《計(jì)算機(jī)輔助制造》課程教學(xué)探索

唐 娟

通過(guò)多年教學(xué)實(shí)踐,我們提出了高職教育要在保證知識(shí)目標(biāo)的同時(shí),強(qiáng)化能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo),筆者對(duì)《計(jì)算機(jī)輔助制造》課程教學(xué)進(jìn)行了改革探索,以項(xiàng)目為載體,以任務(wù)為驅(qū)動(dòng),精選了五個(gè)零件的自動(dòng)編程與加工來(lái)貫穿全課程的學(xué)習(xí),取得了較好的教學(xué)效果。

一、現(xiàn)實(shí)的需要

隨著制造業(yè)產(chǎn)品更新的速度越來(lái)越快,對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)加工的周期要求也越來(lái)越短,此時(shí)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造就顯得尤為重要。利用計(jì)算機(jī)可以方便地設(shè)計(jì)出所見(jiàn)即所得的三維實(shí)體產(chǎn)品模型,進(jìn)行裝配和干涉檢查,可由三維模型自動(dòng)生成二維工程圖樣,可以對(duì)重要部件進(jìn)行有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì),可以進(jìn)行工藝規(guī)程生成,進(jìn)行數(shù)控加工,可以進(jìn)行快速成型,在做模具前就可以拿到實(shí)物零件進(jìn)行裝配測(cè)試等。因此對(duì)于數(shù)控專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),《計(jì)算機(jī)輔助制造》是一門重要的專業(yè)課程。該課程的前導(dǎo)課程有《三維機(jī)械設(shè)計(jì)》《數(shù)控工藝》《數(shù)控機(jī)床編程與操作》《模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》等,后續(xù)課程為頂崗實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)多年教學(xué)實(shí)踐,對(duì)于該課程的授課方法,筆者根據(jù)高職院校的特點(diǎn)作了一些改革和嘗試。

二、課程原授課方法

剛開(kāi)始,對(duì)于本門課程的授課,我們采用了原始的“理論+上機(jī)”教學(xué)方法,即將本課程的知識(shí)目標(biāo)按照教材章節(jié)分為緒論、平面銑、孔加工、型腔銑、固定軸曲面輪廓銑和文字加工等六個(gè)章節(jié),針對(duì)每一章節(jié)每一銑削方式,首先老師演示一零件的操作,讓學(xué)生了解該銑削方式的創(chuàng)建方法和操作參數(shù)的設(shè)置;然后在老師的指導(dǎo)下,學(xué)生上機(jī)完成該銑削方式的創(chuàng)建。最后老師再給出新的零件,讓學(xué)生創(chuàng)建該零件的銑削方式,模擬驗(yàn)證。這樣一學(xué)期授課下來(lái),通過(guò)老師的演示和計(jì)算機(jī)操作指導(dǎo)及不斷計(jì)算機(jī)操作實(shí)習(xí),學(xué)生能熟練掌握各種銑削方式的創(chuàng)建步驟。最終順利通過(guò)課程考核。

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的授課,我們發(fā)現(xiàn)了本課程授課方式只注重于學(xué)生知識(shí)目標(biāo)的學(xué)習(xí),而未注重能力目標(biāo)以及素質(zhì)目標(biāo)的培養(yǎng),未能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀性,因此我們對(duì)該課程進(jìn)行了改革。

三、課程新方法探索

1.課程改革主要思路

本課程教學(xué)改革的總目標(biāo)是通過(guò)模擬企業(yè)真實(shí)產(chǎn)品加工過(guò)程的項(xiàng)目化教學(xué),培養(yǎng)具有良好職業(yè)道德和創(chuàng)新精神、具備能夠熟練運(yùn)用工藝知識(shí)和計(jì)算機(jī)輔助制造軟件進(jìn)行自動(dòng)編程與加工職業(yè)能力的高素質(zhì)高技能人才。總的說(shuō)來(lái),是在保證知識(shí)目標(biāo)的前提下提高學(xué)生的能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。

