基于工作過程的《零件的計算機輔助設計與制造》課程教學改革

雷芳+李會玲

本論文對《零件的計算機輔助設計與制造》這門課程教學中出現的問題進行改革，開展企業調研，對調研報告進行分析總結得到學習領域，對學習領域的學習情境進行設計，以項目為載體，體現工作崗位需要的知識目標和技能目標，采取課前準備、任務講解、任務實施的教學方法，制定過程和考試相結合的考核方法，取得良好的教學效果。

一、教學存在的問題

《零件的計算機輔助設計與制造》這門課程，以UG8.5軟件為載體，完成產品造型、零件裝配和數控編程，主要培養產品設計和數控編程能力，是機械制造專業主干課程。德國西門子公司開發的UG NX三維軟件是一個交互式CAD/CAM（計算機輔助設計與計算機輔助制造）系統，它功能強大，可以輕松實現各種復雜實體的造型，并對零件進行編制程序加工。它為用戶的產品設計及加工過程提供了數字化造型和驗證手段，在國內外擁有最廣泛的用戶，特別是在東莞、深圳、廣州、佛山等珠三角城市的模具、汽車行業，據調查有高于65%企業用UG NX作為設計和加工的軟件。根據我院服務當地的辦學定位，機械設計與制造專業服務于東莞的制造業，對《零件的計算機輔助設計與制造》這門課程進行教學改革有很大的意義。

目前，《零件的計算機輔助設計與制造》是機械相關專業的核心課程，我院非常重視這門課程的教學，于2011年使用專項資金購買了UG NX軟件，建設了專業機房，經過4年的教學摸索與改革，教學質量得到一定的提高，但是從對畢業生的調查得知，我們培養的學生在設計與加工上的綜合能力相對薄弱，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，學習能力和團隊能力不強，在遇到問題時不能利用身邊的資源有效地解決問題。分析其中原因主要存在以下幾個問題：

1.所學知識銜接不好，理論與實踐結合不緊密。以往課程主要是以講解書本上的命令為主，沒有使軟件操作和實際工程應用結合。

2.學生自主學習能力較差，學習較被動，缺乏創造性。我校學生很多是中職升高職的，普遍基礎薄弱，自控能力較差，學習興趣不濃厚。在教學載體的設計上也不能激發學生的學習興趣。

3.學生分析和解決問題能力不強。教學上滿堂灌，基礎差的學生疲于完成任務，分析和解決問題的能力沒有得到培養。

二、教學改革內容

基于工作過程的《零件的計算機輔助設計與制造》課程建設的改革內容，是在明確機械制造與自動化專業的崗位職業能力和工作任務基礎上，將崗位模塊分解成能力模塊，把理論知識的傳授、實踐技能的培養、傳統設計方法與現代的產品設計手段有機結合，開發基于工作過程的課程內容體系，設計課程的考核評價方案。具體可分為以下幾步：

（一）開展企業調研

根據服務地方經濟的指導思想，對東莞及周邊珠三角區域機械行業開展企業調研，主要調研企業對機械制造與自動化工作崗位的需求，以及對該崗位的工作任務要求。

（二）對調研報告進行總結得到學習領域

將機械制造與自動化專業崗位群中產品設計員、數控工藝編程員的實際工作任務歸納出典型工作任務，對崗位的典型工作任務進行分析匯總（見表1），根據這些典型工作任務所用工具都為UG軟件，將它們歸結為“零件的計算機輔助設計與制造行動領域”，對該行動領域轉化成學習領域“零件的計算機輔助設計與制造”。

（三）對學習領域的學習情境進行設計

在工作任務及其工作過程的背景下，將學習領域中的能力目標和知識點進行基于教學轉換，通過教學情境設計，以項目為載體，體現工作崗位需要的知識目標和技能目標。載體的選擇要注意工作過程完整性原則、職業成長性原則、區域經濟適應性原則、同類性原則。零件造型選擇卡丁車建模，激發學生的學習激情，并且也涵蓋了主要的知識點；然后將各個零件裝配，加工選擇十字板零件的加工，覆蓋了主要的知識點，采用同一個零件作為項目，有利于知識點的銜接，易于學生階梯性學習。表2為項目設計表，課時60個。

（四）教學組織與實施

采用理實一體的教學模式，每個項目的組織流程：課前準備——任務講解——任務實施。教師做好課前教學設計和準備，教學內容難易適中，有階梯性，訓練內容豐富。教學時對于新的知識點，采取演示的方法進行教學。任務實施過程中對于學生提出的問題不要急于告訴答案，激發自己解決問題，或和同學討論完成。通過合適的教學組織與實施，提高學生學習的主觀能動性，學習過程中的創造力，培養自學能力、獲取新知識的能力，培養團隊協作能力。

該課程教學做完全一體化、采用項目式教學法，教師努力將學生未來要面臨的工作過程情境化，學生基本都是在老師安排的教學情境下進行學習，理論完全融于學生的操作中，教師以學生為主體設計教學結構、營造民主和諧的教學氛圍，激發學習者參與教學活動，提高學習者學習的信心和成就感；指導學生完整地完成項目任務，并將有關知識、技能與職業道德和情感有機融合。

（五）考核評價

改革傳統的學生評價手段和方法，采用階段評價、目標評價、項目評價、理論與實踐一體化評價模式；關注評價的多元性，結合提問、現場解決問題、提交作品（包括零件三維建模、曲面造型、程序編制等）、測驗、考試等情況，綜合評價學生成績；既注重學生在實踐中獨立分析問題和解決問題能力的考核，又注重學生協同作業的溝通、協作能力，全面綜合評價學生的工作能力。

通過過程考核與期末考核相結合的方法，過程考核占40%，期末考核占60%，見表3。

三、教學改革的效果

在進行改革后，從教學實踐過程看，學生有以下幾個方面的轉變：

一是學習積極性大幅度提高，從原來的無精打采到現在主動提問，課堂氣氛活躍。

二是學習的效率提高，項目設計上的連貫性，讓學生接收新東西的時間變短，學習的效果變好。

三是主動思考能力加強，遇到問題時，經過教師指點，能找到解決問題的辦法，并且能夠通過查閱有關圖書資料和網絡知識來解決。

四是學生創造能力得到提高，學生掌握基本知識點后，積極做實物零件的建模，如凳子、杯子、臺燈，完成了理論知識的提升。

責任編輯 何麗華