融合工藝知識的機械CAD/CAM課程教學(xué)改革

郭利

（安徽國防科技職業(yè)學(xué)院機械工程系，安徽六安237011）

0 引言

如今機械CAD/CAM技術(shù)已成為機械行業(yè)必不可少的技術(shù)手段，它是實現(xiàn)現(xiàn)代制造業(yè)信息化的基礎(chǔ)，同時也是當(dāng)今機械制造類企業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化、科技化的重要標(biāo)志。企業(yè)越來越青睞具有熟練專業(yè)技能的機械CAD/CAM技術(shù)人才。因此，高職院校應(yīng)充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢，進行機械CAD/CAM課程教學(xué)改革，切實培養(yǎng)出適合機械行業(yè)發(fā)展需求和滿足企業(yè)發(fā)展需要的高端技能型人才。

筆者從事機械CAD/CAM課程教學(xué)多年，閱讀了大量的機械CAD/CAM課程教學(xué)改革的文獻，大部分文獻中采取了項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、模塊化教學(xué)等教學(xué)模式和手段進行機械CAD/CAM課程教學(xué)改革［1-3］，調(diào)動了學(xué)生的積極性，提高了教學(xué)質(zhì)量。但是，忽略了在教學(xué)過程中融入設(shè)計工藝和加工工藝知識，培養(yǎng)出的是軟件使用“高手”，而不是既懂工藝、又懂設(shè)計的高端技能型CAD/CAM人才。鑒于上述問題，筆者提出了融合工藝知識的機械CAD/CAM課程教學(xué)改革模式，教學(xué)效果甚佳。

1 《機械CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)》課程基本情況及教學(xué)現(xiàn)狀

“機械CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)”是機械制造類相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，主要培養(yǎng)學(xué)生對常見CAD/CAM軟件的操作和運用能力，通過培養(yǎng)，學(xué)生應(yīng)能夠掌握利用主要的CAD/CAM一體化軟件進行常見機械零件的建模、裝配設(shè)計、工程圖設(shè)計、數(shù)控加工設(shè)計與仿真等方法。我們非常重視機械CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)的課程改革。2009年我院使用專項資金購買了CAD/CAM/CAE一體化集成軟件——UG NX，并建立了一個擁有65臺高性能計算機的專業(yè)機房，按照以能力為本位的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式，進行了機械CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)課程的教學(xué)改革與探索。以企業(yè)真實產(chǎn)品為載體，實施了項目化、任務(wù)驅(qū)動等教學(xué)方法，實現(xiàn)了“教學(xué)內(nèi)容模塊化、教學(xué)情景企業(yè)化”，在一定程度上提高了教學(xué)質(zhì)量。

但是，依據(jù)我們針對畢業(yè)生的調(diào)查得知，我們培養(yǎng)的機械CAD/CAM人才的綜合能力相對薄弱。表現(xiàn)為實踐及動手能力不強，理論與實踐不能很好地融合以解決實際工程問題、不能在企業(yè)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。究其原因主要有以下兩個方面：

1）前后所學(xué)的知識銜接不好，理論與實踐結(jié)合不緊密。機械CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)課程的培養(yǎng)目標(biāo)不是CAD/CAM軟件的使用“高手”，而是要培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，來解決機械制造類企業(yè)的實際工程問題。目前，很多院校的機械CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)課程雖然實施了項目化教學(xué)，但是仍以講解書本上的命令為主，沒有使軟件操作和實際工程應(yīng)用有機的融合，達不到企業(yè)對人才需求標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生對軟件使用非常熟練，但是理論與實踐仍無法統(tǒng)一融合，以至于進入企業(yè)后對于具體的零件設(shè)計、加工等不知所措。

2）學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力較差，學(xué)習(xí)較被動，缺乏創(chuàng)造性。高職類學(xué)生有其自身的特點，缺乏一定的自信心，普遍基礎(chǔ)較差，自控能力較差，自學(xué)態(tài)度不積極，學(xué)習(xí)興趣也不高。喜歡動手，不喜歡動腦等。因此，在整個教學(xué)過程中，難以做到以學(xué)生為主體、以學(xué)生為中心進行教學(xué)，學(xué)習(xí)效果較差，創(chuàng)新能力也比較弱，達不到課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的專業(yè)技能。

2 融合工藝知識的機械CAD/CAM課程教學(xué)改革

“機械CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)”是一門綜合性技術(shù)課程，涉及多學(xué)科知識領(lǐng)域。在整個專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系中，是機制類專業(yè)核心課程。其先前開設(shè)課程包括計算機應(yīng)用基礎(chǔ)、機械制圖CAD、機械設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)控加工與編程、機械制造技術(shù)等；后開設(shè)課程包括模具設(shè)計與制造、典型機械產(chǎn)品設(shè)計及制造等。因此，在機械CAD/CAM課程教學(xué)中，要注重前后知識的良好銜接和融合，特別是機械產(chǎn)品工藝知識、數(shù)控加工知識等。最終形成綜合應(yīng)用能力，以便能夠分析和解決實際工程問題。

