機、信息技術、制造業、控制工程等多方面學科，使人類生產力得到不斷提高，從而推動了新的技術革命。

CAD主要是計算機輔助設計繪圖的部分，以AUTOCAD為例，它主要以2D為主，有較強的平面功能，雖然也可以生成3D實體，但對人們的識圖要求較高，生成過程比較復雜，不易上手。但AUTODESK公司開發的比較早，因此，AUTOCAD作為通用型的繪圖軟件具有較廣泛的使用人群。作為模具或機械專業來說，SOLIDWORKS的出現無疑解決了AUTOCAD在3D方面的不足，先生成實體，再轉化為2D視圖，更具有一定的直觀性。CAD的出現讓人們丟開傳統繪圖工具，擺脫圖板、丁字尺，不用編寫大量的生產技術文件就能夠進行現代化的生產作業，大幅度的提高了產品設計的效率。

CAM主要是計算機輔助制造部分，是指利用計算機系統，通過計算機與生產設備直接或間接地聯系，去規劃、設計、管理和控制產品的制造過程。設計制造是模具產品開發與研制的主要環節，它們本身也是相互依存，共同發展。CAD設計的產品最終也是需要CAM技術加工制造出來。CAM能夠模擬仿真，用實驗代替試樣，通過三維動態將產品的設計方案、設計意圖呈現在用戶眼前，完成新產品的研發與推廣。CAD/CAM還將傳統的順序作業改為現代化的并行工程，極大地提高了生產效率同時又降低了生產所需的各項成本。

近幾十年來，我國模具工業有了很大的進步，這主要得益于模具CAD/CAM技術的發展應用。在教育部2000年頒布的中等職業學校專業目錄中，模具設計與制造專業被列為加工制造類重點建設專業。我國許多中等職業技術學校已將CAD/CAM相關課程列為模具、機械等專業的核心課程。由于“2+1”學制的實施，使得絕大中職類學校都將前2年的CAD/CAM課程以理論教學為主，重設計輕實踐，僅僅讓學生能夠熟練運用CAD/CAM軟件，學生的技能只體現在計算機操作水平。當學生在頂崗實習后，所學知識仍停留在理論之上，實踐方面的欠缺使得用人企業不得不對他們進行再培訓，理論與實踐相脫節是很多中等職業學校在培養學生中存在的通病。其實中等職業教育就是去培養“藍領”，培養學生的動手能力實操技能，在這基礎之上再增加學生相應的理論知識水平從而推動中等職業學校教學改革的發展。筆者以中等職業學校模具專業為例，針對傳統的教學模式，提出一些自己的看法。

1 分析課程特點，了解課程定位

CAD/CAM是隨計算機技術發展起來的多學科應用技術，是現代機械學科主要發展成果。CAD/CAM課程是模具專業的專業課和必修課程。在傳統的教學模式下，要中職學生認識運用各個軟件命令，訓練他們對軟件的應用及開發的結果是造成他們厭學、困學的原因。中職學生在模具加工行業中，絕大部分從事生產第一線的操作崗位，原有的教學方法無法達成相應的教學目標與任務，因此必須對現有CAD/CAM課程重新定位，以改變重理論輕實踐的問題，中職教育不妨確立以訓練動手能力為本位的指導思想，以社會需求為導向，不斷提高教學質量。

