“CAD/CAM综合实训”课程教学改革探索与实践

周立波 王凌云

摘 要 “CAD/CAM综合实训”课程是数控技术专业或其他相关机械类专业的一门重要的实践课，阐述了该课程的作用与目标、课程设计思路、课程教学内容的选取和设计及课程的考核内容，根据在实践过程的教学情况，提出了一系列的教学改革，突出了学生职业能力培养，学生的学习兴趣和能力都得到了较大提高，全面提高了数控技术专业的教学质量。

关键词 CAD/CAM 高职 教学改革 工学结合 网络教学

中图分类号：G424文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.048

"CAD / CAM Comprehensive Training" Course

Teaching Reform and Practice

ZHOU Libo， WANG Lingyun

（Advanced Vocational Technical College， Shanghai University of Engineering Science， Shanghai 200437）

Abstract CAD/CAM comprehensive training course is an important practice course of NC technology specialty or other related majors. This paper expounds the function and goal of the course， the thinking of curriculum design， curriculum teaching content， and the evaluation content. According to the teaching situation in practice， a series of teaching reform is put forward， which highlights the cultivation of students' professional ability， the students' learning interest and ability have been greatly improved.

Key words CAD/CAM; advanced vocational; teaching reform; work-study combination; network teaching

1 课程的作用与目标

课程的作用：该课程是数控技术专业一门重要的专业课，通过对专业群工作岗位群进行分析调研，基于岗位职业标准和工作过程，采用校企合作方式，基于岗位职业标准和工作过程，培养学生识图绘图的能力，培养学生掌握实体造型功能、曲面造型功能和CAD/CAM软件编制程序并通过数控机床完成工件加工所需的知识和技能。

课程目标：通过“一条主线、四个层面”教、学、做于一体的项目训练（一条主线——机械产品图样的识读、造型与仿真加工及实际加工;四个层面——二维与三维空间想象练习、工程图样基础训练、机械产品的设计造型与装配训练、产品仿真加工及机床加工训练），培养学生的识图读图能力和空间想象能力，能快速正确完成数控高级工的建模题和CAM数控编程及加工仿真，并用于实践，能熟练进行装配操作，在此基础上能对常见的机电产品进行创新设计。

职业素质养成：正确、清晰、完整描述产品信息，贯彻国家标准意识;培养耐心细致的工作作风和严肃认真的工作态度及质量意识;加强责任感、团队合作能力及创新意识。

2 课程设计思路

课程设计理念是根据数控技术专业人才培育目标，结合基于工作过程方法，突出技能培养的教学模式。

根据学校办学目标的要求、制造业对数控专业人才培养能力的需求、国际先进职业教育理念与课程开发模式的消化与吸收，在对毕业生就业岗位及工作情况进行调研后的分析探讨，确定数控技术专业岗位群职业技能的要求，构建机械加工领域专业群课程体系，引入工学结合的项目，以提高学生的综合职业技术能力（专业知识能力、操作实践能力、社会能力等），另外与企业行业合作进行开发和设计基于工作过程的课程及教材，形成“工学结合”特色鲜明的课程新体系。

3 课程的教学内容选取和设计

本课程内容选取根据《国家岗位职业标准》和《数控加工岗位职业标准》，以源于企业、经过教学改造的典型零部件为载体，依据认知规律，由浅入深，由单一到综合的，由造型到加工的规律构建课程体系和选择相应的课题。例如垫片、端盖、手柄、阶梯轴等较简单的零件造型，到如U盘、饮料瓶、头盔、水龙头等日常用品的造型，再到与其它课程相关的综合课题，这些课题包含典型零件、常用件、标准件组装而成的机械产品或部件，如平口钳的建模与装配、减速器的建模与装配、钻模的建模与装配等，最后到典型零件的车CAM和铣CAM的综合实例。具体的学习情境和工作任务见表1所示。

4 考核的内容

（1）基础理论知识的考核：主要是考查学生对数控知识、CAD/CAM的一些基本概念、建模的方法、零件的数控加工工艺等知识的理解和掌握程度，可以从学生撰写的文字说明来考核。（2）三维软件的实践操作能力考核：主要是考核学生的三维建模能力及自动编程能力，可以从学生绘制的三维产品模型以及加工所编制的加工程序来考核。（3）操作数控机床能力的考核：主要考核学生操作各种数控机床尤其是数控铣床或加工中心的能力，可以从学生操作数控机床的熟练程度、是否符合安全规范、加工的效率等方面来考核。（4）学生职业道德和素养的考核：主要是考核学生的学习态度和工作状态，可以从学生日常的生活行为、上课认真程度、团队合作精神等进行考核。（5）学生成果作品：根据学生最终完成的作品是否具有一定的创新性、加工的可行性以及复杂程度等方面，学生对软件不同功能的综合应用能力和建模效率。

