以项目为导向的“CAD/CAM/NC”课程理实一体化教学改革研究

何莞+叶丹+高梅

【摘要】传统的“CAD/CAM/NC技术”相关课程教学模式存在很大的缺点，“CAD/CAM/NC技术”应有的交叉性和整体性特点没有得到充分体现。文章以CAD/CAM/NC课程为描述对象，以项目导向为一条有效的主线，利用理实一体化教学手段，将相关联的课程知识点和技能要求进行有效的串联，重新构建教学体系，真正体现了应用型高校的教学特点。

【关键词】CAD/CAM/NC课程；项目导向；理实一体化教学改革

【基金项目】2016年安徽省質量工程教学研究项目：1.以项目为导向的CAD/CAM/NC课程理实一体化教学改革研究（2016jyxm0463）；2.地方应用型高校机械电子工程专业人才培养模式的研究与分析（2016jyxm0460）。

机械制造业水平一直都是衡量一个国家综合实力的重要指标。“CAD/CAM/NC技术”是机械制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的重要技术，它是保证产品质量、提高企业经济效益、保持企业竞争力的必要手段。

近几年，由于机械设计、模具设计与制造等行业的迅速发展，CAD/CAM（计算机辅助设计/计算机辅助制造）技术的使用已经普及。 CAD/CAM软件包括UG NX（Siemens NX）、Pro/Engineer、MasterCam、CAXA等，其中Pro/Engineer软件是美国参数技术公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。这些软件，在企业和高等学校都得到了广泛使用。高校相关的课程陆续开设，现在各高校都在教学计划中安排了相关的“CAD/CAM/NC技术”的课程。但传统的“CAD/CAM/NC技术”相关课程教学模式还主要采用三段式教学：基础课程、设计基础课程和专业设计课程。

这种教学模式存在很大的缺点，教学资源缺乏、教学案例与生产实际联系不够，对实际产品设计思路和理念了解不够，学生没有学习兴趣。“CAD/CAM/NC技术”的交叉性和整体性的特点，没有得到充分体现，甚至它的整体性被课程计划割裂。这就造成学生在学习过程中，知识体系统不连贯，即使相关课程成绩虽然优秀，但解决项目实际问题却很困难的现象。本次教学改革主要解决此类问题。

一、课程教学内容的整合

将传统的“CAD/CAM/NC技术”相关课程教学计划进行深入改革，将相关课程重新定位，以项目导向为一条有效的主线，利用理实一体化教学手段，将相关联的课程知识点和技能要求进行有效的串联，重新构建相关课程的教学计划。

其内涵是打破传统学科体系的教学模式，根据应用型本科教育培养目标的要求重新整合教学资源，体现能力为本位的特点的教学方式。本项目从已有的“CAD/CAM/NC”课程体系出发，总结教学中的突出矛盾和专业能力的实际需求，构建理实一体化教学模型，提出以现代机械制造中的实际应用项目为主线，引用现代企业典型的加工实例，分别以CAD教学、CAM教学、NC编程加工进行实际验证的一体化教学进程模块，将CAD设计、CAM加工、NC加工技术有机地联系起来，改革教学计划，将相对独立的课程重新排列组合，让相关联的知识与技术能够融合形成一个自然的整体，提高了学生应用知识解决问题的能力。具体教学内容如表1所示。

二、课程教学模式的改革

传统教学实施过程中基本上是单独设置相关教学内容和实验教学，而不考虑其他相关课程的设置情况，缺乏一个有效的主线将有关课程的知识点和技能要求进行有效的串联，没有按照现代企业对“CAD/CAM/NC技术”要求进行教学。由于教学计划设置的先天不足，教师在讲授每门课程的时候，就出现了各自为战，只关心本门课程的传授，而不关心“CAD/CAM/NC技术”整体性和连贯性的特点，系统的知识体系被人为地割裂，知识体系成为碎片，造成学生获得的知识及技能是片面的、不连续的，不能进行实际建模及数控加工的工作。课程的理论与实践教学环节缺乏内在联系性，相互脱节。由此会引发很多教学不良的实际问题，比如学生觉得学而无用，消极学习；教师考核方法选择困难，甚至出现只用笔试试卷来考核Pro/E等应用软件的情况，教学矛盾日益明显。

