產(chǎn)學相融建構CAD/CAM（UG）實訓課程

楊宇+郭晟+賴嘯

摘 要 基于產(chǎn)品生產(chǎn)工作過程，進行CAD/CAM課程開發(fā)。緊密結(jié)合“校企合作、工學結(jié)合”的課程體系開發(fā)和設計理念，以合作企業(yè)（五糧液普什模具公司）具有典型代表性的成套模具產(chǎn)品為教學載體，構建基于任務驅(qū)動和項目導向的教學內(nèi)容，形成教、學、做一體化的教學模式，將學生的知識、技能、職業(yè)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)“多位立體化”，取得較好的教學效果。

關鍵詞 課程開發(fā)；校企合作；CAD/CAM

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）22-0159-03

Constructed Practical Training Courses of CAD/CAM（UG） by Fussing Production and Study//YANG Yu， GUO Sheng， LAI Xiao

Abstract Based on the production process， developed CAD/CAM

curriculum. According the conception of School-enterprise Coopera-

tion， Work Integrated Learning， and using the typical mold from the

Wuliangye Pash Mold Company as teaching carrier， constructed the

teaching content which driven by task and oriented by project， formed

teaching， learning and doing integration mode， which can culture knowledge， skills， professional ability and overall quality of the stu-dents by three-dimensional training. We got better teaching results by using it.

Key words curriculum development； school-enterprise cooperation； CAD/CAM

1 前言

隨著計算機技術的發(fā)展，CAD/CAM技術在機械設計與制造行業(yè)所占比重越來越大，成為機械類高技能人才的必備技能。同時，隨著企業(yè)的進步，機械設計與制造越來越依賴于各種三維軟件，隨模具企業(yè)生產(chǎn)向虛擬制造、無圖紙加工、網(wǎng)絡化制造等方向發(fā)展，具有CAD/CAM技術的高技能人才越來越成為企業(yè)的寵兒。

為適應社會和企業(yè)的發(fā)展，四川宜賓職業(yè)技術學院模具及數(shù)控專業(yè)于2010年開設CAD/CAM（UG）實訓課程，并發(fā)展成為模具與數(shù)控技術專業(yè)的一門專業(yè)技術主干課程。為更好地實施本課程的教學，為宜賓地區(qū)及成渝區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)機械類高技能人才，課程組與校外實訓基地、師傅緊密合作，把企業(yè)的實際項目引入教學過程，由企業(yè)專家、工程師、學校專職教師指導教學過程，共同擬定教學項目，積極進行教學改革和課程建設，形成了教、學、做一體化的教學模式，構建了基于任務驅(qū)動和項目導向的基本曲線與草圖、實體建模、片體建模、裝配、工程圖、數(shù)控加工等6個主項目模塊教學內(nèi)容。采用任務驅(qū)動法等多種教學方式，將學生的知識、技能、職業(yè)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)多維立體化，取得較好的教學效果。

2 課程開發(fā)思路

基于產(chǎn)品生產(chǎn)工作過程先進理論，體現(xiàn)校企合作、工學結(jié)合，進行課程體系開發(fā)和設計。如圖1所示，本課程設計思路是以行業(yè)、企業(yè)、市場需求為導向擬定職業(yè)崗位，以職業(yè)崗位的任職要求為出發(fā)點，以項目任務、工學結(jié)合為基點，以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點、能力導向設計為標準、校企合作為宗旨，從而全方位地體現(xiàn)教學過程的職業(yè)性、實踐性和開放性。

3 課程開發(fā)方法

課程采用項目訓練方法，學生完成項目的過程與企業(yè)實際進行的機械產(chǎn)品（模具）設計與制造過程完全一致，大大提高學生對CAD/CAM軟件的熟悉程度和操作能力，掌握產(chǎn)品造型設計和自動數(shù)控編程等非常重要的核心技能。

本課程以項目為組織，各項目均以機械產(chǎn)品（模具）設計與加工過程為向?qū)?，在各個過程中涉及若干任務，均采用CAD/CAM軟件UG來完成。通過逐步完成各項任務，從而達到最終完成整個項目的目的。

