融合工艺知识的机械CAD/CAM课程教学改革

郭利

（安徽国防科技职业学院机械工程系，安徽六安237011）

0 引言

如今机械CAD/CAM技术已成为机械行业必不可少的技术手段，它是实现现代制造业信息化的基础，同时也是当今机械制造类企业实现现代化、科技化的重要标志。企业越来越青睐具有熟练专业技能的机械CAD/CAM技术人才。因此，高职院校应充分发挥自身的优势，进行机械CAD/CAM课程教学改革，切实培养出适合机械行业发展需求和满足企业发展需要的高端技能型人才。

笔者从事机械CAD/CAM课程教学多年，阅读了大量的机械CAD/CAM课程教学改革的文献，大部分文献中采取了项目导向、任务驱动、模块化教学等教学模式和手段进行机械CAD/CAM课程教学改革［1-3］，调动了学生的积极性，提高了教学质量。但是，忽略了在教学过程中融入设计工艺和加工工艺知识，培养出的是软件使用“高手”，而不是既懂工艺、又懂设计的高端技能型CAD/CAM人才。鉴于上述问题，笔者提出了融合工艺知识的机械CAD/CAM课程教学改革模式，教学效果甚佳。

1 《机械CAD/CAM应用技术》课程基本情况及教学现状

“机械CAD/CAM应用技术”是机械制造类相关专业的一门专业核心课程，主要培养学生对常见CAD/CAM软件的操作和运用能力，通过培养，学生应能够掌握利用主要的CAD/CAM一体化软件进行常见机械零件的建模、装配设计、工程图设计、数控加工设计与仿真等方法。我们非常重视机械CAD/CAM应用技术的课程改革。2009年我院使用专项资金购买了CAD/CAM/CAE一体化集成软件——UG NX，并建立了一个拥有65台高性能计算机的专业机房，按照以能力为本位的工学结合人才培养模式，进行了机械CAD/CAM应用技术课程的教学改革与探索。以企业真实产品为载体，实施了项目化、任务驱动等教学方法，实现了“教学内容模块化、教学情景企业化”，在一定程度上提高了教学质量。

但是，依据我们针对毕业生的调查得知，我们培养的机械CAD/CAM人才的综合能力相对薄弱。表现为实践及动手能力不强，理论与实践不能很好地融合以解决实际工程问题、不能在企业中发挥应有的作用。究其原因主要有以下两个方面：

1）前后所学的知识衔接不好，理论与实践结合不紧密。机械CAD/CAM应用技术课程的培养目标不是CAD/CAM软件的使用“高手”，而是要培养学生的综合应用能力，来解决机械制造类企业的实际工程问题。目前，很多院校的机械CAD/CAM应用技术课程虽然实施了项目化教学，但是仍以讲解书本上的命令为主，没有使软件操作和实际工程应用有机的融合，达不到企业对人才需求标准。学生对软件使用非常熟练，但是理论与实践仍无法统一融合，以至于进入企业后对于具体的零件设计、加工等不知所措。

2）学生自主学习能力较差，学习较被动，缺乏创造性。高职类学生有其自身的特点，缺乏一定的自信心，普遍基础较差，自控能力较差，自学态度不积极，学习兴趣也不高。喜欢动手，不喜欢动脑等。因此，在整个教学过程中，难以做到以学生为主体、以学生为中心进行教学，学习效果较差，创新能力也比较弱，达不到课程标准所要求的专业技能。

2 融合工艺知识的机械CAD/CAM课程教学改革

“机械CAD/CAM应用技术”是一门综合性技术课程，涉及多学科知识领域。在整个专业人才培养课程体系中，是机制类专业核心课程。其先前开设课程包括计算机应用基础、机械制图CAD、机械设计基础、数控加工与编程、机械制造技术等；后开设课程包括模具设计与制造、典型机械产品设计及制造等。因此，在机械CAD/CAM课程教学中，要注重前后知识的良好衔接和融合，特别是机械产品工艺知识、数控加工知识等。最终形成综合应用能力，以便能够分析和解决实际工程问题。

