應用型本科模具ＣＡＤ／ＣＡＭ教學改革探析

摘要： 根據目前模具行業的發展趨勢及其對人才的需求狀況，本文作者針對應用型本科院校材料成型及控制工程專業模具CAD/CAM教學中存在的一些問題，對教學內容進行重新整合，借助于網絡教學，實現將理論教學與實踐教學融為一體的零距離教學新模式，并建立了一套與新教學模式相適應的考核體系，調動了學生的積極性和主動性，拓寬了學生的知識面，培養了學生的實踐能力和創新能力，為現代模具企業提供了合格的工程技術人才。

關鍵詞： 應用型本科 模具CAD/CAM 零距離教學模式

模具CAD/CAM是材料成型及控制工程專業的一門主干專業課程，它具有知識密集、學科交叉、綜合性強等特點。傳統的模具CAD/CAM課程一直沿用輕實踐、重理論的教學模式，教學內容偏重于介紹模具CAD/CAM硬件與軟件系統、計算機數據處理與分析理論、計算機圖形處理基礎，實際的模具CAD/CAM軟件應用技術及其二次開發方面的教學內容比重偏小。這與應用型人才的培養要求不相適應，無法滿足現代企業對于能實際動手進行模具設計與制造的應用型人才的需求［１］。因此，改革傳統的模具CAD/CAM教學體系迫在眉睫。筆者根據現代模具企業對人才的需求狀況和在校大學生的認知規律及學習動機，對教學內容和考核體系進行改革，并開發網絡教學作為第二課堂。目的是提高在校大學生的專業素質，為模具企業培養優秀的工程技術人才。

1.教學內容的改革

教學內容改革是模具CAD/CAM教學改革的核心，其改革的宗旨是為模具企業提供能應用模具CAD/CAM技術完成整個模具設計及加工的綜合型人才?；诖?，將整個教學內容改革分為三大模塊進行，即模具CAD/CAM的基礎知識、商品化模具CAD/CAM軟件的實際應用及其二次開發。三大模塊既相互獨立又相互滲透，充分保證了模具CAD/CAM教學的系統性和科學性，減少了理論教學時數，增加了軟件上機操作的實踐環節，突出了應用型人才的培養目標。

1.1理論教學的整合

在現代模具企業中，從事模具設計的工程技術人員必須以計算機為輔助工具，完成模具設計構思和論證、模具總體設計、技術設計、零部件設計和有關零件的強度、剛度、熱、電、磁的分析計算和產品圖繪制等工作；從事模具加工的工程技術人員必須精通計算機輔助數控加工程序的編制，包括刀具路徑、刀位文件生成、刀具軌跡仿真、NC代碼生成及后處理等。為此，模具CAD/CAM課程必須打破傳統的理論教學體系，建立以模具CAD/CAM為中心的理論基礎體系，即該課程的基礎知識為軟件的應用及其二次開發而設置，從而避免空洞的、不切實際的理論教學，讓學生學有所用。這樣既明確了學生的學習目標，激發了學生的學習興趣，又為實踐教學環節奠定了堅實的理論基礎，得到了學生的普遍贊譽。

1.2商品化模具CAD/CAM軟件的應用

隨著計算機技術的進步，模具加工行業得到了空前的發展，以模具CAD/CAM軟件技術為核心的現代集成制造系統代替了傳統設計與制造方法。例如PTC公司的Pro/E軟件通過一種獨特的、參數化的以及面向零件的3D實體模型設計及制造技術，徹底改變了傳統的設計及制造加工理念。應用Pro/E系統的CAD功能，可以完成產品的模型設計及相應的模具設計（如圖1所示）。應用系統的CAM功能提供的銑削加工、車削加工和線切割等加工方式，完成模具的加工。Pro/E模具設計與加工的一般流程為：設計生成產品三維模型；由產品模型生成凹、凸模；各組件設計；仿真加工；進行后置處理生成NC序列［２］。在指導學生學習模具CAD/CAM軟件時，可適時地將模具設計及其制造工藝理論等知識融合在軟件應用中，學生能快速掌握模具CAD/CAM軟件的使用技巧，達到事半功倍的效果。

1.3模具CAD/CAM軟件的二次開發

由圖1可以看出，注塑模除了凹、凸模外，其余的零件按照其外形特征可分為板類零件、頂桿類零件、螺釘類零件、導柱導套類零件及澆口套類零件等。若將每類零件均創建各自的UDF庫，那么在以后的設計中，就可以插入UDF，而不必再重新創建這些零件特征。這在一定程度上可以節省設計時間、提高設計效率［３］。

2.基于校園網的模具CAD/CAM教學平臺設計

模具CAD/CAM是一門實踐性很強的課程，只靠課上時間是遠遠不夠的，為此我們在校園網上建立了該課程的網站，其結構如圖2所示。由此可看出，該課程網站設置了交流、資源和任務三大模塊。在交流模塊里，教師可以在約定的時間向學生提出質疑，學生也可以把在學習中遇到的問題與教師、同學交流、探論；教師還可以把自己的作品發布到網上，供學生欣賞和交流。在資源模塊中設置了授課錄像、基本教學資料、理論教學資料和實踐教學資料，該部分內容是對課上內容的進一步強化和補充。學生可以有針對性地隨時瀏覽該部分內容，便于理解、鞏固已學知識。在任務模塊中，教師可以隨時布置作業及測試等，學生可以很方便地將作業、測試題上傳到網上。因此該課程網站可以看作是學生的第二課堂，是學生課外學習的拓展。在以后的課程網站建設中，我們將有計劃地開展模具CAD/CAM網上教學，應用現代計算機技術、軟件技術以及網絡技術，進行模具設計分析、加工制造、成型模擬分析等方面的教學，充分利用網絡資源，延展課堂教學內容，給學生提供一個施展才華的舞臺。

3.考試方法的改革

在模具CAD/CAM的教學過程中，考試形式的多樣性和靈活性可帶來教學上的新活力，考試的方法與內容的選擇對于學生學習的源動力有很強的促進和導向作用，因此目前的考核形式取代了原先的單一期末考試。學生成績由幾部分組成：平時上課回答問題、網上作業及網上瀏覽討論次數情況占30%，上機操作占30%，綜合實踐及本課程的專題報告各占20%。這種考核體系貫穿了整個教學過程，從課堂到課后一起抓，意在充分調動學生的學習積極性，讓學生充分利用各種資源為我所用。同時注重了理論知識與實踐的綜合運用，培養了學生應用已學知識去分析問題和解決問題的能力，以及對知識的梳理及綜合能力，避免了考試前的突擊復習，應付考試的現象。

4.結論

通過對模具CAD/CAM課程的教學改革與實踐，我們構建了合理的課程體系，并運用先進的教學方法和手段較好地完成了教學內容，體現了該課程改革的特色和成果，筑建了一個在教學中學、在實踐中學、在生活中學的理論性與應用性緊密結合的知識平臺，實現了應用型人才的零距離培養模式，充分調動了學生的學習積極性，激發了學生的創新意識和創新潛能，培養出的學生得到了企業的充分肯定。

參考文獻：

［1］黃曉燕.模具CAD/CAM精品課程的建設與實踐［J］.成都電子機械高等專科學校學報，2007，（1）：31-33.

［2］余強，陸裴.Pro/E模具設計基礎教程.清華大學出版社，2005.

［3］鐘日銘.Pro/E參數化零件設計基礎與實戰精選，2006.

本課題為常州工學院重點課程建設項目