高職模具專業(yè)基于UG的CAD／CAM教學改革探討

雷 芳

（東莞職業(yè)技術學院，廣東 東莞 523808）

高職模具專業(yè)基于UG的CAD／CAM教學改革探討

雷 芳

（東莞職業(yè)技術學院，廣東 東莞 523808）

目前高職模具專業(yè)普遍存在沒有根據(jù)生產(chǎn)過程的要求突出實踐技能，無法形成解決專業(yè)實際問題的能力。文章探討了以CAD／CAM為主線進行的教學改革，按模具生產(chǎn)過程要求制定課程體系，在課程實施過程中以項目教學法和任務驅動教學法來提高教學質(zhì)量。

模具專業(yè)；教學改革；CAD／CAM；UG

1 模具專業(yè)現(xiàn)狀

現(xiàn)代模具工業(yè)已從傳統(tǒng)的勞動密集產(chǎn)業(yè)轉變?yōu)橐粋€人才密集和技術密集的產(chǎn)業(yè)。模具企業(yè)之間的激烈市場競爭，逐步體現(xiàn)在掌握高級技能的人才和模具的生產(chǎn)技術水平上。高職是培養(yǎng)高級技能人才的主體，主要為企業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，能夠從事企業(yè)模具設計（CAD）、模具制造（CAM）、模具裝配調(diào)試和維修的高級技能人才。

目前，圍繞這一教學目標開設的課程體系存在一些問題，開出的課程相互孤立，缺乏延續(xù)性。這樣，學生學習完前面的基礎知識后，不能及時得到鞏固，對于應用也只能停留在簡單操作的層面，沒有根據(jù)生產(chǎn)過程的要求突出重點和實踐技能，無法形成解決本專業(yè)工程實際問題的能力。根據(jù)學生到企業(yè)工作的反饋情況，用人單位反映學生的在校學習與企業(yè)脫節(jié)，到工作崗位后要對學生進行專門的技能訓練才能上崗。因此，對模具專業(yè)進行課程改革是一項日益突出的問題，對實現(xiàn)學校與企業(yè)的對接有著重大的意義。本文探討了以CAD／CAM為主線進行的教學改革，在課程實施過程中以項目教學法和任務驅動教學法來提高教學質(zhì)量。

2 按照生產(chǎn)過程要求制定專業(yè)課程體系

高職教育培養(yǎng)的人才主要是在生產(chǎn)過程中能從事技能性工作，學校應當基于生產(chǎn)過程構建專業(yè)課程體系。這種基于生產(chǎn)過程開發(fā)與改革專業(yè)課程，要求以生產(chǎn)過程為參照整合陳述性知識與過程性知識，著眼于隱含在生產(chǎn)體系中的、整合了實踐知識與理論知識的生產(chǎn)過程知識的生成與構建［1］。根據(jù)模具企業(yè)生產(chǎn)過程的要求，可以將模具專業(yè)的課程分為以下四個模塊：產(chǎn)品造型（根據(jù)要求作出合理的產(chǎn)品設計）、模具設計（完成模具的結構設計）、模具制造（應用CNC、電火花和線切割等方法加工）、模具裝配與調(diào)試（裝配好模具，在注塑機上進行試模檢驗制品是否合格）。這四個模塊的內(nèi)容由基礎到綜合，由簡單到復雜。模具專業(yè)的課程體系將緊密圍繞以上幾個模塊展開，著力于能適應模具生產(chǎn)的職業(yè)能力培養(yǎng)。在課程設置中注重目前主流技術在課程中的體現(xiàn)，注意課程的連貫性、實踐性。

3 模具CAD／CAM教學軟件的選用

以計算機為中心建立起來的計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）和計算機輔助工程很大地縮短了模具生產(chǎn)的周期，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，很大地改變了傳統(tǒng)模具的生產(chǎn)方式。在模具設計及制造中，CAD／CAM技術已成為一門綜合性的學科，并且發(fā)揮著日益重要的作用。隨著生產(chǎn)技術的進步，隨著模具CAD／CAM技術的不斷發(fā)展，高職模具專業(yè)開出的軟件課程逐漸增多，比如三維設計方面的軟件有定位UG、PROE和Solidworks等，加工軟件有UG、Master－CAM和CAXA等。如果目標不明確，課程開設中軟件課種類多，連貫性差，學生是很難都學好的，而且也難適應企業(yè)高層次的需要。因此，模具CAD／CAM技術的學習需要選用合適的教學軟件，實施層次化教學。在三維設計和加工方面可以選擇一種軟件作為主修，一種軟件作為輔修。

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，UG軟件自從1990年進入我國后，以其強大的功能和良好的售后服務，在機械制造領域特別是模具制造工業(yè)中極大地提高了生產(chǎn)質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，廣泛采用UG軟件完成從產(chǎn)品造型、模具設計及制造的全過程，UG軟件成為模具工作的一項基本工具［2］。掌握UG軟件的基本功能，并能熟練地應用UG進行模具設計和制造，是模具專業(yè)學生適應社會、適應工作需求的一項專業(yè)技能。

