高职模具专业基于UG的CAD／CAM教学改革探讨

雷 芳

（东莞职业技术学院，广东 东莞 523808）

高职模具专业基于UG的CAD／CAM教学改革探讨

雷 芳

（东莞职业技术学院，广东 东莞 523808）

目前高职模具专业普遍存在没有根据生产过程的要求突出实践技能，无法形成解决专业实际问题的能力。文章探讨了以CAD／CAM为主线进行的教学改革，按模具生产过程要求制定课程体系，在课程实施过程中以项目教学法和任务驱动教学法来提高教学质量。

模具专业；教学改革；CAD／CAM；UG

1 模具专业现状

现代模具工业已从传统的劳动密集产业转变为一个人才密集和技术密集的产业。模具企业之间的激烈市场竞争，逐步体现在掌握高级技能的人才和模具的生产技术水平上。高职是培养高级技能人才的主体，主要为企业培养德、智、体、美全面发展，能够从事企业模具设计（CAD）、模具制造（CAM）、模具装配调试和维修的高级技能人才。

目前，围绕这一教学目标开设的课程体系存在一些问题，开出的课程相互孤立，缺乏延续性。这样，学生学习完前面的基础知识后，不能及时得到巩固，对于应用也只能停留在简单操作的层面，没有根据生产过程的要求突出重点和实践技能，无法形成解决本专业工程实际问题的能力。根据学生到企业工作的反馈情况，用人单位反映学生的在校学习与企业脱节，到工作岗位后要对学生进行专门的技能训练才能上岗。因此，对模具专业进行课程改革是一项日益突出的问题，对实现学校与企业的对接有着重大的意义。本文探讨了以CAD／CAM为主线进行的教学改革，在课程实施过程中以项目教学法和任务驱动教学法来提高教学质量。

2 按照生产过程要求制定专业课程体系

高职教育培养的人才主要是在生产过程中能从事技能性工作，学校应当基于生产过程构建专业课程体系。这种基于生产过程开发与改革专业课程，要求以生产过程为参照整合陈述性知识与过程性知识，着眼于隐含在生产体系中的、整合了实践知识与理论知识的生产过程知识的生成与构建［1］。根据模具企业生产过程的要求，可以将模具专业的课程分为以下四个模块：产品造型（根据要求作出合理的产品设计）、模具设计（完成模具的结构设计）、模具制造（应用CNC、电火花和线切割等方法加工）、模具装配与调试（装配好模具，在注塑机上进行试模检验制品是否合格）。这四个模块的内容由基础到综合，由简单到复杂。模具专业的课程体系将紧密围绕以上几个模块展开，着力于能适应模具生产的职业能力培养。在课程设置中注重目前主流技术在课程中的体现，注意课程的连贯性、实践性。

3 模具CAD／CAM教学软件的选用

以计算机为中心建立起来的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）和计算机辅助工程很大地缩短了模具生产的周期，降低了生产成本，提高了产品质量，很大地改变了传统模具的生产方式。在模具设计及制造中，CAD／CAM技术已成为一门综合性的学科，并且发挥着日益重要的作用。随着生产技术的进步，随着模具CAD／CAM技术的不断发展，高职模具专业开出的软件课程逐渐增多，比如三维设计方面的软件有定位UG、PROE和Solidworks等，加工软件有UG、Master－CAM和CAXA等。如果目标不明确，课程开设中软件课种类多，连贯性差，学生是很难都学好的，而且也难适应企业高层次的需要。因此，模具CAD／CAM技术的学习需要选用合适的教学软件，实施层次化教学。在三维设计和加工方面可以选择一种软件作为主修，一种软件作为辅修。

通过调研发现，UG软件自从1990年进入我国后，以其强大的功能和良好的售后服务，在机械制造领域特别是模具制造工业中极大地提高了生产质量，缩短了生产周期，广泛采用UG软件完成从产品造型、模具设计及制造的全过程，UG软件成为模具工作的一项基本工具［2］。掌握UG软件的基本功能，并能熟练地应用UG进行模具设计和制造，是模具专业学生适应社会、适应工作需求的一项专业技能。