同時，依據(jù)工作任務完成的需要、高職學生的特點和職業(yè)能力形成的規(guī)律，按照“課證融合”設計要求，確定課程的知識、技能等內(nèi)容。

4 教學內(nèi)容與載體選擇

內(nèi)容的選取 課程團隊首先對企業(yè)職業(yè)崗位進行調(diào)研，確定課程培養(yǎng)內(nèi)容與標準，按照典型模具產(chǎn)品的生產(chǎn)工作過程，提煉出應用性較強的基本學習情境項目。

學習情境項目之間采用遞進的方式進行，每個學習情境都以一個完整的工作過程實施教學。教學過程按照由淺入深、從簡單到復雜，能力由單一到綜合進行排序，便于在組織教學時達到相應的知識培養(yǎng)目標和技能操作目標。

教學內(nèi)容的組織與安排 在教學內(nèi)容的組織與安排環(huán)節(jié)中，教學內(nèi)容取生產(chǎn)實際中的產(chǎn)品“學習電腦風扇盒蓋”作為教學載體，先讓學生通過“示范—對照訓練”后再接受任務單，以“下達任務—方案制訂—設計制作—過程結(jié)果檢查”為主線。在整個教學組織過程中，教師由傳統(tǒng)的知識傳授者變成教學的組織者、引導者，學生以真實的任務為工作背景，課程教學基于職業(yè)崗位設計實踐教學體系，依據(jù)學生的學習認知規(guī)律和職業(yè)成長規(guī)律組織教學內(nèi)容。學生在操作過程中不斷積累相關的職業(yè)能力，切實融“教、學、做”為一體，有效實現(xiàn)課程學習的工學交替。

教學載體如圖2所示，是來自于校外實習基地（五糧液普什模具公司）的成套模具產(chǎn)品，具有典型的代表性。

5 教學過程與教學方法

多種教學方法并用，增強教學效果 由于CAD/CAM（UG）實訓是一門綜合性、實踐性強，覆蓋面廣的課程，課程內(nèi)容與生產(chǎn)實際緊密結(jié)合，根據(jù)崗位要求設置教學模塊，采用理實一體化、教師典型案例化演示、學生自主學習、教師引導、項目化推進、分組任務驅(qū)動等，以增強教學效果。主要教學方法如圖3所示。

教學程序設計 依據(jù)實際生產(chǎn)工作過程，以項目為單元，設計教學程序。教學程序設計（示例）如下。

內(nèi)容：分析零件外形結(jié)構特征，擬定設計思路；繪制零件草圖；生成實體模型；生成片體；通過細節(jié)特征對片體（塑件）進行修飾。

目的：掌握用片體建模的方法，對常見的塑件進行三維造型設計。

要求；掌握基本草圖的繪制，靈活使用約束功能；掌握基準平面的構建方法；掌握拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠及管道的應用；理解復雜零件的建模思路；掌握直紋面、N邊曲面、縫合的方法。

教學過程 教學過程主要結(jié)合現(xiàn)代教學設備與方法，充分利用實訓基地資源，注重學生主動、師生互動。圖4所示為“塑件3D建模”這一項目模塊的教學過程示例。

步驟一：塑件外形輪廓特征和結(jié)構特征分析；正確的建模方法；掌握參數(shù)化建模的方法與過程，準確把握其理念。

設計意圖：通過教師直觀地操作演示，比較容易吸引學生的注意力，也更容易讓學生理解這部分內(nèi)容，有助于培養(yǎng)學生的觀察、分析、模仿能力。

步驟二：講解此片體零件的建模思路；對草圖繪制及其編輯操作進行示范；講解拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠及管道的應用與操作；解說直紋面、N邊曲面、縫合的方法。

設計意圖：通過講解和實際演示，學生容易理解，有利于下一步的自主學習。

步驟三：學生自主訓練。

設計意圖：根據(jù)個體任務書的自主訓練模塊，每個學生進行從草圖到簡單片體造型設計的系統(tǒng)訓練，有利于掌握和鞏固相應知識和技能。

步驟四：講解片體正確的設計方法，由學生參照指導書進行操作，再相互交流自己對這一技術的理解。

設計意圖：通過點與線形成不同特色的成型面是本節(jié)課的一個難點，根據(jù)人性化塑件產(chǎn)品的要求進行造型設計演示，可以加深學生對內(nèi)容的理解；通過學生自主觀察和思考，有利于突破教學難點，掌握粗車、精車的概念和要領。