UG軟件有多個模塊，有CAD、MoldWizard、CAM和CAE等。CAD模塊包括實體建模、特征建模、自由形狀建模、工程制圖和裝配等；Mold－Wizard模塊是一個智能化、參數(shù)化的注塑模具設計模塊，為產(chǎn)品的分型、型腔、型芯、滑塊、嵌件、推桿、鑲塊、模具的模架、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等提供了方便的設計途徑，可以生成與產(chǎn)品參數(shù)相關的、可后續(xù)用于數(shù)控加工的三維模具模型。CAM模塊提供了對NC加工的CLSFS建立與編輯，提供了包括銑、車、線切割、鈑金等加工方法的交互操作，可用于三軸加工和五抽加工，還具有圖形后置處理和機床數(shù)據(jù)文件生成器的支持。同時又提供了制造資源管理系統(tǒng)、切削仿真、圖形刀軌編輯器、機床仿真等仿真加工和輔助加工。因此，在產(chǎn)品設計、模具設計和加工復雜形狀的模具零部件上體現(xiàn)了很大的優(yōu)勢，這也是很多模具企業(yè)用UG做設計和加工軟件的原因之一。鑒于此，模具CAD／CAM教學中選用UG軟件作為貫穿始終的主要軟件?；赨G的模具CAD／CAM教學內(nèi)容安排如圖1所示。從圖1中可以看出，教學中利用UG軟件完成了從產(chǎn)品造型、模具設計到編程制造的過程，體現(xiàn)了課程的層次性，實現(xiàn)了軟件的連貫性，有利于學生的深入學習。

圖1 基于UG的CAD／CAM教學示意圖Fig.1 CAD／CAM teaching sketch map based on UG

4 采用項目教學法，培養(yǎng)學生的工作能力

以職業(yè)工作能力培養(yǎng)為核心，已成為設計高職高專專業(yè)課程教學的基本目標。教學設計中要體現(xiàn)出能力本位，以培養(yǎng)學生的工作能力為重點。而實現(xiàn)這個目標的有效途徑是采用項目教學法。課程對應于企業(yè)工作崗位的工作體系，與企業(yè)“工作項目”的工作結構相對應，課程內(nèi)容的組織結構形式主要以“項目”為主體。

在分析課程組織結構的基礎上，整合工作任務所對應的職業(yè)知識與技能，將UG課程內(nèi)容以“產(chǎn)品造型、模具設計、數(shù)控編程（模具制造）”為三個主任務模塊，重點培養(yǎng)基于UG的實體建模、特征建模、自由形狀建模、工程制圖、裝配、注塑模具設計模塊、模具加工功能等專業(yè)能力，實現(xiàn)以典型模具產(chǎn)品為載體，由低到高層次漸進式安排教學內(nèi)容，以項目來進行實訓。UG課程體系模塊中部分項目的設計見圖2。學生學習完一系列項目后，培養(yǎng)了職業(yè)工作能力。

圖2 UG課程體系模塊中項目設計Fig.2 Project design of UG curriculum module

5 采用任務驅動綜合實訓教學法，提升學生的技能

在學習完各個項目知識后，采取任務驅動教學法進行綜合實訓，目的是讓學生綜合應用已學知識，用基于UG的CAD／CAM技術，完成與完整的模具生產(chǎn)實踐一致的專業(yè)技能訓練，進一步提高學生的技能水平。在該課程設置中要注意以職業(yè)能力為目標，組織課程內(nèi)容；以模具產(chǎn)品為載體，設計教學活動；以工作過程為中心，推進課程開展；以學生為主體，老師為主導；注重過程評價，促進學生全面發(fā)展。

任務驅動教學法由四部分構成：任務設計，分析任務，完成任務，任務評價。具體的實施過程如下：任務設計是由老師給每個組分配一個產(chǎn)品圖紙，并給出模具設計的相關說明和要求。如一個小組的任務是設計塑料蓋模具，塑料蓋材料是ABS，大批量生產(chǎn)。任務設計后是分析任務，在老師的引導下制定切實可行的工作方案。接下來由學生完成任務即模具設計、模具加工和模具裝配調(diào)試的內(nèi)容。最后對任務進行評價，可以以作品進行展示，教師加以評價。在實施過程中要注意任務設計應合理、明確、適量，教師要處理好學生自主學習與協(xié)作學習的關系，教師要明確自己的角色定位，實現(xiàn)“以任務為主線、教師為主導、學生為主體”。由于課程的實施需要學生有一定的基礎和耗時較長，為了達到良好的教學效果，最好是安排在學生在校的最后一學期，用3周以上的時間完成。

6 結 語

隨著我國模具工業(yè)的飛速發(fā)展和技術升級，模具工業(yè)對高級技能人才需求越來越大。如何縮小高職教育與企業(yè)對人才需求間的差距，成為教育改革的方向和目標。高職模具專業(yè)以CAD／CAM為主線的教學改革，要求能夠根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)過程來定位課程體系，合理設置課程內(nèi)容，以職業(yè)能力為核心，體現(xiàn)課程的實踐技能性，培養(yǎng)的學生會越來越受到企業(yè)的歡迎。

［1］ 姜大源.論高等職業(yè)教育課程的系統(tǒng)化設計［J］.中國高教研究，2009（4）：66－70.

［2］ 張德紅，郭晟.基于生產(chǎn)過程的模具專業(yè)課程教學內(nèi)容優(yōu)化設計［J］.職業(yè)教育研究，2011（4）：104－105.

CAD／CAM Teaching Reform Based on UG of Mould Specialty in Higher Vocational Colleges

LEI Fang（Dongguan Polytechnic，Dongguan 523808，China）

Now practice skill not according to the demands of production process is the common problem of the mold specialty in higher vocational colleges，and cannot form the ability of solving practical problems.Therefore，it is necessary to carry out the teaching reform of mold specialty，which using CAD／CAM as the main line，according to the mould production process requirements the curriculum system is formulated，in the process of the curriculum implementation project based teaching and task driven teaching method teaching quality is improved.

mold specialty；teaching reform；CAD／CAM；UG

G 712

A

1671－7880（2012）04－0046－03

2012－03－29

東莞職業(yè)技術學院院級基金青年項目（2011d13）

雷芳（1983— ），女，湖北天門人，講師，碩士研究生，主要研究方向為模具的設計與制造。