項目教學法在機械設計軟件ＣＡＤ／ＣＡＸＡ課程中的應用

摘 要： 項目教學法是通過實施一個完整項目的工作過程，起到教學引導行為的作用，教師主導學生發揮主觀能動作用，共同組成項目小組。它使學生在深入實際、完成指定項目的同時，學習應用已有的知識，在實踐中提高解決工程的能力，這充分體現了當代中等職業教育以“能力為本”的價值取向，使學生獲取知識并學以致用。

關鍵詞： 項目教學法 機械設計軟件CAD/CAXA課程 實際應用

工程科學跨領域發展，各學科交叉覆蓋互通，機械學科是工程學科中難以撼動的基礎學科。機械設計制造更是機械專業的重中之重，機械設計軟件CAD/CAXA課程的開設，生動了課堂計算機教學，充分調動了學生的學習積極性和直觀實踐性，使學生直接面對屏幕的圖形圖像，為傳統意義上的機械設計制造專業提供了更加精確的模擬和實踐。因此，我們要抓住機遇銳意改革，積極探索項目教學法在機械設計軟件CAD/CAXA課程中的應用，培養實際掌握CAD/CAXA技能的專業人才，使其成為具有專業繪圖知識、技術應用能力強、零距離上崗的技術應用型人才。我校機械制造、機械設計專業的教學工作也始終圍繞這個目標開展，在教學實踐中不斷探索突出“能力培養”的模式，積極采用“項目引導教學法”。對CAD/CAXA課程采取項目教學法，可突出體現以“學生為主體”、“培養能力為基石”、“就業崗位為教學向導”，著重培養學生技術應用能力的教育之本，達到優異的教學效果。

一、對傳統中等職業教育教學創新，實現教育教學的突破

多年以來傳統中等職業教育遵循的教學原則是以文化基礎課為主體，在此基礎上教授專業課基礎知識。教學方式多為灌輸學生實體固化知識，強調文化科目與專業科目知識理論為主體，側重知識的科學性、系統性，課堂教學以新舊知識之間的聯系為主體，主攻識記，強調以教學、教材、教師為中心，重理論、輕實踐，理論與實踐嚴重脫節，忽視對學生能力和創造力的培養，造成畢業生上崗后職業素質偏低，實踐動手能力不強，競爭力差，無法適應市場需求，所以對傳統中等職業教育模式進行改革迫在眉睫。

項目教學法“既引導行為在過程中實踐得到并掌握知識”，由德國著名教育學家提出，其核心重點就是針對學生的關鍵能力的培養，關鍵能力指任何職業需要的不斷適應飛速發展的科學技術所需要的一種綜合職業能力。項目教學法促使學生更加及早地接觸到工作中遇到的問題并運用已有的知識共同解決，此種方法注重學生的分析能力、團結協作能力、綜合概括能力、動手能力等綜合能力，并且極大地拓展了學生思考問題的深度、廣度，對中等職業學生有很大的針對性，強調學以致用，受到廣大師生的廣泛好評。在不斷積極進取不斷創新改革的教學模式探索中，“項目教學法”已逐漸取代傳統的“理論教育為基礎”的行為感官學習理論模式，成為中等職業教育專業科目教學創新積極探索追求的新教學法。

二、“項目式教學”模式在機械設計軟件CAD/CAXA課程中的實際應用

機械設計CAD/CAXA制造工程師課是一門理論和實踐性都很強的學科，在教學中，需要理論和實踐相結合，理論教學為依據指導上機實習教學，通過實習上機教學加深對理論知識的理解吸收，教師需要處理好理論教學與上機實習教學的互助關系。在理論與實踐的教學中，積極鍛煉學生的實踐動手能力，提高學生分析問題、解決問題的能力，做到項目式教學，衍生項目式解決，延伸出解決工程過程，掌握工程的概念性。機械設計CAD/CAXA制造工程師課作為軟件課程，理論知識比較抽象，例如繪制三維實體造型，傳統模式教學從二維到三維再到二維，對于復雜造型學生空間想象能力差，思維和學習起來非常吃力。通過項目式教學，直接上機實踐面向CAD/CAXA三維立體軟件，對所設計的實體模型的演示和繪制，可以使學生快速、直觀、形象生動、靈活地學習理解掌握軟件和所學模型繪制。CAXA實體設計制造突破參數化造型在曲面和復雜性方面造型受到的限制，適合于初學學生。而基礎差的學生，學習理論和知識時特別吃力，但對上機操作繪制很感興趣，熱情很高，教師應因勢利導、揚長避短、精心設計教學內容，改進教學方法，加強對學生上機操作的實際技能培養。例如繪制實際工程中常用零件模型，若采用傳統“教師講學生聽”的教學模式，就不能很好地調動學生的主動性，且學生也記不住理論知識，課后若換類似的課題，學生依然不能憑己之力解決。所以，在上述情況下應該提高學生上機操作面對繪制實際模型自己動腦分析解決的能力，我采用“項目式教學法”引導學生掌握并解決實際問題?！绊椖渴浇虒W法”是通過實施一個完整項目的工作過程，起到教學活動和引導行為的作用，教師主導學生發揮主觀能動作用，師生共同組成項目小組進行的教學活動。其具體過程如下：

1.確定項目任務

項目教學法的課前準備工作是首要環節，即啟發學生充分發揮自身的自主能力。我和學生一起討論、解決、拓展問題，引導學生應用所掌握的軟件命令進行創新性正確的設計：繪制三維實體零件模型。這樣學生就成為教學中的主角，而我則轉換為引導者、教學的服務者。首先確定任務：上機應用CAXA制造工程師繪制出課例“連桿的實體造型”。明確任務后，學生提出相應問題：“如何選擇建立坐標面？如何選擇構造基準面？如何安排命令順序？”在學生繪圖時，教師需適時指導學生：繪制實體模型時先選擇正確的坐標面，再繪制線框造型和實體造型，也可以采用不同的順序來繪制，但應采用更好、更合適、更符合標準的方式繪制，這樣學生就會主動積極地查資料動腦筋，互相討論，其興趣高漲，課堂氣氛活躍。