2 合理安排教學內容，合理選擇CAD/CAM軟件教學

隨著計算機技術的發展，市場上出現許多種CAD/CAM軟件，而且各種版本的軟件都在不斷地升級換代，因此，教師在挑選教學用CAD/CAM軟件也需要緊跟時代。目前，CAD/CAM軟件主要有CATIA、Pro/ENGINEER、UG、MASTERCAM、CAXA制造工程師等。在選擇教學軟件時，首先要聯系周邊企業，開展CAD/CAM軟件在企業應用情況的調研，真正做到以市場需求為導向，讓學生學習最為實用的軟件，這樣才能向企業輸送所需人才。其次，不同的專業有不同的培養模式，換言之，不同專業所學軟件的側重點是不同的，不能所有專業都采用相同的教學內容與教學模式。以中職學校模具專業為例，針對模具設計方向專業可采用美國參數技術公司的Pro/ENGINEER軟件教學，該軟件CAD功能方面比較強大，一些傳統的CAD/CAM系統建立在多個數據庫上，而Pro/ENGINEER是建立在基層統一基層上的數據庫。在整個設計過程中，任何一處發生改動，就能在整個設計過程的相關環節前后得以反應。比如說，設計師要對工程圖稍有改動，數控工具路徑也會自動更新，生成新的NC代碼。針對模具制造方向專業一般采用MASTERCAM，UG也可以作為備選軟件，UG與MASTERCAM相比較則需要更高的計算機硬件的配置，如果學校機房的計算機比較陳舊的話就不能流暢地運行該軟件。MASTERCAM靠其刀具路徑校驗功能可模擬零件加工的整個過程。模擬中不但能顯示所用的刀具及夾具，還能檢測出刀具、夾具以及被加工零件的干涉、碰撞等情況，真實反映加工的實際過程。MASTERCAM是一套以圖形驅動的軟件，它能將刀具路徑文件自動生成CNC控制器上所使用的NC代碼。合理選擇CAD/CAM教學軟件，不僅能貼近市場需要，還可以貼近學生實際，培養企業需要的“復合型”人才。endprint

3 編寫與學校實際情況相符的校本教材，推動CAD/CAM教學改革

隨著中等職業學校課程改革的深入，越來越多的中職學校會推出適合與自身教學環境相符合的校本教材。以往的教材都是理論性較強，對于中職學生而言，枯燥乏味，毫無興趣可言，讓學生掌握課本上的內容只能靠死記硬背，不容易掌握。學校開發的校本教材必須要有自己的專業特色，不同的專業有不同的側重點，因此，理論知識與實踐的知識所占教材的份額就成為校本教材開發的重中之重。所以開發出一本優秀的CAD/CAM教材要集學校、教師、企業等多方力量共同努力。中等職業學校一般在二年級都會進行工種考核，即所謂的技能鑒定。那么我們完全可以根據不同專業的工種考核來編制不同的CAD/CAM校本教材，甚至還可以將考核的內容加入到校本教材中去，這樣既做到校本教材“以人為本”，又能做到推動教學不斷地改革。

4 改變傳統的教學方式，最好能做到CAD/CAM“理實一體化”教學

前面筆者也提到CAD/CAM教學基本上都是教師進行理論教學，教師在機房利用多媒體上課，親身示范講解各種實例，使學生了解軟件的各項命令。然后學生上機操作，練習教師上課內容，先從單純的模仿開始，為了激勵學生，教師還可以演示一些仿真動畫，引導學生積極主動地學習。由于CAD/CAM是一項實踐性較強的課程，因此，理論學習之后必然要進行實訓。為了防止學生知難而退，可以先將任務進行合理劃分，每次實訓完成一個目標單元，先易后難，從簡單的入手，建立學生的自信心，再考慮學生的實際學習進度，進行分層教學，對不同層次的學生給予不同的學習目標，保證每次實訓課程內容既充實又能讓學生較好地完成教師布置的任務。通過長期教學與實踐相結合，使CAD/CAM教學真正達到“理實一體化”。

通過理論學習，實訓培養，使學生能夠重新構建所學的知識內容，有利于學生綜合能力的培養，將理論知識的學習與實踐操作的技能培養融合到教學過程中，中等職業學校才能真正做到培養技能型人才。

參考文獻

[1] 張捷飛.中職院校《CAD/CAM技術基礎》教學改革探討[J].中小企業管理與科技，2011（30）：230.

[2] 董國華.中職模具專業CAD/CAM課程教學改革探討[J].教師，2009（16）：106-107.

[3] 曹文聰.淺談中職教育CAD/CAM教學模式的改革[J].中國科教創新導刊，2011（11）：79.

[4] 謝清斌.中職機械CAD/CAM軟件教學探索與實踐[J].職業與教育，2007（18）：100-101.

[5] 王寧國.CAD/CAM技術的發展歷程[J].中外企業家，2011（14）：150-151，170.endprint