校企合作模式下的機械CAD/CAM技術課程改革與建設

張 俊，張 文，程 昊

(湖北文理學院 機械與汽車工程學院，湖北 襄陽 441053)

校企合作模式下的機械CAD/CAM技術課程改革與建設

張 俊，張 文，程 昊

(湖北文理學院 機械與汽車工程學院，湖北 襄陽 441053)

在探索適應工學結合、校企合作辦學模式下機械CAD/CAM技術課程的教學過程中，構建了由應用基礎 、創新設計和工程訓練模塊構成的課程教學新體系，運用現代信息技術手段大力推進教學資源建設，借助省級工程實訓中心，實施項目教學，強化校企合作，達到提高學生知識綜合和實用技術運用的目標。

校企合作；教學改革；創新實踐

CAD/CAM技術的應用是裝備制造業發展的基礎，利用計算機三維軟件進行機械零件設計與加工已成為各高等院校機械類專業學生必須掌握的核心技能之一。機械CAD/CAM技術這門課程是以培養學生的機械產品三維造型與數控編程方法為主線，其實現了理論教學與工程應用相互融合，專業技能與職業素質相互滲透，是一門實踐性、應用性極強的課程，非常貼近設計生產第一線，只有在“工學結合、校企合作、教研融合”的模式下探討課程體系建立、課程內容設置和教學方式改革，才能培養學生創新精神與能力、實施工程教育，達到以服務行業發展需求為目的。

1 “知識、技能與素質”一體化的教學新體系

結合我校面向21世紀教學改革項目的研究成果，首先從機械專業系列課程教學內容和課程體系改革入手，建立以3D軟件為平臺，以機械設計制造為主線，依照新體系進行了各課程之間教學內容的協調和優化，明確各課程的分工和定位。針對機械CAD/CAM技術這一門課程，確立了以產品設計為基礎，以數控加工和模具設計制造等工程應用為目標的體系結構。課程教學內容的組織在注重打好基礎、講清課程基本知識和基本方法的前提下，關注課程的先進性和現代化，重視增強學生的工程實踐能力、綜合應用能力和創新意識的培養。對此，構建了由應用基礎、創新設計和工程訓練模塊構成的課程教學新體系。

應用基礎模塊：包括CAD、CAM兩部分，介紹應用3D軟件進行機械產品零件造型與加工的基本方法、基本過程與步驟、基本理論分析，分析各參數的變化對造型的影響，以確保學生扎實掌握本課程的基本理論、基本知識及基本技能。

創新設計模塊：一方面以產品造型和結構設計為主，如以肥皂盒、煙灰缸、手機外殼、洗發水瓶、鼠標外殼等日常生活用品為設計原型，運用3D軟件進行三維造型設計，并允許在實際物品外觀造型的基礎上作合理的適當改動或重新設計。另一方面以機構和機器的創新設計為內容，即結合工程實際和生活實踐，應用機械原理和機械零件的基本知識，對實現某些運動功能要求的機構和機器進行創新設計，通過3D軟件設計機械部件的結構形狀，將其按約束關系裝配，并進行機構仿真來模擬機構的運動。通過工程實踐和創新教學能夠很好地培養學生的創新意識和實踐能力。

工程訓練模塊：由計算機輔助制造（數控編程與加工）、三維數字化創新設計大賽（即3D大賽）和機械設計創新大賽三條訓練主線組成。如老師指導學生設計并加工出“東風雪鐵龍轎車”的比例縮小車模，在計算機輔助設計部分，可根據公開的轎車外觀數據，運用3D軟件設計出轎車的外觀造型；在計算機輔助制造部分，在學院的數控加工中心，輸入所設計的車模數據文件，轉化為數控程序，加工出逼真形象的鋁合金車模，包括上蓋和底盤部分。再如“3D大賽”三維動力隊設計的“蒸汽機”、機械創新設計大賽完成的“自清洗空氣凈化器”、“家用環保垃圾桶”、“可折疊的多功能自行車”、“可再生能源發電裝置”等作品。另外在近幾年的畢業設計中，每年均有一定比例課題與該課程相關，為工程訓練提供了很好的培訓和鍛煉平臺。

2 教學資源建設

為提高學生分析和解決實際問題的能力，選擇合理而簡潔的3D造型構建方法與加工方法，培養學生的工程設計能力和創新能力，在增強實踐性教學環節的同時，還應以教學內容的現代化為基礎，以現代信息技術為手段，恰當運用現代教學技術與方法方式為原則，大力推進教學資源建設。具體措施為：

（1）購置或募捐機電產品實物，使課堂教學與直觀教學相結合。

為了加強學生必要的感性認識，在課程的教學中，有時直接給學生一些實際產品，讓學生自主分析它們的結構，說出產品設計與構建方案以及可能要使用的軟件命令。

（2）加大教師的工程技術培訓，建立設計案例庫，使理論教學與工程實際設計相結合。

依據課程實踐性、應用性強的特點，時刻把握將理論內容與工程實際緊密結合，不斷對學生進行創新意識和工程理念的培養，將實際產品設計案例恰當地引入課堂中，配合理論教學，既豐富了課程內容，又加深了學生對設計理論和設計方法的理解，同時也激發了學生學習課程的興趣。