工藝知識包括設(shè)計工藝和加工工藝，是機械制造類各專業(yè)學(xué)生必須掌握的基本核心能力。機械CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)課程內(nèi)容包括CAD和CAM兩部分，培養(yǎng)目標(biāo)重點是學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)，具體體現(xiàn)就是學(xué)生能夠利用前面所學(xué)的工藝知識和基礎(chǔ)知識，利用CAD/CAM軟件，分析和解決實際工程問題的能力，如圖1所示。

圖1 機械CAD/CAM人才綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)

基于上述分析，在項目化教學(xué)和任務(wù)驅(qū)動改革的基礎(chǔ)上，我們?nèi)诤瞎に囍R于機械CAD/CAM課程教學(xué)中，探索了融合工藝知識的機械CAD/CAM課程項目化教學(xué)改革。以企業(yè)真實產(chǎn)品為載體，突出學(xué)生解決實際問題的綜合能力培養(yǎng)，工藝知識貫穿于全過程中，較好地提高了課程教學(xué)質(zhì)量，真正實現(xiàn)“零距離”上崗，學(xué)校拿得出，企業(yè)用得上。其教學(xué)流程如圖2所示［4］。

為了調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性、開發(fā)創(chuàng)造性，實現(xiàn)教、學(xué)、做一體化教學(xué)，我們在專業(yè)CAD/CAM機房實施課程所有教學(xué)內(nèi)容。同時，在教學(xué)過程中，采用“啟發(fā)式”和“小組討論法”教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生積極參與到學(xué)習(xí)過程中。討論法是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下為解決某個問題而進行探討、辨明是非真?zhèn)我垣@取知識的方法［5］。例如，為完成一個典型任務(wù)，將全班學(xué)生分成5～6個討論小組，每個小組任命一個組長，負(fù)責(zé)小組的討論和交流，并最終展示小組完成任務(wù)的方案，供大家討論，老師給出最終的評價，并指出每組方案的優(yōu)點與缺點，作出總結(jié)。在整個討論的過程中，教師要參與其中，并且給予適當(dāng)?shù)膯l(fā)和鼓勵表揚。這種方法能更好地發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思維能力、團隊協(xié)作能力，促進學(xué)生靈活地運用知識點，提高其創(chuàng)新能力。

圖2 融合工藝知識的CAD/CAM一體化教學(xué)流程

3 教學(xué)改革效果實證

本課程教學(xué)改革的目的是提高課程教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生解決實際工程問題的綜合應(yīng)用能力。在實踐中，我們通過調(diào)查問卷和訪談進行數(shù)據(jù)收集和分析，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，了解學(xué)生對新教學(xué)模式的認(rèn)可度及學(xué)習(xí)興趣的變化，學(xué)生認(rèn)可度調(diào)查表如表1所示，從中看出學(xué)生對本課程教學(xué)改革是比較認(rèn)可的。

表1 學(xué)生認(rèn)可度調(diào)查表

其次，眾所周知，高職領(lǐng)域職業(yè)技能大賽衡量學(xué)生綜合應(yīng)用能力的杠桿。機械CAD/CAM技能在工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計與快速成型、注塑模具CAD與零件加工、全國大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計大賽等賽事中是必不可少的能力，除此之外還包括團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新能力等。實施課程改革后，近兩年大賽成績提高顯著。工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計與快速成型大賽獲得全國一等獎，注塑模具CAD與零件加工大賽獲得省級二等獎，全國大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計大賽獲得二等獎。優(yōu)異成績證明了學(xué)生綜合應(yīng)用能力的顯著提高。

4 結(jié)語

課程建設(shè)是一個不斷進行優(yōu)化的過程。機械CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)課程在已有項目化和任務(wù)驅(qū)動改革的基礎(chǔ)上，針對目前存在的學(xué)生學(xué)習(xí)積極性差、綜合能力相對薄弱等問題進行了進一步改革與優(yōu)化。在改革中，仍然依據(jù)以能力為本位的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式，探索和構(gòu)建了融合工藝知識的CAD/CAM一體化項目教學(xué)模式。同時，采用了“啟發(fā)式”和“小組討論法”教學(xué)，實現(xiàn)了教、學(xué)、做一體化教學(xué)。依據(jù)對我院2012級和2013級學(xué)生的實證調(diào)查分析，課程改革取得了良好的效果。

［1］ 潘秀石.高職“機械CAD/CAM 技術(shù)”課程設(shè)計研究［J］.職教通訊，2014（6）:8-10.

［2］ 王沁軍，楊高宏，閆波.高職機械CAD/CAM應(yīng)用課程教學(xué)改革探討［J］.漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013（1）：79-81.

［3］ 吳春艷，張進春，宋麗莉.基于項目導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動的“機械CAD/CAM”課程教學(xué)實踐探索［J］.重慶電子工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2012（3）：147-148.

［4］ 李玲芳,車曉毅.面向應(yīng)用的《機械CAD/CAM》課程項目式教學(xué)［J］.湖南文理學(xué)院學(xué)報，2014（1）：76-78.

［5］ 高淼.基于工學(xué)結(jié)合的“機械CAD/CAM（UG）”教學(xué)改革與探索［J］.高等教育，2012（2）：23-24.