基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的計(jì)算機(jī)輔助制造教學(xué)模式探討

吳福忠

摘 要：針對(duì)計(jì)算機(jī)輔助制造課程的特點(diǎn)，以應(yīng)用型工程技術(shù)人才培養(yǎng)為目標(biāo)，提出了基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的課程教學(xué)模式。對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)施方法、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)及實(shí)施方法、課程考核方法進(jìn)行了具體闡述。通過在教學(xué)實(shí)踐中的具體應(yīng)用表明，該教學(xué)模式能夠達(dá)到較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目驅(qū)動(dòng) 教學(xué)模式 計(jì)算機(jī)輔助制造

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）10（b）-0174-01

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、制造已是目前工程技術(shù)人員必須掌握的基本技能。廣義的計(jì)算機(jī)輔助制造是指在機(jī)械制造業(yè)中，利用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)通過各種數(shù)值控制機(jī)床和設(shè)備，自動(dòng)完成離散產(chǎn)品的加工、裝配、檢測(cè)和包裝等制造過程。在工程實(shí)踐中具體涉及的技術(shù)流程包括計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控程序編制、計(jì)算機(jī)輔助工裝設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助作業(yè)計(jì)劃編制與調(diào)度、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制等。狹義的計(jì)算機(jī)輔助制造是指計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控程序編制[1]。該文主要針對(duì)計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控程序編制課程的教學(xué)模式開展研究。

1 計(jì)算機(jī)輔助制造課程特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)輔助制造課程主要學(xué)習(xí)應(yīng)用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)輔助制造類軟件（如Master CAM、Pro/E、UG等）進(jìn)行工藝規(guī)劃、刀具路徑計(jì)算、加工仿真、后置處理等。其主要教學(xué)目標(biāo)是能夠應(yīng)用軟件編制出符合工程應(yīng)用實(shí)際的數(shù)控加工程序。因此，主要具有以下特點(diǎn)：（1）知識(shí)體系的內(nèi)在聯(lián)系較松散，能夠以相對(duì)獨(dú)立的模塊化形式組織教學(xué)；（2）以綜合應(yīng)用技術(shù)訓(xùn)練為主，涉及的基礎(chǔ)理論知識(shí)較少；（3）是理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用的橋梁，具有明顯的工程應(yīng)用背景，可將先修課程中的理論知識(shí)與后續(xù)工作目標(biāo)崗位間進(jìn)行有機(jī)銜接。

2 開展項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的必要性

本課程屬于工程技術(shù)類軟件應(yīng)用技能技巧型課程。如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，則是先講軟件具有哪些功能、如何使用菜單或工具欄進(jìn)行操作、軟件對(duì)話框中各種參數(shù)的含義，然后講應(yīng)用實(shí)例。這種教學(xué)模式?jīng)]有考慮本課程的工程應(yīng)用特性，故存在以下弊端[2]：（1）與工程實(shí)踐中數(shù)控加工程序編制的流程不一致，使實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)大打折扣；（2）過多的強(qiáng)調(diào)軟件功能的介紹、操作方法以及術(shù)語(yǔ)的解釋，而忽略了工程實(shí)踐中對(duì)知識(shí)綜合應(yīng)用能力的需求；（3）不利于開展體驗(yàn)性學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)。

該文提出的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，擬將課程教學(xué)內(nèi)容以若干并行的工程實(shí)踐項(xiàng)目為載體進(jìn)行組織。這種教學(xué)模式弱化了知識(shí)的關(guān)聯(lián)性，突出了項(xiàng)目實(shí)施流程的系統(tǒng)性；弱化了知識(shí)的全面性，突出了知識(shí)的應(yīng)用性。從教學(xué)活動(dòng)開始之初，就直達(dá)實(shí)踐應(yīng)用的目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)行體驗(yàn)式、團(tuán)隊(duì)式學(xué)習(xí)，真正實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

3 教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施方法

本課程的教學(xué)目標(biāo)是在學(xué)生具備數(shù)控加工工藝分析、手工程序編制能力的基礎(chǔ)上，掌握應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助制造軟件編制數(shù)控車削、數(shù)控銑削、數(shù)控電火花線切割加工程序的方法。為達(dá)到理想的教學(xué)效果，擬以完整、獨(dú)立的工程項(xiàng)目為載體，以項(xiàng)目實(shí)施流程為線索組織教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)如下。

（1）計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控車削編程。

教學(xué)目標(biāo)：①能進(jìn)行車削零件工藝編排；②能正確編制刀具及工序卡片；③能夠應(yīng)用MasterCAM軟件編制車削零件的加工程序，掌握工藝參數(shù)設(shè)定、刀具路徑生成、加工仿真及后處理方法。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)：①外圓車削編程；②內(nèi)孔車削編程；③掉頭件車削編程。