工艺知识包括设计工艺和加工工艺，是机械制造类各专业学生必须掌握的基本核心能力。机械CAD/CAM应用技术课程内容包括CAD和CAM两部分，培养目标重点是学生综合应用能力的培养，具体体现就是学生能够利用前面所学的工艺知识和基础知识，利用CAD/CAM软件，分析和解决实际工程问题的能力，如图1所示。

图1 机械CAD/CAM人才综合应用能力培养

基于上述分析，在项目化教学和任务驱动改革的基础上，我们融合工艺知识于机械CAD/CAM课程教学中，探索了融合工艺知识的机械CAD/CAM课程项目化教学改革。以企业真实产品为载体，突出学生解决实际问题的综合能力培养，工艺知识贯穿于全过程中，较好地提高了课程教学质量，真正实现“零距离”上岗，学校拿得出，企业用得上。其教学流程如图2所示［4］。

为了调动学生学习的主动性和积极性、开发创造性，实现教、学、做一体化教学，我们在专业CAD/CAM机房实施课程所有教学内容。同时，在教学过程中，采用“启发式”和“小组讨论法”教学法引导学生积极参与到学习过程中。讨论法是学生在教师的指导下为解决某个问题而进行探讨、辨明是非真伪以获取知识的方法［5］。例如，为完成一个典型任务，将全班学生分成5～6个讨论小组，每个小组任命一个组长，负责小组的讨论和交流，并最终展示小组完成任务的方案，供大家讨论，老师给出最终的评价，并指出每组方案的优点与缺点，作出总结。在整个讨论的过程中，教师要参与其中，并且给予适当的启发和鼓励表扬。这种方法能更好地发挥学生的主动性、积极性，有利于培养学生独立思维能力、团队协作能力，促进学生灵活地运用知识点，提高其创新能力。

图2 融合工艺知识的CAD/CAM一体化教学流程

3 教学改革效果实证

本课程教学改革的目的是提高课程教学质量，提升学生解决实际工程问题的综合应用能力。在实践中，我们通过调查问卷和访谈进行数据收集和分析，与传统教学模式相比，了解学生对新教学模式的认可度及学习兴趣的变化，学生认可度调查表如表1所示，从中看出学生对本课程教学改革是比较认可的。

表1 学生认可度调查表

其次，众所周知，高职领域职业技能大赛衡量学生综合应用能力的杠杆。机械CAD/CAM技能在工业产品造型设计与快速成型、注塑模具CAD与零件加工、全国大学生创新设计大赛等赛事中是必不可少的能力，除此之外还包括团队协作能力、创新能力等。实施课程改革后，近两年大赛成绩提高显著。工业产品造型设计与快速成型大赛获得全国一等奖，注塑模具CAD与零件加工大赛获得省级二等奖，全国大学生创新设计大赛获得二等奖。优异成绩证明了学生综合应用能力的显著提高。

4 结语

课程建设是一个不断进行优化的过程。机械CAD/CAM应用技术课程在已有项目化和任务驱动改革的基础上，针对目前存在的学生学习积极性差、综合能力相对薄弱等问题进行了进一步改革与优化。在改革中，仍然依据以能力为本位的工学结合人才培养模式，探索和构建了融合工艺知识的CAD/CAM一体化项目教学模式。同时，采用了“启发式”和“小组讨论法”教学，实现了教、学、做一体化教学。依据对我院2012级和2013级学生的实证调查分析，课程改革取得了良好的效果。

［1］ 潘秀石.高职“机械CAD/CAM 技术”课程设计研究［J］.职教通讯，2014（6）:8-10.

［2］ 王沁军，杨高宏，闫波.高职机械CAD/CAM应用课程教学改革探讨［J］.漳州职业技术学院学报，2013（1）：79-81.

［3］ 吴春艳，张进春，宋丽莉.基于项目导向和任务驱动的“机械CAD/CAM”课程教学实践探索［J］.重庆电子工程职业学院学报，2012（3）：147-148.

［4］ 李玲芳,车晓毅.面向应用的《机械CAD/CAM》课程项目式教学［J］.湖南文理学院学报，2014（1）：76-78.

［5］ 高淼.基于工学结合的“机械CAD/CAM（UG）”教学改革与探索［J］.高等教育，2012（2）：23-24.