工作过程引导下的中职机械CAD/CAM课程开发

蓝小红

摘 要：《机械CAD/CAM》课程是机械专业综合课程，具有知识密集，综合性强等特点，如何做好课程教学，是机械专业教学的重点，阐述了教学现状及教学中存在的问题，基于工作过程从典型工程任务，课程体系结构，教学方法与组织形式，加强校企合作等方面进行了探讨。

关键词：工作过程;CAD/CAM;课程开发

CAD/CAM技术是随着计算机技术发展形成的新技术，能否熟练应用CAD/CAM技术进行自动化设计已成为衡量机械人才素质的重要标准。中职教育迫切需要对现有课程进行改革，《机械CAD/CAM》课程是机械专业综合课程，具有学科交叉等特点，中职学校开展课程教学改革研究，有利于提高课程教学的实效性。

一、中职机械CAD/CAM课程教学中的问题

机械CAD/CAM课程要求学生能运用计算机技术独立完成零件的CAD/CAM工作，当前很多中职学校课程教学中往往仅讲授CAD/CAM的基本概念，软件操作，实践课通常是简单的上机操作，数控机床，数控加工工艺等教学独立于CAD/CAM课程之外。学生通过学习能应用计算机绘制零件图，但学生对通过CAM生成的加工程序如何应用，工艺参数设置是否合适等并不明白，传统的课程教学模式显然不能满足学生的学习需求。

中职学校机械专业基本开设了《机械CAD/CAM》课程，但大多数学校的培养模式仍延续传统教育模式，没有根据企业需求培养学生的技能，学生能掌握有关基本理论，但不能掌握零件的CAD/CAM技术，培养出的学生专业能力不强，不能满足企业的用人要求。

当前市面上的CAD/CAM方面的教材有很多，相关软件种类丰富，但基本为系统的讲述某一款软件的绘图，及案例的形式讲述零件图的绘制，选用的零件为作者从其他资料上收集的，讲授的知识与实际生产加工脱节，缺乏适宜职业教育特色的教学资源。

二、机械CAD/CAM课程教学问题原因

机械CAD/CAM技术内容包括计算机辅助设计，计算机辅助工程，产品数据管理等，庞大的系统课程内容通过有限的学时掌握十分困难。因此，需结合中职教育特点选取一些模块进行讲授。中职制造类专业应以生产为主线进行专业定位，教学中应注重理论联系实际，通过具体零件完成计算机辅助设计，激发学生的学习兴趣，从而实现课程的培养目标。

企业与学校的合作关系不够密切，学校没有深入企业市场调研，不了解企业的用人需求，导致培养出的学生无法适应企业的需要。大多数中职院校的机械CAD/CAM课程由机电专业教师担任，教师对新兴技术不了解，存在部分教师不能胜任教学工作的现象。

学校为提升教师的教学能力，通常让教师进行自学，但教师边学边教，教学效果较差。导致学生无法掌握过硬的CAD/CAM技术。学生在更新知识与技术进步方面远远不够。由于教师自身的专业能力不够强，使得教师的教学手段相对单一，难以保证教学质量。

三、基于工作过程的CAD/CAM课程开发

以工作过程为导向的职业教育理论源于90年代的德国，由职业教育学者Rauner教授及其团队，在系列研究成果的基础上形成的。该理论迅速成为职业教育改革的理论指南。以工作过程为导向的职业教育思想对我国职业教育产生了深远影响。基于工作过程的机械CAD/CAM课程开发，对改革传统教学模式的不足，提升教学效果，培养学生良好的技能素养等具有重要的意义。

（一）学习领域定位

机械CAD/CAM学习领域对应的主要是机械产品CAD设计，数控加工工艺设计等典型工作任务。主要培养学生运用CAD/CAM软件完成机械产品的数字化设计能力，查阅标准，规范及有关资料的能力。

