基于項目驅動的計算機輔助制造教學模式探討

吳福忠

摘 要：針對計算機輔助制造課程的特點，以應用型工程技術人才培養為目標，提出了基于項目驅動的課程教學模式。對項目的設計與教學實施方法、團隊學習及實施方法、課程考核方法進行了具體闡述。通過在教學實踐中的具體應用表明，該教學模式能夠達到較好的教學效果。

關鍵詞：項目驅動 教學模式 計算機輔助制造

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0174-01

隨著計算機技術的快速發展，應用計算機技術進行產品的設計、分析、制造已是目前工程技術人員必須掌握的基本技能。廣義的計算機輔助制造是指在機械制造業中，利用電子數字計算機通過各種數值控制機床和設備，自動完成離散產品的加工、裝配、檢測和包裝等制造過程。在工程實踐中具體涉及的技術流程包括計算機輔助工藝過程設計、計算機輔助數控程序編制、計算機輔助工裝設計、計算機輔助作業計劃編制與調度、計算機輔助質量控制等。狹義的計算機輔助制造是指計算機輔助數控程序編制[1]。該文主要針對計算機輔助數控程序編制課程的教學模式開展研究。

1 計算機輔助制造課程特點

計算機輔助制造課程主要學習應用現有計算機輔助制造類軟件（如Master CAM、Pro/E、UG等）進行工藝規劃、刀具路徑計算、加工仿真、后置處理等。其主要教學目標是能夠應用軟件編制出符合工程應用實際的數控加工程序。因此，主要具有以下特點：（1）知識體系的內在聯系較松散，能夠以相對獨立的模塊化形式組織教學；（2）以綜合應用技術訓練為主，涉及的基礎理論知識較少；（3）是理論知識與實踐應用的橋梁，具有明顯的工程應用背景，可將先修課程中的理論知識與后續工作目標崗位間進行有機銜接。

2 開展項目驅動教學模式的必要性

本課程屬于工程技術類軟件應用技能技巧型課程。如果采用傳統的教學模式，則是先講軟件具有哪些功能、如何使用菜單或工具欄進行操作、軟件對話框中各種參數的含義，然后講應用實例。這種教學模式沒有考慮本課程的工程應用特性，故存在以下弊端[2]：（1）與工程實踐中數控加工程序編制的流程不一致，使實際應用能力的培養大打折扣；（2）過多的強調軟件功能的介紹、操作方法以及術語的解釋，而忽略了工程實踐中對知識綜合應用能力的需求；（3）不利于開展體驗性學習和團隊學習。

該文提出的項目驅動教學模式，擬將課程教學內容以若干并行的工程實踐項目為載體進行組織。這種教學模式弱化了知識的關聯性，突出了項目實施流程的系統性；弱化了知識的全面性，突出了知識的應用性。從教學活動開始之初，就直達實踐應用的目標，激發學生的學習興趣，進行體驗式、團隊式學習，真正實現應用型工程技術人才的培養目標。

3 教學項目設計與實施方法

本課程的教學目標是在學生具備數控加工工藝分析、手工程序編制能力的基礎上，掌握應用計算機輔助制造軟件編制數控車削、數控銑削、數控電火花線切割加工程序的方法。為達到理想的教學效果，擬以完整、獨立的工程項目為載體，以項目實施流程為線索組織教學內容。教學項目設計如下。

（1）計算機輔助數控車削編程。

教學目標：①能進行車削零件工藝編排；②能正確編制刀具及工序卡片；③能夠應用MasterCAM軟件編制車削零件的加工程序，掌握工藝參數設定、刀具路徑生成、加工仿真及后處理方法。

項目設計：①外圓車削編程；②內孔車削編程；③掉頭件車削編程。

（2）計算機輔助數控銑削編程。

教學目標：①能進行銑削零件工藝編排；②能正確編制刀具及工序卡片；③能夠應用MasterCAM軟件編制銑削零件的加工程序，掌握工藝參數設定、刀具路徑生成、加工仿真及后處理方法。

項目設計：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）數控電火花線切割加工編程。

教學目標：①能進行線切割加工工藝編排；②能夠應用MasterCAM/CAXA XP軟件編制線切割加工程序，掌握工藝參數設定、刀具路徑生成、加工仿真及后處理方法。

項目設計：①凸模零件線切割編程；②凹模線切割編程。

教學實施：課堂講解，模仿訓練，團隊討論，提高訓練，過程考核。

4 團隊學習及其實施方法

學習絕不僅僅是孤立的個體行為，而且是人與人之間的交流與協作活動。在一個運作良好、學習氛圍濃厚的學習團隊中，大家能夠取長補短、相互協作地開展學習，相互交流思想、碰撞觀點，共同進步。在本課程中，團隊學習的目標為：①課堂學習過程中，團隊成員相互協作開展學習，共同進步；②課后自主學習過程中，團隊成員相互交流、取長補短、互幫互助；③互相監督、相互測評。在自主學習考核和期末綜合作業考核中，發揮學習團隊的作用。

具體實施方式是以5～6人為單位，尊重學生的意愿，自我組建學習團隊，必要時教師參與協調學習團隊的組建。上課時，將每個學習團隊安排在同一個區域，以方便進行交流、討論。

5 課程考核方法

通過過程應用能力考核、團隊學習效果考核、團隊自我評價等手段，提高考核評價的科學性和全面性。具體方案如下：①過程考核。針對每個項目中的一個或兩個案例，在課堂上根據完成情況進行現場打分。每學期考核5～6次。占總評成績的60%。②團隊學習效果考核。每次過程考核結束后，成績按學習團隊合計并按從低到高進行排序，最低不加分，后面位次高一位每人加1分，上限為100分。③課后作業團隊自我評價與教師評價相結合的考核。對于自主學習部分的考核、期末綜合作業的考核采用團隊自我評價和教師評價相結合的方式，分數各占該部分分數的50%。自主學習部分的成績按10%，期末綜合作業按20%計入總評成績。④團隊學習參與度自我評價與學習記錄教師評價考核。團隊組長在期末結束時，根據學習參與度、團隊學習貢獻情況，對每位成員評分，按5%的比例計入總成績。教師根據學習記錄對整個團隊評分，按5%的比例計入總成績。

6 結語

通過項目驅動的教學模式，能夠大大提高學生的學習興趣和工程實踐能力的培養；通過團隊學習方式，提高了學生的交流、協作能力和共同學習能力；通過科學合理的課程考核評價方式，提高了考核評價的科學性及全面性。

參考文獻

[1] 黃建軍.項目教學法在《Master CAM數控編程與加工》教學中的應用[J].中國科教創新導刊，2013（13）：49.

[2] 鄧健，何原榮，張明華.項目教學導向下《GPS原理與數據處理實習》教學模式探討[J].長江大學學報自然科學版：理工（上旬），2014，11（1）：99-101.endprint