項(xiàng)目教學(xué)法在《MasterCAM》教學(xué)中的應(yīng)用

蔣晶晶

【摘要】本文通過具體案例展示了作者如何在《MasterCAM》教學(xué)過程中實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法。

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目教學(xué)法 MasterCAM 教學(xué)設(shè)計(jì)

【中圖分類號】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）09-0240-02

“給你55分鐘，你可以造一座橋嗎？”這是德國教育專家弗雷德·海因里希教授在“德國及歐美國家素質(zhì)教育報(bào)告演示會”上介紹“項(xiàng)目教學(xué)法”的一個實(shí)例。首先由學(xué)生或教師在現(xiàn)實(shí)中選取一個“造一座橋”的項(xiàng)目，學(xué)生分組對項(xiàng)目進(jìn)行討論，并寫出各自的計(jì)劃書；接著正式實(shí)施項(xiàng)目——利用一種被稱為“造就一代工程師偉業(yè)”的“慧魚”模型拼裝橋梁；然后演示項(xiàng)目結(jié)果，由學(xué)生闡述設(shè)計(jì)思想和構(gòu)造機(jī)理；最后由教師對學(xué)生的作品進(jìn)行評估。

《機(jī)械CAD/CAM》是職業(yè)院校數(shù)控專業(yè)的一門核心專業(yè)課程，主要培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)實(shí)現(xiàn)零件的自動編程能力，屬于典型的技能訓(xùn)練類課程，適合采用項(xiàng)目化教學(xué)手段?；诖耍以贛asterCAM軟件的教學(xué)過程中均采用了項(xiàng)目教學(xué)法，現(xiàn)將一次課的教學(xué)設(shè)計(jì)展示如下：

（一）教材：

二維加工——外形銑削，是《MasterCAM》自編教材第三章第一節(jié)的內(nèi)容。教材在介紹了二維圖形繪制和三維實(shí)體設(shè)計(jì)的方法后，又介紹《MasterCAM》軟件的精髓——后置處理功能。但單純的學(xué)習(xí)軟件操作并不能達(dá)到此目的，學(xué)生還要掌握如何進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置、選擇和分析，這就要求緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐。

結(jié)合以上想法我設(shè)計(jì)本次課的教學(xué)目標(biāo)如下：

知識目標(biāo)：

a）清楚地描述二維加工的范疇及方式

b）掌握完成二維加工所需的六個步驟

c）會對后處理產(chǎn)生的程序進(jìn)行修改并應(yīng)用于實(shí)際加工中

職業(yè)通用能力目標(biāo)：

1）學(xué)會學(xué)習(xí)的能力

2）交流能力

3）問題解決能力

制造業(yè)通用能力目標(biāo)：

1）識圖能力

2）規(guī)范意識

3）自我管理能力

4）團(tuán)隊(duì)合作能力

教學(xué)重點(diǎn)：

1）二維加工所需的六個步驟

2）參數(shù)設(shè)置

教學(xué)難點(diǎn)：刀具設(shè)置、機(jī)床加工參數(shù)設(shè)置

學(xué)時安排：2課時

（二）教法、學(xué)法：

①結(jié)合學(xué)校課改要求，實(shí)踐采用“行動導(dǎo)向”的教學(xué)模式，配合多媒體教室、相關(guān)軟件以及學(xué)材的應(yīng)用。整個教學(xué)突出層次與板塊、梯度與效率。

②以四人為一小組，提倡自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生利用已有的學(xué)習(xí)能力，大膽沖破心理束縛，說出自己獨(dú)特的感受與見解。并通過學(xué)生自評和教師總評的環(huán)節(jié)，完善學(xué)習(xí)內(nèi)容，凸顯重難點(diǎn)以及注意事項(xiàng)。

（三）教學(xué)流程

（1）知識導(dǎo)入：

在學(xué)生完成準(zhǔn)備工作之后，教師通過極域電子教學(xué)網(wǎng)為其播放一段多軸聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床高速銑削運(yùn)動鞋鞋底模具的視頻。據(jù)此總結(jié)數(shù)控編程的方法，即手工編程和自動編程。視頻的程序由CAM軟件后置處理自動生成，MasterCAM作為CAM軟件的一種也有后置處理的功能，即能自動生成NC程序。從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)MasterCAM軟件后處理功能的興趣，并引出本次課的學(xué)習(xí)內(nèi)容二維加工——外形銑削。

此環(huán)節(jié)教師起分析，引導(dǎo)的作用，學(xué)生主要是觀察視頻、總結(jié)和思考。耗時5分鐘。

（2）知識介紹：

首先介紹二維加工的概念以及加工方式，即外形銑削、面銑削、挖槽，鉆孔【強(qiáng)調(diào)鉆孔屬于二維加工的范疇】，其次通過邊講解邊演示的辦法逐一介紹實(shí)現(xiàn)二維加工——外形銑削的六個步驟。

在MasterCAM繪圖區(qū)創(chuàng)建一個零件二維圖，并標(biāo)注零件的真實(shí)尺寸?！緩?qiáng)調(diào)繪圖時應(yīng)確定圖形的原點(diǎn)坐標(biāo)（F9）】

