以項(xiàng)目為導(dǎo)向的“CAD/CAM/NC”課程理實(shí)一體化教學(xué)改革研究

何莞+葉丹+高梅

【摘要】傳統(tǒng)的“CAD/CAM/NC技術(shù)”相關(guān)課程教學(xué)模式存在很大的缺點(diǎn)，“CAD/CAM/NC技術(shù)”應(yīng)有的交叉性和整體性特點(diǎn)沒有得到充分體現(xiàn)。文章以CAD/CAM/NC課程為描述對(duì)象，以項(xiàng)目導(dǎo)向?yàn)橐粭l有效的主線，利用理實(shí)一體化教學(xué)手段，將相關(guān)聯(lián)的課程知識(shí)點(diǎn)和技能要求進(jìn)行有效的串聯(lián)，重新構(gòu)建教學(xué)體系，真正體現(xiàn)了應(yīng)用型高校的教學(xué)特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】CAD/CAM/NC課程；項(xiàng)目導(dǎo)向；理實(shí)一體化教學(xué)改革

【基金項(xiàng)目】2016年安徽省質(zhì)量工程教學(xué)研究項(xiàng)目：1.以項(xiàng)目為導(dǎo)向的CAD/CAM/NC課程理實(shí)一體化教學(xué)改革研究（2016jyxm0463）；2.地方應(yīng)用型高校機(jī)械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究與分析（2016jyxm0460）。

機(jī)械制造業(yè)水平一直都是衡量一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的重要指標(biāo)。“CAD/CAM/NC技術(shù)”是機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要技術(shù)，它是保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、保持企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的必要手段。

近幾年，由于機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)與制造等行業(yè)的迅速發(fā)展，CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造）技術(shù)的使用已經(jīng)普及。 CAD/CAM軟件包括UG NX（Siemens NX）、Pro/Engineer、MasterCam、CAXA等，其中Pro/Engineer軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。這些軟件，在企業(yè)和高等學(xué)校都得到了廣泛使用。高校相關(guān)的課程陸續(xù)開設(shè)，現(xiàn)在各高校都在教學(xué)計(jì)劃中安排了相關(guān)的“CAD/CAM/NC技術(shù)”的課程。但傳統(tǒng)的“CAD/CAM/NC技術(shù)”相關(guān)課程教學(xué)模式還主要采用三段式教學(xué)：基礎(chǔ)課程、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程和專業(yè)設(shè)計(jì)課程。

這種教學(xué)模式存在很大的缺點(diǎn)，教學(xué)資源缺乏、教學(xué)案例與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系不夠，對(duì)實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路和理念了解不夠，學(xué)生沒有學(xué)習(xí)興趣?！癈AD/CAM/NC技術(shù)”的交叉性和整體性的特點(diǎn)，沒有得到充分體現(xiàn)，甚至它的整體性被課程計(jì)劃割裂。這就造成學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，知識(shí)體系統(tǒng)不連貫，即使相關(guān)課程成績(jī)雖然優(yōu)秀，但解決項(xiàng)目實(shí)際問題卻很困難的現(xiàn)象。本次教學(xué)改革主要解決此類問題。

一、課程教學(xué)內(nèi)容的整合

將傳統(tǒng)的“CAD/CAM/NC技術(shù)”相關(guān)課程教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行深入改革，將相關(guān)課程重新定位，以項(xiàng)目導(dǎo)向?yàn)橐粭l有效的主線，利用理實(shí)一體化教學(xué)手段，將相關(guān)聯(lián)的課程知識(shí)點(diǎn)和技能要求進(jìn)行有效的串聯(lián)，重新構(gòu)建相關(guān)課程的教學(xué)計(jì)劃。

其內(nèi)涵是打破傳統(tǒng)學(xué)科體系的教學(xué)模式，根據(jù)應(yīng)用型本科教育培養(yǎng)目標(biāo)的要求重新整合教學(xué)資源，體現(xiàn)能力為本位的特點(diǎn)的教學(xué)方式。本項(xiàng)目從已有的“CAD/CAM/NC”課程體系出發(fā)，總結(jié)教學(xué)中的突出矛盾和專業(yè)能力的實(shí)際需求，構(gòu)建理實(shí)一體化教學(xué)模型，提出以現(xiàn)代機(jī)械制造中的實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目為主線，引用現(xiàn)代企業(yè)典型的加工實(shí)例，分別以CAD教學(xué)、CAM教學(xué)、NC編程加工進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證的一體化教學(xué)進(jìn)程模塊，將CAD設(shè)計(jì)、CAM加工、NC加工技術(shù)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，改革教學(xué)計(jì)劃，將相對(duì)獨(dú)立的課程重新排列組合，讓相關(guān)聯(lián)的知識(shí)與技術(shù)能夠融合形成一個(gè)自然的整體，提高了學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力。具體教學(xué)內(nèi)容如表1所示。

二、課程教學(xué)模式的改革

傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)施過程中基本上是單獨(dú)設(shè)置相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而不考慮其他相關(guān)課程的設(shè)置情況，缺乏一個(gè)有效的主線將有關(guān)課程的知識(shí)點(diǎn)和技能要求進(jìn)行有效的串聯(lián)，沒有按照現(xiàn)代企業(yè)對(duì)“CAD/CAM/NC技術(shù)”要求進(jìn)行教學(xué)。由于教學(xué)計(jì)劃設(shè)置的先天不足，教師在講授每門課程的時(shí)候，就出現(xiàn)了各自為戰(zhàn)，只關(guān)心本門課程的傳授，而不關(guān)心“CAD/CAM/NC技術(shù)”整體性和連貫性的特點(diǎn)，系統(tǒng)的知識(shí)體系被人為地割裂，知識(shí)體系成為碎片，造成學(xué)生獲得的知識(shí)及技能是片面的、不連續(xù)的，不能進(jìn)行實(shí)際建模及數(shù)控加工的工作。課程的理論與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏內(nèi)在聯(lián)系性，相互脫節(jié)。由此會(huì)引發(fā)很多教學(xué)不良的實(shí)際問題，比如學(xué)生覺得學(xué)而無(wú)用，消極學(xué)習(xí)；教師考核方法選擇困難，甚至出現(xiàn)只用筆試試卷來(lái)考核Pro/E等應(yīng)用軟件的情況，教學(xué)矛盾日益明顯。