步驟五：學生分組，接受組別任務書，從生活生產(chǎn)中自己提煉設計主題（塑件）；對學生提出設計要求（實用性、品味性及人性化）。

設計意圖：學生自己動手，對課程理解更加深刻，掌握運用3D軟件進行產(chǎn)品設計的過程和方法，并引入競爭意識和團隊協(xié)作精神。

步驟六：學生分組交流設計零件的經(jīng)驗，并派代表發(fā)

言，最后由教師總結(jié)。

設計意圖：通過交流，讓學生辯證地分析問題、鑒別優(yōu)劣，也使學生充分表達自己對學習的體會和看法，展示成果，相互切磋技藝。

6 教學考核設計

本課程注重過程考核與結(jié)果考核相結(jié)合。

1）過程考核分組進行，占總成績的40%。具體操作：下達任務單，要求各小組沿“立項”“設計”“加工”“仿真裝配與調(diào)試”這一生產(chǎn)流程，完成整套模具出產(chǎn)的工藝過程。各組互評、組內(nèi)各成員互評、師評總結(jié)三項綜合，得出過程考核分數(shù)。

2）結(jié)果考核由“任務單”完成指標情況與“試題庫”抽考這兩項組成，各占總成績的30%。

7 課程改革與創(chuàng)新

1）構建基于任務驅(qū)動和項目導向的基本曲線與草圖、實體建模、片體建模、裝配、工程圖、數(shù)控加工等6個主項目任務模塊的教學內(nèi)容，體現(xiàn)了教、學、做一體化。

按照企業(yè)真實的機械產(chǎn)品（模具）生產(chǎn)過程，構建產(chǎn)品造型設計、數(shù)控編程等主任務模塊的課程內(nèi)容，并依托先進的實踐教學條件，校企合作，融課程教學與職業(yè)技能認證為一體，課證相融、以證代考，重點培養(yǎng)學生解決工程實際問題的能力和解決“群組問題”的能力，縮短了教育培訓與就業(yè)的距離，實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育的統(tǒng)一。

2）本課程積極建立和完善網(wǎng)上教學環(huán)境，建立了信息量大的網(wǎng)絡課程、案例庫、網(wǎng)上資源庫等，共享網(wǎng)絡資源，充分利用信息技術開闊學生視野，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。

3）打造一支教學經(jīng)驗豐富、教學水平高的雙師型師資隊伍，根據(jù)企業(yè)的實際工程應用，創(chuàng)新編制適用的立體化教材。

4）將教師科研項目融入教學中，讓學生參與進來，協(xié)助教師做一些工作。同時，已完成的科研項目的相關部分反過來又可以分解作為以后的教學項目。

5）結(jié)合院級及國家每年的3D數(shù)字化設計技能大賽進行教學，著重培養(yǎng)學生的應用能力和創(chuàng)新能力。

6）實行課證融合，要求本課程的學習必須取得相應的UG認證資格證書，才能獲得相應的學分。

8 結(jié)語

通過本課程的建設，優(yōu)化了課程內(nèi)容和教學方法，使學生的專業(yè)技能、職業(yè)素質(zhì)有了大幅度提高。通過本課程在四川宜賓職業(yè)技術學院模具專業(yè)12級的試點，到13、14、15級的全面實施，直接受惠人數(shù)達1000余人，一汽大眾、五糧液普什集團、成都鐵路局等用人單位的滿意度也大為提高。同時，本課程的改革為其他課程的建設與改革帶來有益的借鑒和啟迪。

參考文獻

[1]陳進武，葉東，覃廣偉，等.高職高專模具CAD/CAM課程教學改革的思考[J].桂林航天工業(yè)學院學報，2010（3）：

385-386.

[2]黃美蓮.職業(yè)院校模具CAD/CAM教改初探[J].輕工科技，2009（5）：164-165.

[3]李恩學.高職模具專業(yè)CAD/CAE/CAM課程體系設置研究[J].職業(yè)教育研究，2011（10）：37-39.

[4]李洪達，宋志國，于云程，等.高職院?！赌＞逤AD/CAM》課程教學模塊設計[J].常州信息職業(yè)技術學院學報，

2010（1）：40-41.

[5]汪紅兵.高職高專模具CAD/CAM課程教學模式探討[J].蘇州市職業(yè)大學學報，2007（4）：107-109.