基于能力目標的模具CAD課程開發(fā)

彭 榮 利，張 四 新

基于能力目標的模具CAD課程開發(fā)

彭 榮 利，張 四 新

“模具CAD”作為模具設(shè)計與制造專業(yè)課程體系的核心課程，進行工學結(jié)合的課程開發(fā)與實踐，對于實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標具有重要意義。闡述了課程開發(fā)的基本思路，通過確定課程目標、課程內(nèi)容、課程模式、課程教學設(shè)計及課程組織實施等，探討了如何圍繞職業(yè)能力目標進行工學結(jié)合的課程開發(fā)與設(shè)計。

高等職業(yè)教育；課程開發(fā)；模具設(shè)計；能力目標

模具是工業(yè)生產(chǎn)中極其重要的基礎(chǔ)工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)的主要部門，如機械、電子、輕工、交通和國防工業(yè)中得到了極其廣泛的應用，模具工業(yè)被視為整個制造業(yè)的“加速器”，在經(jīng)濟發(fā)展中具有十分重要的支撐作用。

當前，高等職業(yè)院校堅持“以服務為宗旨，以就業(yè)為導向”[1]的辦學方針，服務區(qū)域經(jīng)濟和社會發(fā)展，普遍開設(shè)了模具設(shè)計與制造專業(yè)。高等職業(yè)教育的培養(yǎng)目標為專業(yè)知識扎實、實際操作能力強、創(chuàng)新意識濃厚的高素質(zhì)技能型人才，其廣泛采取以工作過程為導向，“工學結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式，把提高學生的職業(yè)能力放在突出的位置，以職業(yè)能力為本位構(gòu)建培養(yǎng)方案。在人才培養(yǎng)模式中，課程是最重要的核心組成部分。工學結(jié)合人才培養(yǎng)模式所要求的課程體系，是以促進綜合職業(yè)能力發(fā)展為目標，以基于工作過程的工學結(jié)合課程為核心的課程體系。[2]

隨著計算機技術(shù)和軟件業(yè)的發(fā)展，制造企業(yè)全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術(shù)，廣泛應用三維CAD軟件進行產(chǎn)品開發(fā)?！澳＞逤AD”作為模具設(shè)計與制造專業(yè)課程體系中的核心課程，以培養(yǎng)職業(yè)能力為目標，進行工學結(jié)合的課程開發(fā)與實踐，對于實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標具有重要意義。

一、課程開發(fā)的基本思路

以職業(yè)為導向、以綜合職業(yè)能力為目標的工學結(jié)合課程是通過職業(yè)的工作任務來實現(xiàn)教學的，特點是以工作的內(nèi)容確定學習的內(nèi)容，通過工作過程實現(xiàn)學習。課程開發(fā)需要明確以下幾個問題：為什么學？學什么？怎么教、學？如何保證效果及完善？

本文在借鑒學習國內(nèi)外職業(yè)教育課程開發(fā)理論、方法的基礎(chǔ)上，確定“模具CAD”課程開發(fā)的基本思路為：以模具設(shè)計與制造專業(yè)人才培養(yǎng)目標為根本，對職業(yè)崗位能力進行需求分析→確定課程目標→課程內(nèi)容選擇→確定課程模式及教學設(shè)計→課程組織與實施。

二、課程開發(fā)與實踐

（一）課程目標

工學結(jié)合課程的特點決定了課程開發(fā)必須由學校、行業(yè)、企業(yè)共同參與，形成多元化的開發(fā)主體。通過深入企業(yè)和人才市場進行廣泛調(diào)研，組織企業(yè)實踐專家、高職教師共同開展專業(yè)教學研討會，對模具設(shè)計與制造職業(yè)典型工作任務及崗位能力需求進行分析后，可以概括為兩個方面：一是良好的職業(yè)素質(zhì)，包括工作態(tài)度、責任心和可持續(xù)發(fā)展能力；二是熟練的職業(yè)技能，包括應用軟件進行模具設(shè)計、模具加工機床操作、模具裝配調(diào)試、模具產(chǎn)品營銷等。

按照職業(yè)崗位需要的綜合能力，構(gòu)建模具專業(yè)課程體系并設(shè)置課程?！澳＞逤AD”屬于課程體系中的后期綜合課程，課程的整體能力目標為：熟練應用計算機輔助設(shè)計軟件，完成中等復雜程度的模具設(shè)計。課程的詳細能力目標包括：設(shè)計軟件的基本操作技能；對產(chǎn)品模型進行工藝分析并提出解決方法的能力；根據(jù)產(chǎn)品類型特點設(shè)計合理的模具結(jié)構(gòu)的能力；在團隊中與人溝通協(xié)作的能力；自我學習和可持續(xù)發(fā)展的能力。