設(shè)置此零件毛坯，確定工件原點(diǎn)（G54等）【強(qiáng)調(diào)工件原點(diǎn)的設(shè)定原則：工件原點(diǎn)是工件坐標(biāo)系或程序坐標(biāo)系原點(diǎn)，如果把工件表面的中心點(diǎn)作為工件坐標(biāo)系或程序坐標(biāo)系原點(diǎn)，則分別設(shè)置為0、0、0?！?/p>

確定加工方式：外形銑削【外形銑削要考慮入刀點(diǎn)位置，即鼠標(biāo)單擊位置】

刀具設(shè)置：點(diǎn)明“建立新的刀具”較“從刀具庫中選取刀具”的優(yōu)勢【強(qiáng)調(diào)刀長、刀刃長、肩部長的數(shù)據(jù)應(yīng)符合刀長>肩部>刀刃的要求，否則今后的顯示將會出現(xiàn)問題。】

設(shè)置機(jī)床加工運(yùn)行參數(shù)【根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需求設(shè)置參數(shù)】

操作管理

a）刀具路徑模擬

b）實(shí)體驗(yàn)證

c）操作管理

d）后處理（程序需修改才能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)加工）

此環(huán)節(jié)教師起主導(dǎo)作用，學(xué)生應(yīng)注意及時識記強(qiáng)調(diào)事項(xiàng)。耗時25分鐘。

（3）布置任務(wù)：

教師要求學(xué)生在給出的兩項(xiàng)任務(wù)中（學(xué)材）任選一項(xiàng)，完成從零件的圖樣繪制到自動生成NC程序全過程，將所生成的程序修改后應(yīng)用于數(shù)控仿真系統(tǒng)，驗(yàn)證結(jié)果。

此環(huán)節(jié)教師下達(dá)任務(wù)，學(xué)生在正確理解教師的要求下接受并選擇任務(wù)，耗時4分鐘。

（4）分組實(shí)施：

學(xué)生4人為一組，自由組合

角色安排：

負(fù)責(zé)人：組長

MasterCAM軟件操作：1人

數(shù)控仿真軟件操作：1人

信息傳輸員：1人

實(shí)施任務(wù)

此環(huán)節(jié)學(xué)生自由分組，商量后定選項(xiàng)，由組長進(jìn)行角色安排，全組共同實(shí)施任務(wù)。教師在全場進(jìn)行巡視，答疑，輔助。耗時25分鐘。

（5）評價(jià)環(huán)節(jié)：

首先學(xué)生自評：

1）根據(jù)時間選擇若干組學(xué)生進(jìn)行發(fā)言，主要談?wù)劚窘M是如何合作，工藝參數(shù)如何設(shè)置，使用MasterCAM軟件后處理功能的感受。

2）抽取集訓(xùn)隊(duì)的學(xué)生談?wù)剬?shí)際生產(chǎn)與軟件操作的差距。

其次教師評價(jià)：

1）總結(jié)本次課的重難點(diǎn)。

2）強(qiáng)調(diào)軟件的局限性，引起學(xué)生重視。

3）指明學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)性、互通性。

4）強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作的重要。

此環(huán)節(jié)教師仔細(xì)觀察，提問代表性學(xué)生組合（速度最快與最慢、成功與失敗）及學(xué)生個體（參加集訓(xùn)隊(duì)訓(xùn)練的），并做最后總結(jié)。學(xué)生選出本組代表進(jìn)行發(fā)言，認(rèn)真自評并聽取他人經(jīng)驗(yàn)介紹，總結(jié)此次課的得失。耗時10分鐘。

（6）布置作業(yè)：

教師要求學(xué)生課后預(yù)習(xí)新課，為下次課做準(zhǔn)備。耗時1分鐘。

（四）設(shè)計(jì)思考

對于本次課的教學(xué)設(shè)計(jì)，我主要基于以下幾個方面的思考： 1）09技師數(shù)控班的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的手工編程基礎(chǔ)，也參加了較長時間的實(shí)習(xí)訓(xùn)練，會操作上海宇龍的數(shù)控仿真軟件。

2）數(shù)控技術(shù)與編程于MasterCAM這兩門課聯(lián)系緊密。

3）集訓(xùn)隊(duì)的學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)習(xí)方面占有優(yōu)勢，應(yīng)發(fā)揚(yáng)他們的優(yōu)勢，通過引導(dǎo)他們談?wù)勆a(chǎn)實(shí)踐與軟件應(yīng)用的本質(zhì)區(qū)別，即參數(shù)的設(shè)置，讓同學(xué)們深刻體會到軟件的局限性，明白使用MasterCAM最需注意的還是要聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐，合理進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置，分析和選擇。

4）行動導(dǎo)向教學(xué)能極大程度上調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，使每個學(xué)生都能在課堂上找準(zhǔn)自己的位置，增強(qiáng)學(xué)生的自信心，同時體會到團(tuán)隊(duì)的力量。

實(shí)踐證明，《MasterCAM》課程以項(xiàng)目為載體，以項(xiàng)目工作過程安排教學(xué)，對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的專業(yè)技能，實(shí)現(xiàn)本課程的教學(xué)目標(biāo)起到很好的推動作用，通過多元化過程性教學(xué)評價(jià)體系能客觀全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，教學(xué)效果良好。