高职院校《数控加工自动编程》课程教学的改革探索

2015-01-21陈家欣

机电产品开发与创新 2015年3期

陈家欣

（厦门海洋职业技术学院机电工程系，福建厦门 361100）

0 引言

随着我国从制造业大国向制造业强国的发展，CAD/CAM/CAE 技术已越来越广泛地应用于汽车与交通、航天航空、日用消费品、通用机械等各个领域。随着制造业的发展，企业对数控加工自动编程的人才需求量也越来越大，以往以企业自身以师傅带徒弟的模式培养人才已无法满足企业对人才的需求。因此对高职院校的人才培养模式也提出更高的要求，要求高职院校培养学生能直接进入企业从事相关岗位。为了适应人才培养模的改变，提高教学效果，笔者通过长期的机械CAD/CAM教学实践，以Siemens NX 的CAM 模块为例，提出一些教学内容和教学模式改革措施。

1 根据专业需求确定课程的教学内容

由于Siemens NX 软件的CAM 模块功能强大，功能模块众多，对于不同专业的学生来说，既不可以，也没有必要学习、掌握该软件CAM 模块的全部内容。因此，各院校的不同专业应根据人才培养方案以及对学生的职业能力要求，来确定相应软件的CAM 模块的教学内容。

以高职院校的模具设计与制造专业为例，学生要学会利用NX 软件CAM 模块的车削、3 轴铣削，点位（孔加工）等内容，表1 为该专业Siemens NX 软件CAM 模块开设的内容要求。

2 凝炼教学内容，确定合适的教学项目

项目教学法是通过实施一个完整的项目而实施的教学活动，其宗旨在于通过课堂教学中把理论与实践教学紧密结合起来，充分发掘学生的潜能，提高学生解决问题的能力[1]。在传统的职业教育中，教学内容偏向于专业理论知识和抽象的专业技能，而以工作过程为导向的职业教育中，教学内容更加强调工作过程的知识。因此，必须系统分析工作过程需要的综合知识、将其分析总结，确定合适的教学项目。作为数控专业的教师，我们始终把该门课程看做是一种自动编程工具，在教学中，进一步深化学生的专业意识，把零件加工方法、加工工艺等有关知识结合起来进行讲授。我们确定数控加工自动编程Siemens NX CAM 主要分4 个基本模块十几个分项目进行项目式教学，表2 为项目具体内容。根据需要1 个项目当也可能包含几个小项目。在进行每一个项目时，按照工作过程进行讲授，使学生能更好进行项目的实施。

表1 CAM 模块开设内容要求

表2 项目具体内容

3 根据职业能力改革课程教学方法

3.1 按项目教学法分解知识点、细化知识点

Siemens NX CAM 模块功能全面、各功能知识点众多。如果将这些功能不分主次地进行介绍，既浪费时间，又没有讲透重要功能，在实际加工环境中，不可能只使用单一的某一类功能指令，而是用若干功能一起来完成加工任务的，并且课时有限，因此找出本专业最常加工的项目，将最常用的知识、功能分解到各个项目中进行教学，既可以按实战要求出发，使得学以致用，以可以节省教学时间。教学采用计算机机房现场教、学、练相结合的方式，尽量做到学生与教师互动，每节课预留出50%以上的训练时间，在训练的过程中按学生需求尽力加以指导。

3.2 按行动导向法组织课堂教学

行动导向是以行动或工作任务为导向的一种职业教育教学指导思想和策略，是由一系列的以学生为主体的教学方式和方法构成的[1]。所谓行动导向的教学方法是指：针对职业目标，学生在教师引导下，在与该职业的典型工作过程相应的学习过程中，通过自我调节的学习行动去构建知识及经验体系的教学方法。以一个零件的加工过程为例，遵循 “资讯→决策→计划→实施→检查→评估” 的工作过程来完成教学过程。

资讯：分析零件的几何形状、结构、尺寸、精度及技术要求。

决策：确定完成零件加工所需的知识和加工命令。

计划：学习相应的加工知识、练习相应命令。

实施：完成零件加工，后处理输出G 代码，制作加工所需工艺文档。

检查：自我检查项目完成情况。

评估：学生互评、教师评估。

3.3 采用网络答疑辅助教学

通过QQ 或微信等网络平台创建网络辅导与交流互动平台，充分发挥学生主体和教师主导作用。学生学习过程中遇到疑难知识点，可通过网络和教师交流，教师可通过授权远程控制学生计算机，并在学生计算机上操作示范。由此带来的优点是：

（1）提高教师辅导答疑的工作效率，教师可在任意时间为学生答疑。

（2）教师可根据学生反馈的常见问题，不断地完善课件内容并及时更新，减少以后的学生提出类似的问题。课件经过不断地完善与补充，以后学生的疑难知识点会越来越少。

（3）学生学习过程中遇到的疑难问题能得到教师及时的指导解决，从而提高学生的学习兴趣和学习效率。

3.4 按职业能力要求制定考核标准

按教育部16 号文件精神，高职院校是为企业培养高技能应用型人才[3]。目前企业需要的是与工作岗位相适应的毕业生，所以在专业核心技能课程考核中，必须以职业岗位能力为目标制定考核标准。让教师的教学、学生的学习、训练，都要以培养学生的职业能力为目标。

（1）考核内容。要突出考核学生的“动手能力”、和“岗位能力”。

（2）考核形式。除了期末上机考试外，还可以采取单个模块安排单元测试，或者以实战演练代替考试。

4 根据教学要求编写课程教材

4.1 教材的选用：采用自编教材

目前市场上Siemens NX -CAM 的教材众多，但普遍存在以下几个问题：

（1）教材内容的编排主要以软件的运行环境、操作方法和功能为线索，或以讲解操作实例为主，没有形成完善的教学体系。以这样的体系进行教学，学生尽管可以学习各个功能，但无法灵活地综合应用于实际数控加工中。而且这样的教学体系也无法适应短学时的教学要求。

（2）统编教材Siemens NX 软件版本太旧，如目前许多教材是Siemens NX4.0 版的,而目前Siemens NX 已升级到10.0 版本。商业类的Siemens NX-CAM 参考书，基本与软件公司发布的软件版本同步，但不适合初学者使用。

4.2 教材编写建议

（1）课程内容安排的顺序以在实际数控加工编程实践中的应用经验为参考，由浅入深，功能模块清晰，形成加工自动编程完整体系，不受传统的教材约束。能够让学生快速入门，难度循序渐进，能在短时间内掌握软件的主要功能。

（2）教材要包含车削、铣削、孔加工，后处理等数控加工自动编程主要内容。

（3）要有配套相应的习题。习题设计结合Siemens NX软件的CAM 功能和数控加工实践应用，安排的顺序由易到难，综合应用所学过的知识进行数控加工自动编程，巩固所学的知识，以便能融会贯通地应用于各种不同类型零件的数控加工自动编程。

（4）教材要配套视频录像教程。学习Siemens NX 软件的CAM 模块，单纯看书难以理解，并要花较多的时间，特别是疑难点的学习。如果将主要课程内容和习题讲解录制视频教程，可带来如下的优点： ①学生通过视频教程，可边看边练，进一步提高学习效率；②重点、疑难点可反复观看教学录像，并反复练习，直到理解掌握为止；③学生可根据自己的时间自行安排掌握学习内容和进度；④进一步培养学生的自学能力，以适应CAM 类软件快速升级发展的现状；⑤许多数控加工编程应用技巧和操作风格通过视频讲解传授给学生要比通过文字说明，学生更快更容易接受。