机械CAD/CAM工作人员根据客户对机械产品设计要求，分析产品造型与加工工艺，对所有方案的可行性，经济社会效益进行论证评价。由产品制造师利用计算机完成产品造型，工艺员完成产品加工，编制设计说明书，在加工车间进行零件的加工，试制，征求客户意见进行改进版。

机械CAD/CAM是数控技术专业的核心技术课程，前修学习领域課程主要有典型零部件测绘，典型零件监测等。后续学习领域课程主要有典型零件数控加工，数控加工工装等专业课【1】

（二）学习目标

以职业能力目标的实现为核心，学生在教师指导下制定产品造型，工装夹具设计等计划，使用的工具设备等应符合劳动安全规定。学生能按计划完成产品的CAD设计及加工，绘制产品二维图，编制工序卡等项目【2】

学生应具备机械产品CAD设计与加工的能力，利用曲面功能完成复杂产品的CAD造成。具备高效的加工工艺技能，具备运用标准，手册等有关技术资料进行工程设计的能力。了解复杂产品多轴加工工艺，能正确阅读产品说明书，能进行工作记录与技术文件存档。学生能自觉保持安全工作环境，加强合作意识，及与他人沟通交流。

（三）学习情境设计

学习情境是实训场地对工作过程的教学化加工，每个学习情境为一个独立的学习型工作任务，学习情境要符合学生的认知规律，采用从单一到综合的排列方法。以完成具体工作任务为目标，学习情境设计尽量覆盖常见生产对象。

机械CAD/CAM学习情境设计要考虑尽量覆盖典型零件技术，结合制造业支柱产品泵阀，缝纫机，小家电等，选取典型任务载体作为学习性工作任务涵盖机械CAD/CAM课程内容。每个学习情境按CAD/CAM工作过程设计。

（四）学习领域课程开发建议

为更好的实施任务教学，要开发任务指导手册等任务驱动教材，需借助《刀具使用手册》等参考资料，及多媒体教学课件，虚拟实验室等有助于项目教学的课程资源。

中职CAD/CAM课程考核内容对学生的学习有很强的导向作用，传统形式考核方式存在很多弊端。在建模的合理性及工程图的标准化等方面与实际生产要求有较大的差距。改革考核方法是中职教学改革的重要内容。考核采取过程考核与期末考核结合的方式，对过程考核成绩占总成绩的70%，根据学生完成学习型工作任务情况进行考核。期末考核按教学要求侧向能力考核。

四、基于工作过程的机械CAD/CAM课程设计案例

首先制作典型工作任务，选择合适教学的产品，通过产品零部件设计制作，包容CAD/CAM系统的主要功能。选择一套模具，分为模架等部分，每部分根据其特征形成工作任务，工作任务主要包括工程图绘制，利用CAD/CAM软件绘制图形，数控加工仿真等。

其次，设定教学目标，课程教学目标要求学生通过课程学习能根据产品图纸绘制二维图形，制定工艺路线。设置工艺参数，在数控机床上进行产品零件的加工得到合格零件。经过组装形成完整的产品，培养学生与他人交往，共同工作的能力。

第三，课程体系结构，CAD/CAM应用包含数控机床原理，数控加工工艺，刀具等知识。通过机械CAD/CAM课程解决不现实，应在讲授CAD/CAM课程前讲授，课程中着重对知识正确运用。将学生分为每五人一组，在进行分组时充分注意学生的学习类型，在教师讲授指导下完成任务，给出零件图纸进行测绘对零件进行工艺分析，合理选择刀具，通过CAD/CAM软件绘制规范的机械图纸。完成数控仿真加工。

五、结语

机械CAD/CAM课程是机械专业学生的主要专业课，CAD/CAM技术发展，对中职机械专业课程教学提出了更高的要求，通过课程教学改革，培养了学生独立思考，分析解决问题的能力。

参考文献：

[1]巫修海.基于工作过程的机械CAD/CAM学习领域课程开发[J].职业教育研究，2010（12）：77-78.

[2]张进春.基于工作过程的《机械CAD/CAM》课程设计[J].职教论坛，2010（32）：37-38+41.