本项目从“CAD/CAM/NC技术”课程有机整合出发，以项目为主线，以环形模型建立教学计划，如图1所示，内层用硬件与软件来规定实践教学所需的条件；外层为理论所开设的项目课程；根据教学的实际需要，各环转动对应，形成不同的组合，由内向外提供教学支持；环与环之间，环内都是互相联系、相互支撑的。

图1 教学模型

在本教学模型建立中，应建立配套的教学支撑系统。整合“CAD/CAM/NC”中核心专业课程，将这些课程的理论课时、实践设备、实践场地等关键部分都做出详细的规定和具体实施的方法；整个教学体系形成同心圆式的分层结构，以项目为导向教学法，充分体现“应用型”高校的特点，理论指导实践，实践检验理论的良性循环；建立科学的考评模式，杜绝一考定终身、一张试卷打天下的现象，要让学生的成绩与实际所学成正比，乃至与就业成比；建立和优化服务本课程教学改革的教师队伍，这是本次教学改革的保障。

三、课程改革中的关键问题

理实一体化教学模式在于培养学生的创新精神和理论联系实际的综合能力，整合有利的教学资源，提高设备、教材的利用率。建立一支“双师”型教师队伍是改革成功的保障。如果要切实有效地做好课程改革工作，校企合作是落实理实一体化教学模式的最有效途径。要充分到企业调研，进行工作任务和岗位分析，基于项目导向理论，构建满足理实一体化教学需求的课程体系。可以邀请企业工程师到学校参与教学活动，也可以选派教师到合作企业参加项目实践，提高教师的实践能力，深入了解企业的发展方向和所需人才的类型，这样知道所需才能更好地培养学生。通过这些方面的加强，基本可以满足理实一体化教学需要。最后，建立新的学生学习评价模式，采用过程性评价方式，分别采用个人评价（占总评 10%）、小组评价（占总评 20%）、大组互评（占总评 20%）、教师评价（占总评 50%）和学习总结等方法对学生的学习过程进行综合评价。不唯分数，不搞死记硬背，科学评价学生实际应用能力。

四、课程改革的效果

根据现代制造业联合应用的需求，以就业为导向，以应用能力和创新能力培养为中心，建立了以实现—体化教学为核心的“CAD/CAM/NC”课程体系，打破了传统的理论课与实践课地点分离的授课模式，加强了理论与实践的沟通和联系，实现了课堂现场化、现场课堂化，激发了学生主动学习的兴趣和激情，将理论知识学习与实践操作技能培养有效融合到整个教学活动中，真正做“教、学、做”一体，培养了学生应用知识和解决问题的综合能力。

在理实一体化的开展过程中，对教师的要求是有所提高的，特别是实践能力的提高。教师不但要有扎实的理论功底，还得具备实践的动手能力。这样以学促教，优教促学的良性循环的形成，无论对学生、教师、学校、企业，都是一件好事。

总之，在不断的探索和教学改革中，我们反复论证，积极实践，优化教学方案，制订科学的教学计划。只要积极进取，心中有教育，心中有学生，就一定能培养出强化知识应用、有突出实践操作能力的毕业生。我们要为建设应用型本科高校，培养出社会需要的高素质、高技能人才而不断奋斗。

【参考文献】

[1]张文健.理实一体化教学在《CAD/CAM（UG）》课程中的探索与实践[J].科技信息，2013（25）：263.

[2]张云斌.CAD/CAM/NC一体化技术在高职教育中的应用研究[D].昆明：昆明理工大学，2011.

[3]张春红.《Pro/Engineer 三维CAD应用技术》课程教学设计研究与探索[J].专业教学研究，2011（09）：81-82.