2.制訂計劃

上機繪制“連桿的實體造型”實體模型有其實際問題，“連桿的實體造型”的細節需要細心繪制，每個步驟的繪制都需要很多命令互相組合，命令先后順序不同會產生不同的結果，正確的繪制結果需要細心才能做到。我并不急于告訴學生，而是讓他們自己介紹繪制“連桿的實體造型”的思路，運用和安排命令的順序，部分學生繪制的三維模型大體看著像樣，細一看錯誤百出；有的學生雖然有明顯的錯誤，但是繪制過程方法和順序很大膽、創新，想出了新的繪制方法和命令組合，這種情況下就要表揚這些學生，鼓勵他們主動介紹自己的繪制過程和想法。這些學生介紹繪圖思路時，語言流暢、思維敏捷，博得了同學們的陣陣掌聲，同時又調動了其主觀積極性。學生們在這種氛圍下都急于知道自己繪制的“連桿的實體造型”是否合格，于是我適時給予正確的評價。在這樣輕松愉快的氣氛下，我講解了幾種正確的繪制思路，再把兩種標準順序教給學生，然后學生們對照自己繪制的“連桿的實體造型”，細心找出錯誤，發現問題并且互相討論、互相指導、互相幫助以修改自己的實體模型。這樣，學生手腦并用、積極思維，互相學習，既學到了知識、加深了印象，也提高了語言表達能力，鍛煉了社交能力。

3.實施計劃

根據實際情況、學校設備配備，按照學生們自己繪制和設計的三維連桿實體造型在CAXA制造工程師中先導出全部完成的命令行，再判斷命令順序正確與否，然后根據設備配備，可以將命令行導入仿真系統部分，在計算機上演示學生自己繪制好的三維連桿實體造型的加工過程；有數控機床的直接將CAXA命令行導入進行塑料工件加工。這時問題出現了，為什么加工到一半時學生們繪制的實體模型就加工不出來？為什么數控機床的刀具不按CAXA里設計的程序走？為什么加工零件有的地方和CAD/CAXA里設計的模型相同而有的地方卻與繪制的模型完全不同？我適時插入話題，講解在繪制三維連桿實體造型，初期應牢記命令行，掌握好命令行指令的運用，只有把基礎打好，將各個命令行指令熟記在心中加上細心繪制實體模型才能杜絕上述現象發生。這樣，學生們重新繪制，有的學生一次就改正了，繪制好的三維連桿實體造型程序直接在數控機床上加工出了正確的模型。對于仍存在錯誤的學生，敦促其反復糾正、細心修改繪制的三維實體造型，讓其互相討論、互相檢查，直到最后全部正確，再加工出模型。繪制正確加工完成后，學生們都笑容滿面，因為通過項目式教學，學生憑借自己的能力繪制實體造型，自己動手加工零件，所以每個學生都充滿自信心。

4.檢查評估

繪制三維連桿實體造型加工完畢后，首先由學生開展自我評估，在評估中，有的學生思路清晰，對如何編排命令指令順序、如何繪制三維連桿實體造型、如何找出加工錯誤，都能侃侃而談；有的學生能繪制出實體模型，但存在錯誤自己找不出，或者找出不會改，或者改了加工后仍然出錯；還有的學生對基礎命令行仍然存在誤區。遇到這些情況我就和學生一起再重復操作一遍，耐心找出錯誤，然后告訴學生正確的修改方法。通過自我評估，教師應該首先肯定學生的成績，然后講解正確的繪制過程，拓展其他正確的繪制方法，且介紹為什么可以這樣選擇，最后給出兩個參考答案，并指出初學者繪制三維連桿實體造型時易出錯的命令。

5.拓展引申課題

三維連桿實體造型課例繪制結束后，提醒學生：你們觀察和課例相近的零件與三維連桿實體造型課例細節部分有什么不同？同一類零件繪制要注意什么？通過互相比照各自繪制的實體造型，他們發現了問題，然后不斷思考、不停發問，啟發思考的目的達到了，再告訴學生，這是下節課要介紹的內容，他們就會自己主動先翻書查看，通過這種方式，既解決了當堂的教學內容，又為下節課做了鋪墊，提高了學生的求知欲，使他們由被動學習轉為主動學習，充分提高了教學效果。

項目式教學法，強調學習過程是人人參與的實踐創造活動，完成項目的過程最重要在項目實踐過程中，要使學生理解和把握課程要求的知識點與上崗技能，體驗創新的樂趣和困難，形成分析解決問題的思路和方法。通過實際上機繪制三維連桿實體造型，學生互相討論，訓練了在工作中與其他同學協調合作的團隊精神，充分發掘了創造潛能，并在向市場進行自我推銷方面得到了鍛煉。

實施項目式教學法教授CAD/CAXA，破而立之，改變傳統教學模式推動教學改革，可為學生提供更加直觀接近實際上崗的有效學習環境。經過大量職業教育家和學校管理者及廣大中等職業教育技工類教師的積極探索研究，廣泛的實踐，運用現代化教學對機械設計制造加工進行綜合演練，在整個教學過程中發揮教師為主導學生為主體的作用，這充分體現了當代技術工人教育“以人為本、能力為主”的價值取向，使教學質量和效益得到很大提升，使職業技工教育隨我國社會的發展而變化，培養出來的人才也更能適應不斷發展的社會需求。