（3）教學與科研相結合，以項目和技術創新促進工程化教學

機械CAD/CAM技術這門課程涵蓋了從產品設計、分析到數控加工的整個過程,在現代制造業中有著廣泛的應用，許多工程實際課題都需要應用CAD、CAE和CAM方面的知識和技術來解決。地方院校在人才培養方案中應堅持教學和研究相結合，將最新的知識和技術融入到教學中，通過科研讓學生學會創造知識。具體為：可根據教師的科研課題情況，結合企業需求修改教學內容，將有關現代設計方法、先進制造技術應用方面的新技術及新工藝傳授給學生，使學生掌握最新的技術動態，從而提高學生對CAD/CAM技術的領悟力和應用力和對信息集成和信息傳輸的感悟力。在教學隊伍的建設上，引導教師積極參與企業課題研究，促進教學團隊的結構完善和水平提升，通過項目教學和產品技術創新促進教學的工程化訓練。

（4）制作典型視頻資料，共享網絡資源，使教師講授與學生自學相結合。

隨著教學時數的不斷減少，課堂教學內容及范圍會受到限制，對部分易于自學的內容可安排學生自學完成。為了便于學生課外自學，制作了多媒體視頻課件，將所有的教學模型源文件上網，學生可以在網上學習有關內容，查閱相關資料，為學生自學提供了良好的開放式學習環境和條件。

3 以技術應用為中心的教學特色

大學教學的實質是讓學生在教師的引導下，能夠充分利用學校的各種教學資源，通過自主參與、自主探究和自主創新的方式去學習，以獲取知識、提高能力和發展個性。為了給學生創造良好的學習條件，我們以省級工程實訓中心為依托，為企業加工產品開辟系列教學實驗環境，真刀實槍地讓學生隨時能觀察到企業的實際生產過程。與企業生產實踐和技術應用密切聯系是專業教學和課程改革的生命力所在，這可通過成立協會，建立多個課題組，由老師指導、學生自主管理的課外組織，與本地區企業保持合作，定期請企業的高工為學生開展技術講座，加強產學研和校企合作。

4 項目教學

項目教學方法的指導思想是以應用為主、從典型的實際項目入手，以傳授學習方法為目標，注重能力培養，它具有引導入門快、可操作性強、指導意義大的特點。項目的選擇應結合學生所學專業，選擇該專業極具特色，包容性強，變化多端的典型案例，同時也可吸納工業各領域的設計與制造問題創新設計項目，以提高學生的學習興趣，也培養和增強了學生的工程意識和工程實踐能力。如學生對消費類電子產品興趣濃厚，設置一個具有優雅外觀的消費電子產品的案例，對其核心零部件進行結構設計、三維建模、模具設計、加工仿真，推動了本課程的教學革新，改變了傳統教學模式，為學生提供了更有效的良好學習環境，極大地活躍教學氣氛，提高學生的主觀能動性，取得了較好的學習效果。

“授之以魚，不如授之以漁”，在教學中不能僅講授項目本身的實施而忽視理論環節，更重要是通過對項目的剖析提出問題、討論并列舉解決問題的方法與途徑，使學生能夠舉一反三，避免造成學生面對新問題無所適從。這種將理論與分析穿插于項目教學的過程，既避免了理論教學的枯燥，又消除了典型案例對學生造成的思維慣式，要引導學生采用“項目訓練——理論分析——新產品開發”的方法，學會挖掘各類教學資源，不斷提高自己學生的CAD/CAM應用水平，同時也應充分認識到，有限的課時難以使學生達到熟練應用的程度，CAD/CAM軟件的掌握要靠長期的訓練。

5 結束語

通過建立以企業為主體、市場為導向、校企合作的機械CAD/CAM技術課程創新體系，建立與工程實際一致的教學環境和實訓條件，創造與實際生產一致學習過程，可以增強學生的自主創新能力、培養學生的工程實踐能力，積極推進產學研合作工作，發揮產學研合作企業對本課程的示范作用和支撐作用，實現學生專業應用技能與企業零距離對接具有重要意義。

[1]張成光，田 磊.光電制造技術專業工學結合人才培養模式的構建[J].機械職業教育，2011(7):27-28.

[2]王夢寒.實踐教學法在“材料成形CAD/CAE/CAM”課程中的應用[J].中國科技信息，2009(22):210-211.

[3]杜平安，高 濤.《CAD/CAE/CAM技術》教學與實踐探索[J].實驗科學與技術，2010(1):103-105.

[4]劉朝福.校企合作聯合指導學生畢業設計中存在的問題及其對策[J].廣西教育C，2012(9):23-24.

[5]李成峰.工程碩士生校企合作培養模式的探索與實踐[J].技術與創新管理，2012(4):33-34.

Curriculum Reform and Construction of MechanicalCAD/CAM Techniques in the School-Enterprise Cooperation

ZHANG Jun，ZHANGWen，CHEN Hao
(School of Mechanical&Automotive Engineering，Hubei University of Arts&Sciences，Xiangyan 441053，China)

On the practice-learning and school-enterprise cooperation model,the new course system can be constructed by application base,innovative design and engineering train modules in the teaching process of mechanical CAD/CAM techniques.Through the building of teaching resources,carrying outproject teaching in provincial engineering training center and strengthening school-enterprise cooperation,students'comprehensive knowledge and practical technology can be improved.

school-enterprise cooperation；curriculum reform；innovative practice

G642.4

B

1672-545X（2013）04-0230-03

2013-01-10

湖北文理學院教學研究項目(編號：校政發[2012]20號/JY201233)；校級教學團隊(編號：校政發[2011]67號)

張 俊（1967—），男，河南南陽人，教授，主要從事數字化設計及其仿真技術方面的科研與教學。