（二）課程內(nèi)容

職業(yè)教育課程的內(nèi)容必須以職業(yè)活動為導向，圍繞職業(yè)能力目標的實現(xiàn)，依據(jù)專業(yè)人才的工作崗位活動和實際工作流程來選擇。模具設(shè)計職業(yè)崗位的典型工作任務為：根據(jù)零件圖紙或樣品及客戶提出的相關(guān)要求，結(jié)合模具設(shè)計和制造工藝學等相關(guān)知識，在充分考慮工藝經(jīng)濟可行性的前提下，應用專業(yè)CAD軟件，完成模具設(shè)計，并對模具加工進行跟蹤處理，以確保模具結(jié)構(gòu)合理、功能正常。

隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)軟件開發(fā)較多且各有優(yōu)勢。在模具CAD課程中，選擇模具企業(yè)應用廣泛的美國PTC公司的Pro／ENGINEER作為教學軟件。該軟件提供了模具設(shè)計的常用功能：產(chǎn)品模型的輸入與數(shù)據(jù)診斷、對產(chǎn)品模型進行分析檢測、設(shè)置模型的收縮率、創(chuàng)建各種分型面、自動分割成型零件、型腔布局、澆注系統(tǒng)和冷卻水道的創(chuàng)建、標準模架的加載、充模和開模仿真、工程圖的生成等。

從模具企業(yè)大量生產(chǎn)實際中選擇典型實例進行分析歸納，將模具CAD課程內(nèi)容概括為：應用Pro/ENGINEER軟件，結(jié)合注塑模具設(shè)計和模具制造工藝學等相關(guān)知識，分析并設(shè)計幾類典型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的模具；將模具理論與CAD軟件操作應用融合，知識、理論、實踐一體化，使學生快速掌握現(xiàn)代化模具設(shè)計的實用技能。

（三）課程模式

職業(yè)教育涉及的行業(yè)多種多樣，職業(yè)崗位類型、數(shù)量繁多，高職院校的地域經(jīng)濟環(huán)境也不盡相同，因此，工學結(jié)合課程的具體實現(xiàn)方式是多樣化的，較具代表性的有項目式課程、任務引領(lǐng)型課程、學習領(lǐng)域課程、“雙證”課程等。根據(jù)模具設(shè)計職業(yè)崗位特點，以及武漢職業(yè)技術(shù)學院課程改革研究成果，“模具CAD”設(shè)計為工學結(jié)合的項目式課程。

項目式課程以工作任務為課程內(nèi)容選擇的參照點，以素質(zhì)為基礎(chǔ)，突出能力目標，以項目為單位組織內(nèi)容并以項目活動為主要學習方式。學生以項目為載體完成工作過程，并獲得職業(yè)能力、職業(yè)意識、方法能力和社會能力的綜合發(fā)展。項目主要來源于企業(yè)生產(chǎn)實際，也可以根據(jù)需要經(jīng)過教學加工，成為與職業(yè)教育類型相匹配的典型的教學任務。項目的選擇及設(shè)計對課程教學的效果至關(guān)重要，因此，項目必須兼具實用性、典型性、覆蓋性、趣味性，必須體現(xiàn)職業(yè)活動領(lǐng)域的最新動態(tài)。應聘請企業(yè)技術(shù)人員參與課程開發(fā)、教學改革，組織教師到企業(yè)實踐學習，開展學校與企業(yè)的雙向交流。高職課程開發(fā)過程本身就體現(xiàn)了“工學結(jié)合”特點。

根據(jù)職業(yè)崗位的典型工作任務，模具CAD課程設(shè)置了七個典型項目，每個項目根據(jù)能力目標再設(shè)置若干訓練任務。[3]項目任務均來源于企業(yè)和生活，生動實用，整體覆蓋了課程內(nèi)容及能力目標。按照職業(yè)能力的發(fā)展順序及內(nèi)在邏輯，對項目進行排序，形成明顯的職業(yè)能力階梯，符合職業(yè)發(fā)展規(guī)律，有利于學生職業(yè)能力的發(fā)展完善。