5 课程教学改革与实践

5.1 构建知识体系

CAD/CAM综合实训课程与其它专业基础课和专业核心课衔接紧密，是学生就业所必需的机械设计制造理论与知识的专业课程。结合我校专业建设情况，提出“现代机械设计系列课程” 建设教学研究课题，围绕着学生实践能力、职业能力和创新能力的培养，将机械设计基础、机械制造技术、数控机床与编程、数控加工工艺、计算机辅助设计与制造、多轴加工技术、数控机床与编程实训（中级）、数控机床与编程实训（高级）等各方面专业理论和实践知识有机统一，形成完整的现代设计与制造知识体系。

5.2 形成“一条主线、四个层面训练与过程控制”的教学体系

一条主线——机械产品图样的识读、造型与仿真加工;四个层面——二维与三维空间思维训练、工程图样基础训练、机械产品装配训练、产品仿真加工及机床加工训练，培养学生的识图读图能力和空间想象能力，树立贯彻国家标准意识，形成“机械产品的造型、设计与加工”的职业能力，构建与后续课程的衔接，并能够对常见的机电产品进行创新设计。

5.3 采用项目式教学，提高学生学习兴趣

采用项目教学法，首先课题的选择要合理，训练的各方面要全面完整，要能够达到对学生综合训练的目的。学生从零件图开始，首先分析零件的结构工艺性，拟定加工工艺，选择合适的工装夹具和切削参数，对产品进行造型，CAM刀轨的生成，仿真加工，输出加工程序，最后完成零件的实际加工，在全部流程中，学生可以分组讨论提出多种解决方案，并选择确定最佳方案，使学生获得成就感，有利于培养学生发现问题、解决问题的能力，活跃了课堂学习气氛，增强实践动手能力，让学生在练中学，学中练，收到很好的效果。

5.4 真实产品引入课堂，工学结合深化教改

将企业产品引入课堂不是把企业产品原样交给学生来完成，而是利用行业、企业的技术资源，与行业、企业一线专家共同开发课程情境，本课程设置的学习情境所选用的载体均来源于企业，但在此基础上把企业产品进行功能的分解和综合。情境的设计从简单到复杂，从功能单一到功能综合，符合学生学习认知规律。在情境设计时，将产品从建模到加工的完整过程作为教学内容，让学生体验实际企业生产过程，提高职业技能水平。最后学生对完整的企业产品进行造型编程时，将严格按照企业对员工的要求执行相关操作，学生作为企业准员工，参与生产。同时，校企合作不断探索和研究新工艺、新方法，并将其纳入教学内容，通过双师授课，深化工学结合的教学改革，体现了职教课程“现场性”、“操作性”与“职业性”的特色。

5.5 构建符合教、学、做于一体的“三区一室”教学环境

课程采用“一条主线、三个阶段”（即以职业技能培养为主线，按照基本技能操作练习、专项技能操作练习、综合技术应用能力操作练习为三个递进阶段的能力培养模式），在操作能力培养模式基础上，进行学习该课程体系相关的知识和技能，开发融“教、学、做”为一体的任务驱动与项目导向课题，建立一体化的教学车间。通过机械零部件建模→仿真加工→数控机床加工→产品装配等任务驱动课程的开发与实施，学生在“三区一室”（教学区、讨论区、操作区于一室）的教学车间中，进行“教、学、做”相结合的技能操作实践，最终加工并装配成产品或样品，激发了学生学习兴趣，提高了学生的创新意识及创新能力。

5.6 实施网络教学

构建课程网络平台，提供优质教学资源使学生学习不受时空影响。课程网站有企业零部件制造、产品三维零部件库和虚拟产品库、校内外实习基地、课程教学等丰富多彩的影像资料;有教师与学生的交流平台和相关网站链接;有有关教学文件与教学资料、测试卷及标准答案等;充分利用了在线学习交互性强的特点，使得学生遇到问题能够快速得到解决，并对需要学习的课程内容顺利完成，得到较好的实践操作练习，以获得良好的教学效果。

5.7 注重过程评价，显性成果与隐性内涵并重

成绩的综合评定是以一定比例的平时成绩和一定比例的期末考试之和，而不是简单地给出一个成绩就可以了，坚持知识、能力、技能考核并重的原则。尤其是平时成绩注重过程评价，包括平时的考勤、平时练习的成果及效率、团队协作、产品的创新思维和环保意识等纳入总的考核指标。此种考核方式既要求学生牢固掌握理论知识，又能够培养学生解决实际工程问题的能力。

参考文献

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