基于创新能力培养的CAD/CAM技术教学改革

万志远

（山东华宇工学院机械工程学院，山东 德州 253034）

引言

CAD/CAM技术是机械类专业的核心课程，是学习机械设计优化设计、有限元分析等专业课程的基础课程[1]。通过学习CAD/CAM技术，使学生初步学会利用典型的CAD软件来设计三维的机械零件和装配体，使学生掌握现代制造技术中关于数控机床加工编码的基本概念以及利用计算机来辅助生成刀位轨迹的方法，为学生在将来工作时打好必要的基础[2]。

CAD/CAM技术以“夯实专业能力、履行岗位能力、激发创新能力、提升工作能力”为基本目标；以典型产品减速器为例讲解零件的二维草图、三维实体造型、产品装配和零件工程图；以减速器主动轴和从动轴为例进行数控自动编程[3]。按照“以学生为中心，课程内容具有实践性、层次性、趣味性”的教学组织要求，积极采取多种教学方法与手段，确保教学效果[4]。教学地点选择在一体化机房进行，且每次课后给学生安排有关企业生产实践当中所用的零件图纸、机械零部件等，真正实现与企业接轨，与实际工作岗位接轨，培养学生的专业能力、学习能力、社会能力。采用以 CAD/CAM 技术为代表的现代信息技术与机械类、材料类、车辆类专业教学的有机整合，使课堂教学信息化、现代化、工程化和实际化[5]。

通过此次教学改革，形成以CAD/CAM 技术为核心的立体化教学模式，培养学生的创新能力和创新精神，解决课堂教学脱离工程实际的问题。通过建构不同形式的学习共同体，培养学生知识的自我建构能力，融合职业技能认证与学科竞赛，并通过第二课堂，培养学生的职业技能、团队合作精神和创新能力，解决应用型本科培养出的人才与企业岗位需求不一致的问题[6]。

1 CAD/CAM技术教学改革内容

1.1 课程内容

课程内容充分体现产品造型、装配、加工、CAD/CAM工程师岗位要求，与全国计算机高新技术考试计算机辅助设计职业标准相结合，课程考核与职业技能鉴定接轨，充分调研产品造型、装配、加工、CAD/CAM工程师等岗位职业能力要求。通过调研、座谈、反馈、讲座等方式, 在现有课程内容的基础上，继续整合相关课程内容，融合计算机辅助设计（UG平台）国家职业技能鉴定标准，构建基于工作过程为导向的课程内容体系，提现课程教学的职业化。另一方面，加强和行业专家教授、知名企业、毕业学生的及时沟通和联系，更深入了解职业道德、安全规范等方面的要求，及时补充和反映新技术、新工艺、新材料、新设备、新标准和新要求。

1.2 课程结构

构建以典型机械零件（减速器）的数字化设计为导向的模块化、理实一体化的课程结构。进一步加强以学生创新能力培养完善课程模块内容，体现以学生为中心的教学理念。首先，建立以典型机械零件数字化设计流程为导向的课程教学标准与课程内容体系，按课程服务的岗位群，从不同创新型企业邀请相应岗位的员工与专家进行座谈，由企业界专家提出相应岗位的能力要求，与课程建设专家指导委员会一起研究并整合成本课程的能力点，然后组织教师和课程建设专家一起，从岗位能力要求中提炼出本课程的知识要求。其次，以创新能力培养活动的作业流程、工作任务、项目为导向规划的课程模块加以教学试点，将试点结果、教学效果进行分析研究。

1.3 课程实践教学

以工厂实际项目为载体，突出学生创新能力培养，同时，CAD/CAM 技术课程实践内容为产品造型、装配、加工、CAD/CAM工程师的职业岗位能力的培养服务。完善基于工作过程的理实一体化教学模式，拓展实践教学项目，使实践的训练与基础知识的学习无缝融合。通过“边教边学，边学边做，在学中做，在做中学”的方式，培养职业岗位所需要的技能、知识和态度，进一步提高理实融合度，加大教学项目的可操作性，积极开展课程教学与企业生产合作的方式，为学生零距离上岗提供实践平台，进一步发挥CAD/CAM兴趣小组作用，教学中将合作企业典型机械零件作为加工和生产载体。

