高职CAD/CAM课程教学路径探析

CAD/CAM技术是先进制造技术的重要组成部分，其发展和应用使传统的产品设计、制造内容和工作方式等都发生了根本性的变化，在各行业的应用范围也日趋广泛，应用水平也逐年提高，同时对应用型人才的需求也不断增加。为此，江苏省五年制高职数控技术专业、模具设计与制造技术专业指导性人才培养方案将“CAD/CAM软件应用技术”确定为本专业平台课程中必修的专业主干课程，以培养学生综合运用所学知识，利用CAD/CAM软件解决机电产品设计和制造问题的专业技能。

一、“CAD/CAM软件应用技术”教学中的常见问题

“CAD/CAM软件应用技术”作为一门实践性很强的计算机软件应用课程，多采用理实一体化的教学手段，以实践教学为主，教学中还存在以下一些问题：一是不清楚为什么学，经常有学生问学了这个软件有什么用，将来能干什么？二是不清楚该怎么去学，目前的CAD/CAM软件应用技术类教材，特别是基础类教材往往偏重于软件命令的讲解。如今的CAD/CAM软件功能强大、命令繁多，基本上把所有命令捋一遍，一个学期的课程也就结束了，这也导致将学生带入一个学CAD/CAM软件的误区：是不是学会了这些命令就算掌握了这个软件？三是不清楚该怎么去用，往往学生通过一个学期的学习，收获就是通过本门课程的考核，但是真遇到企业招聘熟练使用CAD/CAM软件的工程师时，往往连简历都不敢投，因为他的“会”和企业要求的“会”相去甚远。四是缺乏创造力，当老师布置一个任务，比如为某个杯子设计一个把手时，学生就举步维艰了。这些问题归根结底就是学生学习力不强，导致在“CAD/CAM软件应用技术”的学习中不能很好地理解和掌握课程的学习目标和内容，不能及时解决学习中遇到的问题和困难，难以将所学内容内化吸收，综合运用以解决实际中遇到的问题。因此，“CAD/CAM软件应用技术”教学应当围绕解放学生的学习力来展开，培养学生自主探究、主动学习、相互合作的学习能力，从而构建创新高效的“CAD/CAM软件应用技术”课堂。

二、合理安排课前任务，做好课堂教学铺垫

“CAD/CAM软件应用技术”课程对计算机硬件和软件均有较高要求，很难保证所有学生都能有与学校相同的学习环境，因此在安排课前任务时要充分考虑这一因素。课前任务的目的是让学生在上课之前初步了解课堂教学的内容，思考两个问题：一是为什么去学，二是怎么学。教学的初级阶段可以充分利用网络教学平台，将预先录制的命令操作视频，供学生观看，并有针对性地布置一些判断题，以检验学生自主学习的效果。教学的中级阶段可以将二维零件图、装配图的识读工作安排在课前完成，布置一些选择和填空题，让学生在读懂图纸的基础上判断三维建模和装配的流程；教学的高级阶段可以发布机电产品的图片信息，开设讨论区，让学生理解产品的功能及工作原理、设计的要素及所需的命令。

三、构建创新高效课堂，解放学生的学习力

以项目式课程“水壶的设计与制作”为例，课堂开始，老师便发布项目任务，模拟企业工作场景，完成教师和学生的企业角色扮演，分组分层，激发学生的学习兴趣。学生自主搜集项目相关资料，通过教学平台“超星慕课系统”进行交流探讨。然后，进入项目实施阶段“任务一：水壶仿形设计”准备阶段。可以选取3～4张学生上传的水壶图片作为仿形的参照对象，先让学生挑选自己喜欢的水壶图片，再根据学生的选择情况将学生进行分组，如果是30人左右的班级，建议分成5～6个项目组。然后组内学生进行分析讨论，确定仿形顺序与方法。任务实施过程中可以采用问题探究的学习方法，首先提出问题：先由每组汇报各自的构图思路，接着老师设问，引导学生对建模步骤的合理性进行分析。在这一阶段，老师可以借助一些信息化的手段，如构图思路、排序游戏等，让学生按顺序选择体素、造型工具。这样帮助学生理清了思路，轻松化解了第一个教学难点。接下来各组根据正确思路完成建模，期间老师可以巡视指导，也可以通过机房的教学系统实时监控学生建模情况。前段课程中讲解的一些命令，学生可能会遗忘，这时可以利用帮助文件引导学生自主学习。CAD/CAM软件的帮助文件可以很好地协助老师，提高学习效率，突破第一个重点。

为了提高学生学习的积极性，借助学习3D打印实验室，可将CAD/CAM课程延伸至第二个阶段，即“任务二：水壶 3D打印”阶段，让各组分别完成本组作品的 3D打印，这一阶段可以采用微课来模拟教师一对一指导。完成打印后，由各组组长提交各组作品及遇到的问题。老师整理问题，确定课中解决的重难点。在任务实施阶段，教师提出问题，引导学生分析、讨论，学生自然会发现这些问题与3D打印的参数设置有关，从而引出本课第二个重点：3D打印的参数设置。由于在实际操作中很难将问题全面展示出来，可以借助“虚拟 3D打印软件”来突破这第二个重点。虚拟打印可以模拟真实的打印效果而不消耗打印时间，帮助学生快速找出参数设置的要点，既节省了材料，又大大提高了学习的效率。参数的设置与 3D打印机的工作原理密不可分，这时老师就可以提出第二个问题，引出第二个难点：3D打印机的工作原理。让学生利用“3D打印机虚拟拆装软件”自主学习打印机的结构组成和工作原理。点击相应按钮，可观看打印机拆卸、组装及原理动画。软件形象直观，帮助学生自主学习，真正做到让学生解决问题，化解第二个难点，至此完成项目实施。

四、对比学习多元评价，实现高质量教学

在任务一完成时，通过机房教学系统广播每组建模作品，老师从建模的思路、方法和特征等方面对各组作品进行点评。各组学生也针对其他组的作品完成情况，进行打分。任务二完成后，各组学生对自身作品进行展示，阐述设计思路和产品特点，然后各组对其他组的作品进行投票。

采用项目引领任务驱动、问题导向、情境教学、分层教学等方法的“CAD/CAM软件应用技术”课堂，学生学习的主动性和学习效率大大提高。“水壶的设计与制作”作为“CAD/CAM软件应用技术”一个完整的教学项目，让学生直接上手操作，难度还是相当大的，但是通过老师对项目的任务分解，利用问题导向逐步推进，很好地激发了学生的学习兴趣。由学生提交的最终成果可以看出，大部分学生能够适应并享受教学模式的转变，在规定时间内顺利且高效地完成老师布置的任务，从而达到学以致用的目的。