項目教學(xué)法在模具ＣＡＤ／ＣＡＭ課程中的實施研究

趙振宇　劉　白　張磊明

摘要：項目教學(xué)法是一種理論與實踐相結(jié)合的教育模式，是培訓(xùn)學(xué)生掌握職業(yè)技能的一種有效方法。實施項目教學(xué)法中強(qiáng)調(diào)師生的互動，注重教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的積極參與。該文介紹了計算機(jī)輔助設(shè)計與制造專業(yè)以崗位職能能力需求進(jìn)行教改的基礎(chǔ)上，在《模具CAD/CAM》課程中開展了項目教學(xué)法活動，并給出了具體的實施過程。

關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法; 教學(xué)模式; 模具CAD/CAM

1. 認(rèn)識項目教學(xué)法

項目教學(xué)法是指師生通過共同實施一個完整的項目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動。項目教學(xué)法就是要借助具體的項目進(jìn)行教學(xué)活動，使學(xué)生獨立完成學(xué)習(xí)過程[1-2]。因此，項目的確定是該教學(xué)法成敗的關(guān)鍵，要求項目的可實踐性強(qiáng)，完成項目過程的可操作性強(qiáng)，要讓學(xué)生能根據(jù)自己掌握的專業(yè)知識和自己具備的認(rèn)知水平、認(rèn)知能力完成或至少能初步完成，使學(xué)生在完成整個項目的過程中實現(xiàn)從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的飛躍，并能為完成相似的項目積累經(jīng)驗和培養(yǎng)能力。通過目標(biāo)指向的多重性對學(xué)生，轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，在主動、積極的學(xué)習(xí)環(huán)境中，激發(fā)好奇心和創(chuàng)造力，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力。對教師，通過對學(xué)生的指導(dǎo)，轉(zhuǎn)變教育觀念和教學(xué)方式，從單純的知識傳遞者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者、組織者和指導(dǎo)者。對學(xué)校，建立全新的課程理念，提升學(xué)校的辦學(xué)思想和辦學(xué)目標(biāo)，通過項目教學(xué)法的實施，探索組織形式、活動內(nèi)容、管理特點、考核評價、支撐條件等的革新，逐步完善

和重新整合學(xué)校課程體系[3]。

2.實施項目教學(xué)法

2.1基于崗位職能的項目教學(xué)法的步驟

《模具CAD/CAM》這門課程主要是針對其中的產(chǎn)品造型員、模具設(shè)計員、數(shù)控自動編程員三個崗位的核心技能培養(yǎng)需要而設(shè)立，學(xué)習(xí)UG NX4.0軟件的造型設(shè)計、模具設(shè)計和數(shù)控編程三個模塊。課程教學(xué)中重視崗位真實環(huán)境的訓(xùn)練，通過造型、模具設(shè)計和加工，讓學(xué)生對模具結(jié)構(gòu)和項目實例有一個形象化的概念；課程教學(xué)中采用的項目實例主要來自于模具企業(yè)真實產(chǎn)品，同時將教師承接工廠（生產(chǎn)實訓(xùn)基地）委托項目用于學(xué)生的生產(chǎn)實訓(xùn)。

首先，學(xué)生需要在學(xué)校學(xué)習(xí)和掌握深厚的基礎(chǔ)知識、專業(yè)理論和技能。

在此階段要注意所傳授的知識技能要與學(xué)生日后的就業(yè)情況和職業(yè)需求緊密結(jié)合。同時注意培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力、應(yīng)用和應(yīng)變能力、實際動手操作能力。

其次，學(xué)生在掌握了較為扎實的基礎(chǔ)知識和專業(yè)技能后，以CAD/CAM軟件仿真模擬的實際操作，鍛煉從事職業(yè)工作的實際技能。

再次，讓學(xué)生到現(xiàn)實的工作環(huán)境中接受實際工作的鍛煉，教育與生產(chǎn)勞動相結(jié)合。

最后，接受了實踐鍛煉的學(xué)生重新回到學(xué)校，針對實踐中發(fā)現(xiàn)的問題和存在的不足進(jìn)行進(jìn)一步的理論學(xué)習(xí)。經(jīng)過了模擬鍛煉和現(xiàn)場實際訓(xùn)練后，學(xué)生將認(rèn)識到自身在專業(yè)知識和技能方面存在的問題和不足。這時，學(xué)校就要為學(xué)生提供深化學(xué)習(xí)的機(jī)會，使學(xué)生可以有意識地查漏補(bǔ)缺。從而為學(xué)校實用型人才培養(yǎng)的改進(jìn)提供借鑒和指導(dǎo)。

項目教學(xué)法是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進(jìn)行的教學(xué)行動，其關(guān)鍵是設(shè)計和制定一個項目的工作任務(wù)[4-5]。該方法按照確定項目任務(wù)、項目準(zhǔn)備、制定計劃、實施計劃和檢查評估等階段進(jìn)行，本文在課程《模具CAD/CAM》中將詳細(xì)介紹。

