工作過程引導(dǎo)下的中職機械CAD/CAM課程開發(fā)

藍小紅

摘 要：《機械CAD/CAM》課程是機械專業(yè)綜合課程，具有知識密集，綜合性強等特點，如何做好課程教學(xué)，是機械專業(yè)教學(xué)的重點，闡述了教學(xué)現(xiàn)狀及教學(xué)中存在的問題，基于工作過程從典型工程任務(wù)，課程體系結(jié)構(gòu)，教學(xué)方法與組織形式，加強校企合作等方面進行了探討。

關(guān)鍵詞：工作過程;CAD/CAM;課程開發(fā)

CAD/CAM技術(shù)是隨著計算機技術(shù)發(fā)展形成的新技術(shù)，能否熟練應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)進行自動化設(shè)計已成為衡量機械人才素質(zhì)的重要標準。中職教育迫切需要對現(xiàn)有課程進行改革，《機械CAD/CAM》課程是機械專業(yè)綜合課程，具有學(xué)科交叉等特點，中職學(xué)校開展課程教學(xué)改革研究，有利于提高課程教學(xué)的實效性。

一、中職機械CAD/CAM課程教學(xué)中的問題

機械CAD/CAM課程要求學(xué)生能運用計算機技術(shù)獨立完成零件的CAD/CAM工作，當(dāng)前很多中職學(xué)校課程教學(xué)中往往僅講授CAD/CAM的基本概念，軟件操作，實踐課通常是簡單的上機操作，數(shù)控機床，數(shù)控加工工藝等教學(xué)獨立于CAD/CAM課程之外。學(xué)生通過學(xué)習(xí)能應(yīng)用計算機繪制零件圖，但學(xué)生對通過CAM生成的加工程序如何應(yīng)用，工藝參數(shù)設(shè)置是否合適等并不明白，傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式顯然不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

中職學(xué)校機械專業(yè)基本開設(shè)了《機械CAD/CAM》課程，但大多數(shù)學(xué)校的培養(yǎng)模式仍延續(xù)傳統(tǒng)教育模式，沒有根據(jù)企業(yè)需求培養(yǎng)學(xué)生的技能，學(xué)生能掌握有關(guān)基本理論，但不能掌握零件的CAD/CAM技術(shù)，培養(yǎng)出的學(xué)生專業(yè)能力不強，不能滿足企業(yè)的用人要求。

當(dāng)前市面上的CAD/CAM方面的教材有很多，相關(guān)軟件種類豐富，但基本為系統(tǒng)的講述某一款軟件的繪圖，及案例的形式講述零件圖的繪制，選用的零件為作者從其他資料上收集的，講授的知識與實際生產(chǎn)加工脫節(jié)，缺乏適宜職業(yè)教育特色的教學(xué)資源。

二、機械CAD/CAM課程教學(xué)問題原因

機械CAD/CAM技術(shù)內(nèi)容包括計算機輔助設(shè)計，計算機輔助工程，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等，龐大的系統(tǒng)課程內(nèi)容通過有限的學(xué)時掌握十分困難。因此，需結(jié)合中職教育特點選取一些模塊進行講授。中職制造類專業(yè)應(yīng)以生產(chǎn)為主線進行專業(yè)定位，教學(xué)中應(yīng)注重理論聯(lián)系實際，通過具體零件完成計算機輔助設(shè)計，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而實現(xiàn)課程的培養(yǎng)目標。

企業(yè)與學(xué)校的合作關(guān)系不夠密切，學(xué)校沒有深入企業(yè)市場調(diào)研，不了解企業(yè)的用人需求，導(dǎo)致培養(yǎng)出的學(xué)生無法適應(yīng)企業(yè)的需要。大多數(shù)中職院校的機械CAD/CAM課程由機電專業(yè)教師擔(dān)任，教師對新興技術(shù)不了解，存在部分教師不能勝任教學(xué)工作的現(xiàn)象。

學(xué)校為提升教師的教學(xué)能力，通常讓教師進行自學(xué)，但教師邊學(xué)邊教，教學(xué)效果較差。導(dǎo)致學(xué)生無法掌握過硬的CAD/CAM技術(shù)。學(xué)生在更新知識與技術(shù)進步方面遠遠不夠。由于教師自身的專業(yè)能力不夠強，使得教師的教學(xué)手段相對單一，難以保證教學(xué)質(zhì)量。

三、基于工作過程的CAD/CAM課程開發(fā)

以工作過程為導(dǎo)向的職業(yè)教育理論源于90年代的德國，由職業(yè)教育學(xué)者Rauner教授及其團隊，在系列研究成果的基礎(chǔ)上形成的。該理論迅速成為職業(yè)教育改革的理論指南。以工作過程為導(dǎo)向的職業(yè)教育思想對我國職業(yè)教育產(chǎn)生了深遠影響。基于工作過程的機械CAD/CAM課程開發(fā)，對改革傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，提升教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生良好的技能素養(yǎng)等具有重要的意義。

（一）學(xué)習(xí)領(lǐng)域定位

機械CAD/CAM學(xué)習(xí)領(lǐng)域?qū)?yīng)的主要是機械產(chǎn)品CAD設(shè)計，數(shù)控加工工藝設(shè)計等典型工作任務(wù)。主要培養(yǎng)學(xué)生運用CAD/CAM軟件完成機械產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計能力，查閱標準，規(guī)范及有關(guān)資料的能力。

機械CAD/CAM工作人員根據(jù)客戶對機械產(chǎn)品設(shè)計要求，分析產(chǎn)品造型與加工工藝，對所有方案的可行性，經(jīng)濟社會效益進行論證評價。由產(chǎn)品制造師利用計算機完成產(chǎn)品造型，工藝員完成產(chǎn)品加工，編制設(shè)計說明書，在加工車間進行零件的加工，試制，征求客戶意見進行改進版。