1.4 教学方法与手段

针对本课程职业性、实践性强的特点，在课程的教学中要倡导、开发和运用以职业活动、工作过程为导向的行为导向教学法，积极引导学生自主学习。通过课程团队集体讨论，精心设置启发式教学所用的内容、问题及步骤，进一步激发学生的学习欲望。精心选取项目式教学法所用的实用典型机械零件为载体，按载体的实际设计生产过程设计教学内容，进一步激发学生的学习兴趣，提高教学效果。提供更多的符合课程培养目标的现场教学场景，促进现场教学法的实施，完善现场教学法，为学生零距离上岗创造条件，进一步改进与完善讨论式教学法，让学生学会专业知识的同时，提高社会能力与方法能力。同时，学校机房在课余时间轮流向学生免费开放，安排教师指导，为学生提供更多的实训条件，通过多种形式的教学，激发学生自主学习的积极性，锻炼学生运用所学知识和技能解决实际问题的能力，加强学生创新意识。

1.5 改革思路

首先以《CAD/CAM技术》课程为依托，引入国家三维CAD应用工程师认证考试，鼓励学生参加权威性的资格认证考试。其次，将CAD/CAM实训课程内容与第二课堂、专业课程和毕业设计相结合，发掘学生潜能。最后通过学校机械电子协会、启智社团、数模协会等组织兴趣小组，构建第二课堂教学平台，不断地培养以CAD/CAM技术解决工程实际问题的能力，发挥学生潜能，提升学生的自主创新能力。组织、鼓励学生参加各种赛事，指导学生参与教师的课题项目，不断发掘、培养学生的自我问题处理能力、实际问题解决能力和自主创新能力。

2 CAD/CAM技术教学改革效果

结合课程内容特点，将传统的以讲为主转变为以学生练习为主，以教师辅导为主的“讲训练”三合一的教学思路。教学过程中突出学生的创新实践能力，充分融合实际产品的品造型、装配、加工，构建了以CAD/CAM技术为支撑的资格认证考试、第二课堂、专业课程和毕业设计立体化教学内容和模式。引入资格认证考试，将资格认证内容融入到CAD/CAM课程教学内容中，培养学生的职业技能，提高就业能力。以学生创新设计大赛为依托，通过第二课堂教学，发掘学生潜能，组织、鼓励学生参加各种赛事，指导学生参与教师的课题项目。将CAD/CAM课程内容融入到学生专业课程学习和毕业设计中，进一步提升学生的创新能力。

（1）通过课程学习，提升了国家三维CAD应用工程师认证考试通过率，增强了学生灵活应用现代的信息化工具解决工程问题的能力。

（2）以大赛为引领，打破传统知识传授的课程教学模式，采用以项目教学为指导，以职业资格为标准，强化技能训练的理念，将本课程所有知识点和技能纳入各个项目教学环节，使学生学完相关的知识点和技能后，可独立完成该项目任务。

3 结束语

立足应用型本科高等学校人才培养目标，以培养学生创新能力为核心，以就业为导向，以学生为中心为本位，以职业技能为主线，以单元课程内容为主题，以机械岗位所需能力为主要考核依据，形成CAD/CAM技术模块化课程体系。从CAD/CAM技术课程内容、课程结构、课程实践和教学方法手段四个方面进行改革探索，打破了传统的学科知识体系，以创新能力培养为导向组织教学，形成项目任务驱动，采用教学技能项目和技能强化训练为一体化的教学模式，突出学生自主学习，自主创新的能力，为学生从事相关工作打下良好的基础。