通過(guò)改革后我們希望學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)后,具有的綜合能力目標(biāo)是能根據(jù)零件圖紙獨(dú)立編制工藝,運(yùn)用 UG 軟件完成零件的自動(dòng)編程,完成零件的模具開(kāi)模,并完成凹、凸模零件的自動(dòng)編程,最終在數(shù)控機(jī)床上加工出來(lái),根據(jù)加工零件的檢測(cè)結(jié)果檢驗(yàn)工藝和程序編制的正確性。學(xué)生應(yīng)該掌握的素質(zhì)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決實(shí)際問(wèn)題的能力;培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量意識(shí),重視質(zhì)量,意識(shí)到質(zhì)量是企業(yè)生存的前提和保障;培養(yǎng)學(xué)生的與人溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí);培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí),具有不斷接受新技術(shù)的能力,隨著先進(jìn)的制造技術(shù)的不斷出現(xiàn),不斷改進(jìn)工藝,改進(jìn)刀路。

2.課程改革后的實(shí)施方法

按照由淺入深、由簡(jiǎn)到繁的思路我們精選了五個(gè)零件的自動(dòng)編程與加工來(lái)貫穿全課程的學(xué)習(xí)。每個(gè)零件的加工都模擬企業(yè)真實(shí)產(chǎn)品制造過(guò)程:分析零件結(jié)構(gòu)——零件CAD建模——編制工藝過(guò)程——完成加工工步創(chuàng)建——刀軌驗(yàn)證——程序輸出——工件加工——質(zhì)量檢測(cè)。五個(gè)項(xiàng)目分別為個(gè)性化印章的編程與加工、殼體編程與加工、煙灰缸編程與加工、蓋零件凹凸模編程與加工和手機(jī)殼凹凸模編程與加工,這五個(gè)零件的選擇既考慮了產(chǎn)品模型是企業(yè)數(shù)控加工與模具加工的常見(jiàn)類型,又涵蓋了常見(jiàn)銑削加工方法,這樣保證了學(xué)生知識(shí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)的同時(shí),又緊密聯(lián)系了生產(chǎn)實(shí)際。

在新的授課方法下,我們要求學(xué)生作為教學(xué)主體。對(duì)于每一個(gè)零件的自動(dòng)編程與加工,要求學(xué)生首先在課后根據(jù)老師所發(fā)圖紙自主完成零件的CAD建模;然后在老師的新知識(shí)演示講解和上機(jī)指導(dǎo)下,學(xué)生在計(jì)算機(jī)房獨(dú)立操作完成該零件的開(kāi)模設(shè)計(jì)、自動(dòng)編程及仿真加工;其次學(xué)生到數(shù)控車間在老師的指導(dǎo)下分組操作完成零件的數(shù)控加工;最后,由老師和數(shù)控加工企業(yè)資深師傅共同對(duì)學(xué)生所完成的零件數(shù)控程序及所加工工件進(jìn)行評(píng)價(jià),分析零件所編工藝和程序的合理性,對(duì)所加工零件實(shí)物檢測(cè)評(píng)分。

當(dāng)然,課程改進(jìn)后考核體系顯得尤為重要,對(duì)于每一項(xiàng)目,我們都通過(guò)表1來(lái)進(jìn)行考核,五個(gè)項(xiàng)目的完成占期末總分的70%;學(xué)期結(jié)束后,學(xué)生還必須參加期末考核,占期末總分的30%。

四、效果與結(jié)論

課程進(jìn)行改革后,能模擬生產(chǎn)實(shí)際,通過(guò)多個(gè)項(xiàng)目、任務(wù)驅(qū)動(dòng),使得學(xué)生多次實(shí)踐從零件的數(shù)控加工工藝方案分析,程序的自動(dòng)編制,零件的數(shù)控加工,到進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),核算加工成本。使學(xué)生真正掌握企業(yè)完成零件數(shù)控加工的全過(guò)程內(nèi)容,為以后走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

在教學(xué)中注重學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng),學(xué)生必須通過(guò)小組共同努力完成零件的數(shù)控加工。注重外語(yǔ)的滲透,UG軟件采用中英文雙語(yǔ)版本,數(shù)控加工時(shí)數(shù)控機(jī)床控制面板為英文界面。

以項(xiàng)目為載體,采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式,基于工作過(guò)程安排教學(xué)內(nèi)容貫穿全教學(xué)過(guò)程,學(xué)生的主體性得到了很大的體現(xiàn),這極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性,學(xué)生的理論知識(shí)和完成任務(wù)的能力進(jìn)步很快,教學(xué)效果明顯。

(作者單位:江蘇省泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院)