（2）計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控銑削編程。

教學(xué)目標(biāo)：①能進(jìn)行銑削零件工藝編排；②能正確編制刀具及工序卡片；③能夠應(yīng)用MasterCAM軟件編制銑削零件的加工程序，掌握工藝參數(shù)設(shè)定、刀具路徑生成、加工仿真及后處理方法。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)：①二維零件銑削編程；②平行銑削（含陡斜面）三維零件編程；③流線銑削三維零件編程；④等高外形三維零件編程；⑤挖槽與淺平面組合加工。

（3）數(shù)控電火花線切割加工編程。

教學(xué)目標(biāo)：①能進(jìn)行線切割加工工藝編排；②能夠應(yīng)用MasterCAM/CAXA XP軟件編制線切割加工程序，掌握工藝參數(shù)設(shè)定、刀具路徑生成、加工仿真及后處理方法。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)：①凸模零件線切割編程；②凹模線切割編程。

教學(xué)實(shí)施：課堂講解，模仿訓(xùn)練，團(tuán)隊(duì)討論，提高訓(xùn)練，過程考核。

4 團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)及其實(shí)施方法

學(xué)習(xí)絕不僅僅是孤立的個(gè)體行為，而且是人與人之間的交流與協(xié)作活動(dòng)。在一個(gè)運(yùn)作良好、學(xué)習(xí)氛圍濃厚的學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)中，大家能夠取長(zhǎng)補(bǔ)短、相互協(xié)作地開展學(xué)習(xí)，相互交流思想、碰撞觀點(diǎn)，共同進(jìn)步。在本課程中，團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的目標(biāo)為：①課堂學(xué)習(xí)過程中，團(tuán)隊(duì)成員相互協(xié)作開展學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步；②課后自主學(xué)習(xí)過程中，團(tuán)隊(duì)成員相互交流、取長(zhǎng)補(bǔ)短、互幫互助；③互相監(jiān)督、相互測(cè)評(píng)。在自主學(xué)習(xí)考核和期末綜合作業(yè)考核中，發(fā)揮學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)的作用。

具體實(shí)施方式是以5～6人為單位，尊重學(xué)生的意愿，自我組建學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，必要時(shí)教師參與協(xié)調(diào)學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)的組建。上課時(shí)，將每個(gè)學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)安排在同一個(gè)區(qū)域，以方便進(jìn)行交流、討論。

5 課程考核方法

通過過程應(yīng)用能力考核、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)效果考核、團(tuán)隊(duì)自我評(píng)價(jià)等手段，提高考核評(píng)價(jià)的科學(xué)性和全面性。具體方案如下：①過程考核。針對(duì)每個(gè)項(xiàng)目中的一個(gè)或兩個(gè)案例，在課堂上根據(jù)完成情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)打分。每學(xué)期考核5～6次。占總評(píng)成績(jī)的60%。②團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)效果考核。每次過程考核結(jié)束后，成績(jī)按學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)合計(jì)并按從低到高進(jìn)行排序，最低不加分，后面位次高一位每人加1分，上限為100分。③課后作業(yè)團(tuán)隊(duì)自我評(píng)價(jià)與教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的考核。對(duì)于自主學(xué)習(xí)部分的考核、期末綜合作業(yè)的考核采用團(tuán)隊(duì)自我評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，分?jǐn)?shù)各占該部分分?jǐn)?shù)的50%。自主學(xué)習(xí)部分的成績(jī)按10%，期末綜合作業(yè)按20%計(jì)入總評(píng)成績(jī)。④團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)參與度自我評(píng)價(jià)與學(xué)習(xí)記錄教師評(píng)價(jià)考核。團(tuán)隊(duì)組長(zhǎng)在期末結(jié)束時(shí)，根據(jù)學(xué)習(xí)參與度、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)貢獻(xiàn)情況，對(duì)每位成員評(píng)分，按5%的比例計(jì)入總成績(jī)。教師根據(jù)學(xué)習(xí)記錄對(duì)整個(gè)團(tuán)隊(duì)評(píng)分，按5%的比例計(jì)入總成績(jī)。

6 結(jié)語(yǔ)

通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，能夠大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)；通過團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)方式，提高了學(xué)生的交流、協(xié)作能力和共同學(xué)習(xí)能力；通過科學(xué)合理的課程考核評(píng)價(jià)方式，提高了考核評(píng)價(jià)的科學(xué)性及全面性。

參考文獻(xiàn)

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[2] 鄧健，何原榮，張明華.項(xiàng)目教學(xué)導(dǎo)向下《GPS原理與數(shù)據(jù)處理實(shí)習(xí)》教學(xué)模式探討[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版：理工（上旬），2014，11（1）：99-101.endprint