基于工程实践的《CAD/CAM技术-UG》课程教学改革*

程德蓉 李先明 陈 泉 胡敬佩 卢 艳（重庆工商职业学院 重庆 400039）

基于工程实践的《CAD/CAM技术-UG》课程教学改革*

程德蓉 李先明 陈 泉 胡敬佩 卢 艳
（重庆工商职业学院 重庆 400039）

分析了《CAD/CAM技术-UG》课程教学改革的背景，阐述了教学改革的目标、内容、方法、手段和考核评价，通过教学改革实践，该课程的教学体现了学生的主体作用，实现了理论与实践的紧密结合，充分调动了学生的积极性，学生在理论知识的掌握和实践技能的提高上均收到了良好的效果。

CAD/CAM技术-UG；教学改革；工程实践

教学改革背景

随着对机械设计、模具设计质量与制造要求的不断提高，CAD/CAM（计算机辅助设计/计算机辅助制造）技术在制造业中的地位越来越重要，职业院校选择的CAD/CAM软件大都是企业使用的几大主流软件，如UG NX（Siemens NX）、Pro/Engineer、CAXA等。

UG NX是美国Unigraphics Solution（简称UGS）公司推出的功能强大的CAD/CAM/CAE一体化集成软件，目前UG产品已广泛应用于航空航天、汽车、机械、造船、通用机械、数控（NC）加工、模具制造、医疗器械等诸多领域。由于UG软件功能强大，功能模块较多，各模块功能相对独立，高职高专院校的UG教材主要是针对UG的各功能模块按知识体系独立编写的教材，但传统的教学方式存在教学资源缺乏、教学案例与生产实际项目联系不够、对工程上产品设计的方法思路及理念了解不够等问题。

教学改革目标

我校本课程的教学改革主要包括教学内容、教学方法、教学手段及考核评价等方面的改革；建立课程教学网上资源，作为学生学习本课程及后续课程的参考；探索符合我校学生实际的教育教学方式和考核办法以及能有效提高教学质量的评价标准体系，最终形成比较完善的课程教学标准和教学体系。

教学改革实践

（一）教学内容改革

坚持以能力为本位的指导思想，从行业工作岗位的实际需要出发，制定课程的教学内容和标准，在教学过程中着眼于学生实际能力的培养，通过能反映学生实际能力水平的考核方法加以评价。对应企业中的实际运用，职业院校中的UG NX的教学情境大多是按模块化分为UG NX产品设计、装配设计、工程图设计、注塑模设计、数控编程等几部分。

以工程实践需求为导向，改革传统的课程知识体系 要以市场需求为导向，以岗位能力为出发点选定教学内容，确保学生学有所用。《CAD/CAM技术-UG》课程主要对应数控加工工艺员、数控加工程序员等机械产品的计算机辅助设计与辅助制造岗位，培养学生独立运用UG软件完成中等复杂程度零件的造型、模具设计和自动CNC编程与仿真加工的能力。传统的UG软件教学内容往往面面俱到，概念多，难点多，重理论知识的系统性和完整性，针对性不强，学生学习兴趣不高。因此，应综合数控加工企业对UG软件技能的要求、学生的学习积极性和学习能力三方面因素，以“宽基础、重应用”为原则，建立以工程实践为基础的课程内容体系，内容涵盖UG软件造型、零件装配、二维工程图创建、注塑模设计和数控加工5个功能模块，通过营造实际工作情境，实现学校环境与工作环境、校园文化与企业文化的有机融合。例如，在教学过程中，教师带领学生参观了重庆聚兴集团，参观前布置任务，参观时仔细观察企业正在生产的某摩托车上的零件——摇臂零件，参观后要求学生根据自己的观察造型设计出此摇臂零件，一方面可以提高学生参观学习的主动性，另一方面可以让学生感受到学有所用，最后根据企业零件的造型设计实例总结出所学的知识及其应用技巧。

以项目任务驱动为主线，改革传统教材知识点的序列 传统教材侧重于知识点在逻辑上的先后顺序，先讲解每个步骤、概念、知识点及其软件应用，再讲解例子。虽然学生能获得较系统的知识，但学习被动，软件的综合运用难度较大。本课程采用以项目为单元的系统化教学模式，即实施项目时根据项目需求讲解知识点，采用项目驱动、问题牵引、套路主导的“工学结合，行动导向”的学习模式，引导学生学习各个知识点，从而让学生学会处理工程实践问题，将理论与实践有效地结合起来。《CAD/CAM技术-UG》课程的项目教学包括25个能力训练项目，每个项目都根据职业技能目标和学生的认知规律，难度由简到繁，逐步递进，引导学生逐步达到学习目标。教学过程中精心组织讲演、训练、深化、综合训练、总结、作业等步骤，做到讲、学、做一体化。以UG NX产品设计中的草图设计为例，要求学生学会利用“草图曲线”工具条进行草图的创建、绘制、创建编辑尺寸添加和修改约束、参照选择、投影、镜像、拉伸特征创建、实体旋转等。为了让学生掌握草绘技能，安排2个项目任务进行课堂讲解、演练及练习，布置1个任务课堂训练，布置2个任务课后训练。其中以切割刀具和吊车的挂钩作为课堂讲演及练习草图的2个项目任务，实例中贯穿了要求学生掌握的各个知识点，使学生了解和掌握创建草图的主要方法，由简入难引导学生添加尺寸、选择参照和拉伸套路，创建出逼真的三维实体，使学生获得成就感，增加学习兴趣。