機械CAD/CAM是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的核心技術(shù)課程，前修學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程主要有典型零部件測繪，典型零件監(jiān)測等。后續(xù)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程主要有典型零件數(shù)控加工，數(shù)控加工工裝等專業(yè)課【1】

（二）學(xué)習(xí)目標

以職業(yè)能力目標的實現(xiàn)為核心，學(xué)生在教師指導(dǎo)下制定產(chǎn)品造型，工裝夾具設(shè)計等計劃，使用的工具設(shè)備等應(yīng)符合勞動安全規(guī)定。學(xué)生能按計劃完成產(chǎn)品的CAD設(shè)計及加工，繪制產(chǎn)品二維圖，編制工序卡等項目【2】

學(xué)生應(yīng)具備機械產(chǎn)品CAD設(shè)計與加工的能力，利用曲面功能完成復(fù)雜產(chǎn)品的CAD造成。具備高效的加工工藝技能，具備運用標準，手冊等有關(guān)技術(shù)資料進行工程設(shè)計的能力。了解復(fù)雜產(chǎn)品多軸加工工藝，能正確閱讀產(chǎn)品說明書，能進行工作記錄與技術(shù)文件存檔。學(xué)生能自覺保持安全工作環(huán)境，加強合作意識，及與他人溝通交流。

（三）學(xué)習(xí)情境設(shè)計

學(xué)習(xí)情境是實訓(xùn)場地對工作過程的教學(xué)化加工，每個學(xué)習(xí)情境為一個獨立的學(xué)習(xí)型工作任務(wù)，學(xué)習(xí)情境要符合學(xué)生的認知規(guī)律，采用從單一到綜合的排列方法。以完成具體工作任務(wù)為目標，學(xué)習(xí)情境設(shè)計盡量覆蓋常見生產(chǎn)對象。

機械CAD/CAM學(xué)習(xí)情境設(shè)計要考慮盡量覆蓋典型零件技術(shù)，結(jié)合制造業(yè)支柱產(chǎn)品泵閥，縫紉機，小家電等，選取典型任務(wù)載體作為學(xué)習(xí)性工作任務(wù)涵蓋機械CAD/CAM課程內(nèi)容。每個學(xué)習(xí)情境按CAD/CAM工作過程設(shè)計。

（四）學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開發(fā)建議

為更好的實施任務(wù)教學(xué)，要開發(fā)任務(wù)指導(dǎo)手冊等任務(wù)驅(qū)動教材，需借助《刀具使用手冊》等參考資料，及多媒體教學(xué)課件，虛擬實驗室等有助于項目教學(xué)的課程資源。

中職CAD/CAM課程考核內(nèi)容對學(xué)生的學(xué)習(xí)有很強的導(dǎo)向作用，傳統(tǒng)形式考核方式存在很多弊端。在建模的合理性及工程圖的標準化等方面與實際生產(chǎn)要求有較大的差距。改革考核方法是中職教學(xué)改革的重要內(nèi)容。考核采取過程考核與期末考核結(jié)合的方式，對過程考核成績占總成績的70%，根據(jù)學(xué)生完成學(xué)習(xí)型工作任務(wù)情況進行考核。期末考核按教學(xué)要求側(cè)向能力考核。

四、基于工作過程的機械CAD/CAM課程設(shè)計案例

首先制作典型工作任務(wù)，選擇合適教學(xué)的產(chǎn)品，通過產(chǎn)品零部件設(shè)計制作，包容CAD/CAM系統(tǒng)的主要功能。選擇一套模具，分為模架等部分，每部分根據(jù)其特征形成工作任務(wù)，工作任務(wù)主要包括工程圖繪制，利用CAD/CAM軟件繪制圖形，數(shù)控加工仿真等。

其次，設(shè)定教學(xué)目標，課程教學(xué)目標要求學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)能根據(jù)產(chǎn)品圖紙繪制二維圖形，制定工藝路線。設(shè)置工藝參數(shù)，在數(shù)控機床上進行產(chǎn)品零件的加工得到合格零件。經(jīng)過組裝形成完整的產(chǎn)品，培養(yǎng)學(xué)生與他人交往，共同工作的能力。

第三，課程體系結(jié)構(gòu)，CAD/CAM應(yīng)用包含數(shù)控機床原理，數(shù)控加工工藝，刀具等知識。通過機械CAD/CAM課程解決不現(xiàn)實，應(yīng)在講授CAD/CAM課程前講授，課程中著重對知識正確運用。將學(xué)生分為每五人一組，在進行分組時充分注意學(xué)生的學(xué)習(xí)類型，在教師講授指導(dǎo)下完成任務(wù)，給出零件圖紙進行測繪對零件進行工藝分析，合理選擇刀具，通過CAD/CAM軟件繪制規(guī)范的機械圖紙。完成數(shù)控仿真加工。

五、結(jié)語

機械CAD/CAM課程是機械專業(yè)學(xué)生的主要專業(yè)課，CAD/CAM技術(shù)發(fā)展，對中職機械專業(yè)課程教學(xué)提出了更高的要求，通過課程教學(xué)改革，培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考，分析解決問題的能力。

參考文獻：

[1]巫修海.基于工作過程的機械CAD/CAM學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開發(fā)[J].職業(yè)教育研究，2010（12）：77-78.

[2]張進春.基于工作過程的《機械CAD/CAM》課程設(shè)計[J].職教論壇，2010（32）：37-38+41.