2.2實施項目教學(xué)法過程中的關(guān)鍵

在項目教學(xué)法的實施中應(yīng)該注意三個方面：（1）對于造型設(shè)計、模具設(shè)計和數(shù)控加工崗位的教學(xué)，是讓學(xué)生使用教師提供的示范項目，從應(yīng)用者的角度來了解零件、部件的功能作用，了解一個項目所需要完成的模塊，直接引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入“情景”，給學(xué)生一個直觀的認(rèn)識，這樣能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性，又能讓學(xué)生在以后開展項目開發(fā)時能體會到使用者的具體需要。（2）為了強(qiáng)化產(chǎn)品造型員、模具設(shè)計員、數(shù)控自動編程員三個崗位的核心技能培養(yǎng)，在每個模塊之后分別安排1-2周技能強(qiáng)化訓(xùn)練（實訓(xùn)）。通過實訓(xùn)項目綜合應(yīng)用，全體學(xué)生共同完成實訓(xùn)項目來掌握一個具體的模具設(shè)計和加工過程，從而真正達(dá)到本課程的最終教學(xué)目標(biāo)。這一部分的項目是讓學(xué)生把各章節(jié)的知識綜合在一起來理解和應(yīng)用。

3.《模具CAD/CAM》課程項目教學(xué)法應(yīng)用

《模具CAD/CAM》課程是深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機(jī)輔助設(shè)計與制造專業(yè)的專業(yè)核心技能課程。該課程為了其中的產(chǎn)品造型員、模具設(shè)計員、數(shù)控自動編程員三個崗位的核心技能培養(yǎng)需要而設(shè)立。

3.1項目準(zhǔn)備階段

為了確保項目順利實施，必須使學(xué)生了解所學(xué)專業(yè)的職業(yè)工作任務(wù)，要求學(xué)生參照自編講義項目中的操作步驟，教導(dǎo)學(xué)生正確查閱模具設(shè)計手冊使用方法，介紹產(chǎn)品造型員、模具設(shè)計員、數(shù)控自動編程員這三個崗位所需技能。對于項目中設(shè)計模塊，教師必須準(zhǔn)備一個和項目不同的產(chǎn)品模型，在計算機(jī)上演示一下，并加以說明，講述該例題和提供給學(xué)生的項目不同點，讓學(xué)生在設(shè)計時做出正確的選擇，在選擇設(shè)計參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)件、模架、澆口套、頂桿、頂針、冷卻系統(tǒng)時，應(yīng)該根據(jù)項目的特點，合理選擇。

3.2項目制定計劃

實訓(xùn)項目以小組為單位進(jìn)行，約5-8人為一組，造型設(shè)計、注塑模具設(shè)計、數(shù)控加工項目必須每人獨立完成，每個小組中確定一名成績優(yōu)秀的同學(xué)為組長，負(fù)責(zé)項目的具體實施，并解決一些模具設(shè)計中的常見問題。項

目根據(jù)學(xué)生的能力情況進(jìn)行分類，每個小組均有一個必選項目，有些難度較大項目提供給有能力的學(xué)生，提倡學(xué)生在注塑模具設(shè)計時采用不同的方法。學(xué)生首先完成造型設(shè)計后，經(jīng)教師檢查合格才能進(jìn)入模具設(shè)計項目，完成模具設(shè)計項目經(jīng)檢查合格后進(jìn)入數(shù)控加工項目。

3.3項目實施階段

現(xiàn)以“注塑模具電話機(jī)下蓋設(shè)計與制造”為例（見圖1），敘述在模具課程實習(xí)中進(jìn)行項目模塊式教學(xué)的操作過程。我們在設(shè)計項目模塊式的教學(xué)時認(rèn)真根據(jù)計算機(jī)輔助設(shè)計與制造專業(yè)以往學(xué)過課程的教學(xué)目標(biāo)，選擇達(dá)到這些目標(biāo)的知識、技能、職業(yè)態(tài)度等內(nèi)容，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力的知識基礎(chǔ)為目的，以能達(dá)到目標(biāo)能力為準(zhǔn)，對制造注塑模具的基本內(nèi)容進(jìn)行分析、調(diào)整、修改，按知識的結(jié)構(gòu)、層次、關(guān)聯(lián)程度等將制造注塑模具的基本步驟劃分為幾個項目，每個項目中又包含實施這個項目的基本模塊。

對電話機(jī)下蓋進(jìn)行模具設(shè)計時，必須先分析模具結(jié)構(gòu)。

1）塑料材料為ABS+PC（苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物），收縮率為0.5%；

2）在保證模具強(qiáng)度和剛度的情況下，采用一模兩腔，側(cè)向進(jìn)膠；

3）采用LKM_SG類型大水口模架。模架大小為2519，A板厚度為70mm，B板厚度為60mm。

4）頂針采用直身頂針，為了有效頂出產(chǎn)品，且頂出產(chǎn)品時能夠均勻受力必須在型芯四周均勻放置頂針；

5）澆注系統(tǒng)的設(shè)計必須考慮到能夠有效填充型腔，且不能夠產(chǎn)生熔接痕；

6）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計必須能有效冷卻型芯和型腔。在此產(chǎn)品模具中，因為要在型芯四周均勻放置頂針，且產(chǎn)品模型結(jié)構(gòu)小，故在型芯中將無法創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)，因此只能在型腔創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)，冷卻管道直徑為 8mm，最后完整的電話機(jī)模具設(shè)計圖如圖2所示。