UG软件有多个模块，有CAD、MoldWizard、CAM和CAE等。CAD模块包括实体建模、特征建模、自由形状建模、工程制图和装配等；Mold－Wizard模块是一个智能化、参数化的注塑模具设计模块，为产品的分型、型腔、型芯、滑块、嵌件、推杆、镶块、模具的模架、浇注系统和冷却系统等提供了方便的设计途径，可以生成与产品参数相关的、可后续用于数控加工的三维模具模型。CAM模块提供了对NC加工的CLSFS建立与编辑，提供了包括铣、车、线切割、钣金等加工方法的交互操作，可用于三轴加工和五抽加工，还具有图形后置处理和机床数据文件生成器的支持。同时又提供了制造资源管理系统、切削仿真、图形刀轨编辑器、机床仿真等仿真加工和辅助加工。因此，在产品设计、模具设计和加工复杂形状的模具零部件上体现了很大的优势，这也是很多模具企业用UG做设计和加工软件的原因之一。鉴于此，模具CAD／CAM教学中选用UG软件作为贯穿始终的主要软件。基于UG的模具CAD／CAM教学内容安排如图1所示。从图1中可以看出，教学中利用UG软件完成了从产品造型、模具设计到编程制造的过程，体现了课程的层次性，实现了软件的连贯性，有利于学生的深入学习。

图1 基于UG的CAD／CAM教学示意图Fig.1 CAD／CAM teaching sketch map based on UG

4 采用项目教学法，培养学生的工作能力

以职业工作能力培养为核心，已成为设计高职高专专业课程教学的基本目标。教学设计中要体现出能力本位，以培养学生的工作能力为重点。而实现这个目标的有效途径是采用项目教学法。课程对应于企业工作岗位的工作体系，与企业“工作项目”的工作结构相对应，课程内容的组织结构形式主要以“项目”为主体。

在分析课程组织结构的基础上，整合工作任务所对应的职业知识与技能，将UG课程内容以“产品造型、模具设计、数控编程（模具制造）”为三个主任务模块，重点培养基于UG的实体建模、特征建模、自由形状建模、工程制图、装配、注塑模具设计模块、模具加工功能等专业能力，实现以典型模具产品为载体，由低到高层次渐进式安排教学内容，以项目来进行实训。UG课程体系模块中部分项目的设计见图2。学生学习完一系列项目后，培养了职业工作能力。

图2 UG课程体系模块中项目设计Fig.2 Project design of UG curriculum module

5 采用任务驱动综合实训教学法，提升学生的技能

在学习完各个项目知识后，采取任务驱动教学法进行综合实训，目的是让学生综合应用已学知识，用基于UG的CAD／CAM技术，完成与完整的模具生产实践一致的专业技能训练，进一步提高学生的技能水平。在该课程设置中要注意以职业能力为目标，组织课程内容；以模具产品为载体，设计教学活动；以工作过程为中心，推进课程开展；以学生为主体，老师为主导；注重过程评价，促进学生全面发展。

任务驱动教学法由四部分构成：任务设计，分析任务，完成任务，任务评价。具体的实施过程如下：任务设计是由老师给每个组分配一个产品图纸，并给出模具设计的相关说明和要求。如一个小组的任务是设计塑料盖模具，塑料盖材料是ABS，大批量生产。任务设计后是分析任务，在老师的引导下制定切实可行的工作方案。接下来由学生完成任务即模具设计、模具加工和模具装配调试的内容。最后对任务进行评价，可以以作品进行展示，教师加以评价。在实施过程中要注意任务设计应合理、明确、适量，教师要处理好学生自主学习与协作学习的关系，教师要明确自己的角色定位，实现“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”。由于课程的实施需要学生有一定的基础和耗时较长，为了达到良好的教学效果，最好是安排在学生在校的最后一学期，用3周以上的时间完成。

6 结 语

随着我国模具工业的飞速发展和技术升级，模具工业对高级技能人才需求越来越大。如何缩小高职教育与企业对人才需求间的差距，成为教育改革的方向和目标。高职模具专业以CAD／CAM为主线的教学改革，要求能够根据企业生产过程来定位课程体系，合理设置课程内容，以职业能力为核心，体现课程的实践技能性，培养的学生会越来越受到企业的欢迎。

［1］ 姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计［J］.中国高教研究，2009（4）：66－70.

［2］ 张德红，郭晟.基于生产过程的模具专业课程教学内容优化设计［J］.职业教育研究，2011（4）：104－105.

CAD／CAM Teaching Reform Based on UG of Mould Specialty in Higher Vocational Colleges

LEI Fang（Dongguan Polytechnic，Dongguan 523808，China）

Now practice skill not according to the demands of production process is the common problem of the mold specialty in higher vocational colleges，and cannot form the ability of solving practical problems.Therefore，it is necessary to carry out the teaching reform of mold specialty，which using CAD／CAM as the main line，according to the mould production process requirements the curriculum system is formulated，in the process of the curriculum implementation project based teaching and task driven teaching method teaching quality is improved.

mold specialty；teaching reform；CAD／CAM；UG

G 712

A

1671－7880（2012）04－0046－03

2012－03－29

东莞职业技术学院院级基金青年项目（2011d13）

雷芳（1983— ），女，湖北天门人，讲师，硕士研究生，主要研究方向为模具的设计与制造。