高職CAD/CAM課程教學路徑探析

CAD/CAM技術是先進制造技術的重要組成部分，其發展和應用使傳統的產品設計、制造內容和工作方式等都發生了根本性的變化，在各行業的應用范圍也日趨廣泛，應用水平也逐年提高，同時對應用型人才的需求也不斷增加。為此，江蘇省五年制高職數控技術專業、模具設計與制造技術專業指導性人才培養方案將“CAD/CAM軟件應用技術”確定為本專業平臺課程中必修的專業主干課程，以培養學生綜合運用所學知識，利用CAD/CAM軟件解決機電產品設計和制造問題的專業技能。

一、“CAD/CAM軟件應用技術”教學中的常見問題

“CAD/CAM軟件應用技術”作為一門實踐性很強的計算機軟件應用課程，多采用理實一體化的教學手段，以實踐教學為主，教學中還存在以下一些問題：一是不清楚為什么學，經常有學生問學了這個軟件有什么用，將來能干什么？二是不清楚該怎么去學，目前的CAD/CAM軟件應用技術類教材，特別是基礎類教材往往偏重于軟件命令的講解。如今的CAD/CAM軟件功能強大、命令繁多，基本上把所有命令捋一遍，一個學期的課程也就結束了，這也導致將學生帶入一個學CAD/CAM軟件的誤區：是不是學會了這些命令就算掌握了這個軟件？三是不清楚該怎么去用，往往學生通過一個學期的學習，收獲就是通過本門課程的考核，但是真遇到企業招聘熟練使用CAD/CAM軟件的工程師時，往往連簡歷都不敢投，因為他的“會”和企業要求的“會”相去甚遠。四是缺乏創造力，當老師布置一個任務，比如為某個杯子設計一個把手時，學生就舉步維艱了。這些問題歸根結底就是學生學習力不強，導致在“CAD/CAM軟件應用技術”的學習中不能很好地理解和掌握課程的學習目標和內容，不能及時解決學習中遇到的問題和困難，難以將所學內容內化吸收，綜合運用以解決實際中遇到的問題。因此，“CAD/CAM軟件應用技術”教學應當圍繞解放學生的學習力來展開，培養學生自主探究、主動學習、相互合作的學習能力，從而構建創新高效的“CAD/CAM軟件應用技術”課堂。

二、合理安排課前任務，做好課堂教學鋪墊

“CAD/CAM軟件應用技術”課程對計算機硬件和軟件均有較高要求，很難保證所有學生都能有與學校相同的學習環境，因此在安排課前任務時要充分考慮這一因素。課前任務的目的是讓學生在上課之前初步了解課堂教學的內容，思考兩個問題：一是為什么去學，二是怎么學。教學的初級階段可以充分利用網絡教學平臺，將預先錄制的命令操作視頻，供學生觀看，并有針對性地布置一些判斷題，以檢驗學生自主學習的效果。教學的中級階段可以將二維零件圖、裝配圖的識讀工作安排在課前完成，布置一些選擇和填空題，讓學生在讀懂圖紙的基礎上判斷三維建模和裝配的流程；教學的高級階段可以發布機電產品的圖片信息，開設討論區，讓學生理解產品的功能及工作原理、設計的要素及所需的命令。

三、構建創新高效課堂，解放學生的學習力

以項目式課程“水壺的設計與制作”為例，課堂開始，老師便發布項目任務，模擬企業工作場景，完成教師和學生的企業角色扮演，分組分層，激發學生的學習興趣。學生自主搜集項目相關資料，通過教學平臺“超星慕課系統”進行交流探討。然后，進入項目實施階段“任務一：水壺仿形設計”準備階段。可以選取3～4張學生上傳的水壺圖片作為仿形的參照對象，先讓學生挑選自己喜歡的水壺圖片，再根據學生的選擇情況將學生進行分組，如果是30人左右的班級，建議分成5～6個項目組。然后組內學生進行分析討論，確定仿形順序與方法。任務實施過程中可以采用問題探究的學習方法，首先提出問題：先由每組匯報各自的構圖思路，接著老師設問，引導學生對建模步驟的合理性進行分析。在這一階段，老師可以借助一些信息化的手段，如構圖思路、排序游戲等，讓學生按順序選擇體素、造型工具。這樣幫助學生理清了思路，輕松化解了第一個教學難點。接下來各組根據正確思路完成建模，期間老師可以巡視指導，也可以通過機房的教學系統實時監控學生建模情況。前段課程中講解的一些命令，學生可能會遺忘，這時可以利用幫助文件引導學生自主學習。CAD/CAM軟件的幫助文件可以很好地協助老師，提高學習效率，突破第一個重點。

為了提高學生學習的積極性，借助學習3D打印實驗室，可將CAD/CAM課程延伸至第二個階段，即“任務二：水壺 3D打印”階段，讓各組分別完成本組作品的 3D打印，這一階段可以采用微課來模擬教師一對一指導。完成打印后，由各組組長提交各組作品及遇到的問題。老師整理問題，確定課中解決的重難點。在任務實施階段，教師提出問題，引導學生分析、討論，學生自然會發現這些問題與3D打印的參數設置有關，從而引出本課第二個重點：3D打印的參數設置。由于在實際操作中很難將問題全面展示出來，可以借助“虛擬 3D打印軟件”來突破這第二個重點。虛擬打印可以模擬真實的打印效果而不消耗打印時間，幫助學生快速找出參數設置的要點，既節省了材料，又大大提高了學習的效率。參數的設置與 3D打印機的工作原理密不可分，這時老師就可以提出第二個問題，引出第二個難點：3D打印機的工作原理。讓學生利用“3D打印機虛擬拆裝軟件”自主學習打印機的結構組成和工作原理。點擊相應按鈕，可觀看打印機拆卸、組裝及原理動畫。軟件形象直觀，幫助學生自主學習，真正做到讓學生解決問題，化解第二個難點，至此完成項目實施。

四、對比學習多元評價，實現高質量教學

在任務一完成時，通過機房教學系統廣播每組建模作品，老師從建模的思路、方法和特征等方面對各組作品進行點評。各組學生也針對其他組的作品完成情況，進行打分。任務二完成后，各組學生對自身作品進行展示，闡述設計思路和產品特點，然后各組對其他組的作品進行投票。

采用項目引領任務驅動、問題導向、情境教學、分層教學等方法的“CAD/CAM軟件應用技術”課堂，學生學習的主動性和學習效率大大提高。“水壺的設計與制作”作為“CAD/CAM軟件應用技術”一個完整的教學項目，讓學生直接上手操作，難度還是相當大的，但是通過老師對項目的任務分解，利用問題導向逐步推進，很好地激發了學生的學習興趣。由學生提交的最終成果可以看出，大部分學生能夠適應并享受教學模式的轉變，在規定時間內順利且高效地完成老師布置的任務，從而達到學以致用的目的。