例如：學(xué)生在接到塑料零件的三維造型這個項目時，首先思考如何運用學(xué)習(xí)過的工程制圖、識圖基礎(chǔ)知識與計算機(jī)繪圖技術(shù)來完成、在完成的過程中遇到問題時如何解決，然后運用UG NX4.0軟件建立零件實體圖及零件工程圖，增強(qiáng)了學(xué)生對三維造型軟件的實際應(yīng)用能力，為將來從事模具的產(chǎn)品造型員這個工作崗位做準(zhǔn)備。每個項目既是相對獨立的，同時也是相互聯(lián)系的，學(xué)生每完成一個項目都會在知識與技能方面有一個全新的認(rèn)識，取得較大的收獲。

3.4編寫實訓(xùn)報告

實訓(xùn)報告是培養(yǎng)學(xué)生分析、總結(jié)、歸納和表達(dá)能力的重要方式。老師要提醒學(xué)生將整個工作情況記入草稿本內(nèi)，進(jìn)行整理編寫正式的實訓(xùn)報告。實訓(xùn)報告中重點介紹在設(shè)計中碰到的問題，詳細(xì)說明解決的方法，實訓(xùn)心得等。

3.5項目評價、成績評定和崗位技能相結(jié)合

學(xué)生完成一個項目模塊的工作任務(wù)后，根據(jù)崗位技能進(jìn)行檢查、評估和交流。評估時側(cè)重于企業(yè)的崗位技能能力。在學(xué)生自我評估，教師檢查評估以后，教師將學(xué)生的作業(yè)提交給企業(yè)，由這三個崗位技能的工程師對學(xué)生的實際能力進(jìn)行點評，找到缺點和錯誤，分析其差距，提出適合崗位能力改進(jìn)方案。例如：針對模具設(shè)計這個崗位，檢查模具結(jié)構(gòu)合理性，設(shè)計或加工參數(shù)選擇的合理性，圖紙或加工尺寸、形狀錯誤等均可作為記分標(biāo)準(zhǔn)；工作過程評分標(biāo)準(zhǔn)可從獨立完成工作任務(wù)情況，操作步驟、順序的正確性，加工工序的合理性等。教師根據(jù)成績評定結(jié)果，有針對性的提高學(xué)生的能力，使其能適應(yīng)工作崗位。

4. 項目教學(xué)體會

通過教學(xué)實踐，筆者認(rèn)為在開展項目教學(xué)法時需要注意和解決一些問題，具體表現(xiàn)在下面幾個方面：

1）在實施項 目教學(xué)法的過程中，要重視項目的完成，但不能忽略學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握，要讓學(xué)生建構(gòu)一個系統(tǒng)的、全面的知識框架。

2）項目教學(xué)法強(qiáng)調(diào)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，并不能認(rèn)為教師的任務(wù)就減輕了，教師需要不斷改進(jìn)教學(xué)水平，使項目更加具有完整性和代表性，學(xué)生能獲得更多的崗位技能知識。

3）在對學(xué)生分組時，要防止有些學(xué)生出現(xiàn)依賴思，將成績好與差的學(xué)生均衡搭配，切勿好學(xué)生一塊，差學(xué)生一塊，避免學(xué)生的兩極分化。

4）課程考核機(jī)制應(yīng)著重于實際應(yīng)用能力，將學(xué)生掌握知識的能力和崗位技能結(jié)合起來，要讓企業(yè)相同崗位工程師對學(xué)生的崗位能力進(jìn)行測評，從而不斷提高學(xué)生的能力，使得學(xué)生更快適應(yīng)工作崗位。

5. 結(jié)束語

在《模具CAD/CAM》這門課程的教學(xué)中，由于本課程的項目來自生產(chǎn)企業(yè)中的真實案例，因此，項目教學(xué)法獲得了很大的成功，受到廣大師生的一致好評。通過對產(chǎn)品造型員、模具設(shè)計員、數(shù)控自動編程員三個崗位的核心技能項目教學(xué)的完成，學(xué)生比較扎實地把已學(xué)過的專業(yè)基本知識與操作技能進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，有效地建立了課堂與生產(chǎn)實踐的聯(lián)系，很好地將職業(yè)和技術(shù)教育融合在一起，讓學(xué)生直接在課堂上學(xué)到了今后就業(yè)所必需的技能。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛金明. CAD/CAM在模具設(shè)計與制造課程項目教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 廣西輕工業(yè), 2008(8).

[2]肖石明. 項目教學(xué)的探討與實踐[J]. 廣東白云學(xué)院學(xué)刊, 2006(1).

[3]劉江. 高職院校項目課程教學(xué)改革的思考. 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報, 2008(2).

[4]張文麗. 淺談《機(jī)械CAD/CAM》課程教學(xué)改革[J]. 長治學(xué)院學(xué)報, 2008(1).

[5]戴士弘. 高職教改課程教學(xué)設(shè)計案例集[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2007.