以技能培养为核心，完善实训教学体系 为项目课程教学专门编制上机指导书，实训内容包括课堂教学、训练和课后训练三大内容。在上机指导中，采用传、帮、扶的形式教学，将学生分成小组，每小组5～6人，首先由教师讲授 （即教师讲解、演练），在教师讲授时没有跟上的学生由教师指导，同组优秀学生帮、扶，使学生参与的机会更多，发现的问题和学到的实践知识也更多，实验效果较好。制作实践项目考核表，应根据学生现场操作的熟练程度、实践结果正确性、现场纪律、安全文明等指标，全面考核学生的实践情况，督促学生学习，得出学生平时作业成绩。课程结束前安排一次综合实践课，巩固所学知识，提高学生分析和解决实际问题的能力，达到融会贯通的目的。

根据职业技能大赛要求，改革教学内容 职业技能大赛的要求紧密结合企业需求，是课程建设的风向标，有利于促进高职院校培养素质高、能力强的应用型技术人才。“复杂零件造型、多轴联动编程与加工”技能大赛的要求使我们看到了不足和差距，也给我们指引了教学改革和努力的方向，同时也极大地调动了学生学习UG软件的积极性和主动性，激发了学生的创新能力。

（二）教学方法与手段改革

本课程在教学方法与教学手段上进行了大量的改革，主要体现在以下几个方面。

采用讲练结合教学 本课程采取教、学、练（边教、边学、边练）三结合的项目训练法，教师先操作演示，学生跟着学习，遇到教学重点、难点，教师重复演示，直到学生掌握为止。然后布置实例让学生训练，教师及时解决学生训练中存在的问题。教师讲解时间、概念阐述时间虽然相对较少，但学生的操作能力却大幅提高。

采用工程实例教学 采用企业的工程实际例子进行教学，在教学过程中培养学生的工程意识，使学生了解UG软件的应用并不是简单的画图，而是综合知识的运用，学生采用UG软件所完成的设计和加工是有工程背景的，是能应用于实际工作的，以此增强学生的学习兴趣。

采用体验教学 带领学生到企业参观，锻炼识图能力、加工工艺编制能力等，要求学生分析在课堂上进行的造型和加工工艺参数的选取与实际生产所采用的方法有什么不同，通过分析找出正确的答案，从而培养学生的工程意识。

教学手段多样化 多媒体教学与上机操作相结合，采用工程项目教学视频、电子教案、光盘、多媒体课件等手段充实教学，利用现代教育技术手段（QQ、电子信箱、极域等）辅导学生学习。

（三）考核评价改革

为了让更多的学生主动参与学习，探索有效的考核评价方法，本课程采用了以下一些考核评价方式，取得了一定的成效。

明确考核评价目标 通过考核检验学生的职业岗位能力的掌握情况。该课程的职业岗位能力包括计算机辅助设计（利用UG软件进行机械产品设计与造型、模具设计等）和计算机辅助制造（对机械产品、模具零件等进行数控加工工艺分析后，利用UG软件进行仿真加工，生成数控加工程序等）。

改革考核评价标准 依据职业岗位所需的能力标准制定考核评价标准。

改革考核内容 依据职业岗位能力的要求和提高学生就业能力的需要，根据任务或项目等实际内容安排考核评价的内容，将考核重点向注重实践技能的掌握和个人创新精神的培养等方面倾斜。

考核评价手段多样化，减少标准化考试 本课程考核采用的方式是：60%的平时成绩＋40%的期末考核成绩。其中，平时成绩＝课堂表现（20%）＋平时单元作业（CAD部分25%＋CAM部分20%＋模具设计部分 15%）＋课程综合作业（20%）。

本课程的教学改革实践证明，以工程实践项目任务为驱动、以技能培养为核心的教学内容改革，综合运用多种教学方法与手段，充分体现了学生的主体作用，实现了理论与实践的紧密结合，能充分调动学生的学习积极性，学生既可以学到理论知识，也能够掌握实践技能，收到了良好的效果。

[1]吕超.项目教学法在《UG实训》教学中的应用[J].模具制造，2007，（12）.

[2]张鉴隆，等.基于工程实践构建《UG NX产品设计综合训练》课程体系[J].中国科技信息，2009，（13）.

[3]张琴.基于工作过程的《Pro/Engineer软件应用》课程教学改革[J].职业技术教育，2009，（20）.

（本文责任编辑：王恒）

G712

A

1672-5727（2011）10-0075-02

程德蓉（1974—），女，四川广安人，硕士，重庆工商职业学院机电工程系副教授，主要从事计算机辅助设计方向教学研究。

*本文系重庆工商职业学院课程教学改革立项课题《基于案例推理的CAD/CAM技术课程教学改革研究与实践》（课题编号：20101）的成果，主持人：程德蓉