課程項目設(shè)計如表1所示。每個項目還有對應的訓練任務，對典型工作任務需要具備的職業(yè)能力加以強化。

表1 課程項目設(shè)計

（四）課程教學設(shè)計

教學設(shè)計是依據(jù)對學習需求的分析，提出解決教學問題的最優(yōu)方案，使教學效果最優(yōu)化的系統(tǒng)決策過程。為確保課程教學質(zhì)量達到專業(yè)教學總目標的要求，必須從宏觀和微觀進行課程教學設(shè)計，使教學效果達到最優(yōu)化。[4]工學結(jié)合課程強調(diào)以學生為中心，實行工作與學習一體化，學中做、做中學，教、學、做一體化，相互支持，相互促進。學生在完成項目任務的過程中，包括專業(yè)能力、方法能力、社會能力在內(nèi)的綜合職業(yè)能力得到整體化培養(yǎng)。每個教學項目圍繞能力目標，融合軟件操作技能、模具設(shè)計與制造的理論知識，經(jīng)過由簡單到復雜、多個項目任務實訓，實現(xiàn)了以項目為載體，知識、理論、能力訓練和實踐一體化，在實踐中鍛煉學生職業(yè)崗位能力。

以“項目1旋鈕的模具設(shè)計”為例，單元教學設(shè)計如下：

1.項目引入。展示旋鈕實物及相關(guān)多媒體資料，引入項目任務，應用模具設(shè)計軟件進行旋鈕的模具設(shè)計。

2.示范訓練。按照項目任務實施步驟，分階段演示講解任務分析、資料查找利用、結(jié)構(gòu)設(shè)計、軟件操作，引導學生結(jié)合模具設(shè)計理論知識，對產(chǎn)品進行工藝性分析，完成旋鈕的模具設(shè)計。學生同步實踐訓練，在做中教，做中學。

3.拓展創(chuàng)新。將學生分成4~5人小組，引導各小組分析討論、靈活地應用相關(guān)知識技能，提出完成項目的不同方法，進行小組交流展示，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力及溝通能力。

4.實訓演練。學生獨立完成項目配置的訓練任務，強化解決相同類型問題的能力。通過舉一反三的任務訓練，培養(yǎng)學生自我學習、可持續(xù)發(fā)展的能力。

在一體化教學過程中，以學生為主體，以能力提高為目標，教師在操作示范中講解知識，引導學生在項目實踐中應用知識、訓練能力。教師根據(jù)學生學習情況進行分層次指導，注重引導學生探索知識和技能的積極性，鼓勵學生開拓思維，勇于創(chuàng)新。

（五）課程組織與實施

工學結(jié)合課程需要多樣化的教學資源。模具CAD課程在沖塑模具單元教學后期進行，以班級為單位，在專用計算機房進行兩周集中實訓教學。機房配備多媒體網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)、CAD/CAM軟件、多媒體教學課件、與項目相關(guān)的實物、模型等教學資源。為了保證課程實施效果，學校還組織企業(yè)技術(shù)人員、專業(yè)教師共同編寫了配套的項目式教材，制定了項目課程標準，開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)教學共享資源。學生在模具CAD課程學習的同時，完成模具設(shè)計的課程設(shè)計任務。

課程學習考核是相對課程目標而言的，模具CAD課程體現(xiàn)了“能力考核”的要求。課程考核以項目任務為考核依據(jù)，各項目分別賦予一定的考核權(quán)重值，是多元化的、動態(tài)的過程考核，學生在完成任務訓練的過程中體現(xiàn)出來的專業(yè)技能、職業(yè)素質(zhì)、創(chuàng)新意識、可持續(xù)發(fā)展能力等都是考核元素，充分體現(xiàn)了職業(yè)教育以培養(yǎng)職業(yè)能力為目標的要求。

綜上所述，模具CAD課程以職業(yè)崗位活動為依據(jù)，基于工作過程進行項目課程開發(fā)，以學生為主體，知識、理論、實踐一體化，教、學、做一體化，與工學結(jié)合課程培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力的目標相吻合。課程模式有相應的適用條件和范圍，而科技和經(jīng)濟的發(fā)展決定了職業(yè)崗位又是動態(tài)變化的，因此，課程開發(fā)要根據(jù)職業(yè)的發(fā)展及課程實施效果不斷進行調(diào)整與改進，動態(tài)運行。

[1]曹會元.基于企業(yè)實際工作過程的模具CAD/CAM教學[J].遼寧師專學報,2009，11（3）：80.

[2]劉曉歡.高等職業(yè)教育工學結(jié)合課程開發(fā)[M].天津：天津大學出版社，2011：6-18.

[3]王紅春,余立華，王偉.Pro/E項目式教程.模具設(shè)計篇[M].武漢：華中科技大學出版社，2011：50-64.

[4]楊彥如.高職教學設(shè)計[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2008：2.

G712

A

1674-7747（2013）09-0005-03

彭榮利，女，武漢職業(yè)技術(shù)學院講師，碩士，主要研究方向為機械設(shè)計與制造、模具CAD/CAM；張四新，男，武漢職業(yè)技術(shù)學院副教授，碩士，主要研究方向為機械設(shè)計與制造、模具CAD/CAM。

[責任編輯 盛 艷]