本項(xiàng)目從“CAD/CAM/NC技術(shù)”課程有機(jī)整合出發(fā)，以項(xiàng)目為主線，以環(huán)形模型建立教學(xué)計(jì)劃，如圖1所示，內(nèi)層用硬件與軟件來(lái)規(guī)定實(shí)踐教學(xué)所需的條件；外層為理論所開設(shè)的項(xiàng)目課程；根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要，各環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)應(yīng)，形成不同的組合，由內(nèi)向外提供教學(xué)支持；環(huán)與環(huán)之間，環(huán)內(nèi)都是互相聯(lián)系、相互支撐的。

圖1 教學(xué)模型

在本教學(xué)模型建立中，應(yīng)建立配套的教學(xué)支撐系統(tǒng)。整合“CAD/CAM/NC”中核心專業(yè)課程，將這些課程的理論課時(shí)、實(shí)踐設(shè)備、實(shí)踐場(chǎng)地等關(guān)鍵部分都做出詳細(xì)的規(guī)定和具體實(shí)施的方法；整個(gè)教學(xué)體系形成同心圓式的分層結(jié)構(gòu)，以項(xiàng)目為導(dǎo)向教學(xué)法，充分體現(xiàn)“應(yīng)用型”高校的特點(diǎn)，理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐檢驗(yàn)理論的良性循環(huán)；建立科學(xué)的考評(píng)模式，杜絕一考定終身、一張?jiān)嚲泶蛱煜碌默F(xiàn)象，要讓學(xué)生的成績(jī)與實(shí)際所學(xué)成正比，乃至與就業(yè)成比；建立和優(yōu)化服務(wù)本課程教學(xué)改革的教師隊(duì)伍，這是本次教學(xué)改革的保障。

三、課程改革中的關(guān)鍵問題

理實(shí)一體化教學(xué)模式在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和理論聯(lián)系實(shí)際的綜合能力，整合有利的教學(xué)資源，提高設(shè)備、教材的利用率。建立一支“雙師”型教師隊(duì)伍是改革成功的保障。如果要切實(shí)有效地做好課程改革工作，校企合作是落實(shí)理實(shí)一體化教學(xué)模式的最有效途徑。要充分到企業(yè)調(diào)研，進(jìn)行工作任務(wù)和崗位分析，基于項(xiàng)目導(dǎo)向理論，構(gòu)建滿足理實(shí)一體化教學(xué)需求的課程體系?？梢匝?qǐng)企業(yè)工程師到學(xué)校參與教學(xué)活動(dòng)，也可以選派教師到合作企業(yè)參加項(xiàng)目實(shí)踐，提高教師的實(shí)踐能力，深入了解企業(yè)的發(fā)展方向和所需人才的類型，這樣知道所需才能更好地培養(yǎng)學(xué)生。通過這些方面的加強(qiáng)，基本可以滿足理實(shí)一體化教學(xué)需要。最后，建立新的學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)模式，采用過程性評(píng)價(jià)方式，分別采用個(gè)人評(píng)價(jià)（占總評(píng) 10%）、小組評(píng)價(jià)（占總評(píng) 20%）、大組互評(píng)（占總評(píng) 20%）、教師評(píng)價(jià)（占總評(píng) 50%）和學(xué)習(xí)總結(jié)等方法對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。不唯分?jǐn)?shù)，不搞死記硬背，科學(xué)評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力。

四、課程改革的效果

根據(jù)現(xiàn)代制造業(yè)聯(lián)合應(yīng)用的需求，以就業(yè)為導(dǎo)向，以應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心，建立了以實(shí)現(xiàn)—體化教學(xué)為核心的“CAD/CAM/NC”課程體系，打破了傳統(tǒng)的理論課與實(shí)踐課地點(diǎn)分離的授課模式，加強(qiáng)了理論與實(shí)踐的溝通和聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了課堂現(xiàn)場(chǎng)化、現(xiàn)場(chǎng)課堂化，激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣和激情，將理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作技能培養(yǎng)有效融合到整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，真正做“教、學(xué)、做”一體，培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用知識(shí)和解決問題的綜合能力。

在理實(shí)一體化的開展過程中，對(duì)教師的要求是有所提高的，特別是實(shí)踐能力的提高。教師不但要有扎實(shí)的理論功底，還得具備實(shí)踐的動(dòng)手能力。這樣以學(xué)促教，優(yōu)教促學(xué)的良性循環(huán)的形成，無(wú)論對(duì)學(xué)生、教師、學(xué)校、企業(yè)，都是一件好事。

總之，在不斷的探索和教學(xué)改革中，我們反復(fù)論證，積極實(shí)踐，優(yōu)化教學(xué)方案，制訂科學(xué)的教學(xué)計(jì)劃。只要積極進(jìn)取，心中有教育，心中有學(xué)生，就一定能培養(yǎng)出強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用、有突出實(shí)踐操作能力的畢業(yè)生。我們要為建設(shè)應(yīng)用型本科高校，培養(yǎng)出社會(huì)需要的高素質(zhì)、高技能人才而不斷奮斗。

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