基于UG的“CAD/CAM應用技術”項目式課程研究

◎ 梁矗軍

“CAD/CAM 應用技術”課程是高職機械、機電、模具、數控等制造類專業課程體系中的核心課程。 隨著職業教育課程改革的不斷深入，“CAD/CAM 應用技術” 課程大多采用項目式課程進行教學， 但是，“課程項目”設計成為推進課程改革的瓶頸之一。 大量調研得知， 當前眾多制造類企業使用UG 軟件進行設計與生產，因此，基于UG 軟件的“CAD/CAM 應用技術”項目式課程設計更需要探索與實踐。

一、基于UG 的“CAD/CAM 應用技術”項目式課程的設計目標

UG 軟件(Unigraphics 軟件的簡稱)是當前世界上最先進和緊密集成的、 面向制造行業的CAD/CAE/CAM 軟件，使企業能夠通過新一代數字化產品開發系統實現向產品全生命周期管理轉型的目標。UG 軟件主要用于產品設計、 工程和制造全范圍的開發過程， 它不僅在全世界的機械制造行業有著廣泛的應用，而且在機械專業教學領域，特別是“CAD/CAM 應用技術”課程教學中也有著顯著的引導作用。

無錫商業職業技術學院機電技術學院基于“CAD/CAM 應用技術”課程多年實踐教學經驗，以項目任務驅動為主線、 從行業工作崗位的實際需要出發，結合相關前導課程和后續課程的內容，設計和開發基于UG 的“CAD/CAM 應用技術”課程的教學項目。

通過教學項目的針對性設計， 使UG 軟件的學習與應用不再割裂于機械設計其他課程的教學，而是更加注重與相關課程的整體融合。學生學習“CAD/CAM 應用技術”課程后，能理解產品設計全生命周期的概念和意義， 更有利于他們構建三維實體造型的產品設計能力、開發能力、自動編程和數控加工的應用能力。

二、基于UG 的“CAD/CAM 應用技術”項目式課程改革的實踐研究

1. 構建基于UG 的“CAD/CAM 應用技術”項目化課程理論架構

項目式課程改革的理論研究主要包括兩方面內容：一方面，通過編制“CAD/CAM 應用技術”項目化課程教學內容的調查問卷和訪談提綱，考察相關專業學生的學習效果及應用能力的整體特征，分析影響其學習能力的主要因素，從而厘清“CAD/CAM 應用技術”項目化課程設計的目標、內容、方式和過程。 另一方面，進行大量機械設計企業行業調研，以此作為制訂高職“CAD/CAM 應用技術”項目化課程核心課程標準的理論基礎。

2. 進行基于UG 的“CAD/CAM 應用技術”項目化課程體系建設

項目教學法，以行動為導向，其基本特點是：把整個學習過程分解為一個個具體的工程或事件，設計出一個個項目教學方案， 按行動回路設計教學思路。以項目教學法實施“CAD/CAM 應用技術”課程的教學，除了傳授基礎理論知識和基本操作技能外，還需要培養學生的職業能力，即專業素養、解決問題的能力、學習新知識的能力、與人協作的能力、完成項目的社會能力等幾個方面， 真正做到全面提高學生的綜合職業素養。

項目教學法一般分為五個階段進行： 第一是確定項目任務，第二是制定計劃，第三是實施方案，第四是檢查評估，第五是歸檔總結。

（1）強化市場調研，以崗位能力為出發點，制訂核心課程標準。 近年來，隨著產業結構的進一步優化，市場分工愈加細化，企業人才需求在類型、數量和能力層次方面也有較大調整， 除了對高技能人才重點需求外， 還需要具有組織能力和管理才能的專業綜合型人才。為此，對相關企業調研，充分分析企業對各不同層次技術人員的專業能力、 職業素質方面的要求，以崗位能力為出發點，并結合本校實際，制定合理的課程計劃，以此形成核心課程標準，作為進行項目化教學的理論與實踐依據。

“CAD/CAM 應用技術” 課程對學生的職業能力要求主要有以下幾方面：對一般復雜程度的機械零部件(包括曲面零件)進行實體建模的能力、繪制工程圖的能力、裝配建模的能力、簡單機械設備TopDown 分析與設計能力、簡單機構運動分析能力、一定的鈑金設計能力等，以及在實際工作中的項目協調、合作能力。

（2）以工程實際為導向，設計典型性和綜合性教學項目。 在課程標準中， 規定了基于UG 的“CAD/CAM 應用技術”課程的性質、目標、內容框架，規定了學生在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等方面所應達到的基本要求， 并提出了指導性的教學原則和評價建議，但是，它不包括教學重點、難點、時間分配等具體內容。 因此要合理適當地設計教學項目，才能很好地實施核心課程標準。

通過對企業的深度調研， 及與畢業生的跟蹤溝通，銜接前后課程，以工程實際為導向，設計典型性案例項目幫助學生獲得基本職業崗位能力， 設計綜合性案例項目仿真機械產品設計、制造全過程；將整體學習內容和過程貫穿起來， 使項目式課程設計與企業接軌，培養學生的綜合職業素養。 課程項目設計要具有較強的操作性，以調動學生參與項目的積極性，使項目實施易行。

（3）“以項目為基礎、教師為引導、學生為主體”，實施教學過程。 在實施教學過程中，教師要根據“項目教學法” 的特點， 并結合生產實際，“以項目為基礎、教師為引導、學生為主體”，幫助學生掌握課程所需的知識與技能， 培養他們分析問題和解決問題能力，培養他們團隊協作完成項目的職業能力。

表1、 表2 是項目教學法在UG 教學中應用實例，表1 為軸套類零件的三維造型項目分析表，表2為軸套類零件齒輪油泵從動軸的三維造型項目分析表。

表1 軸套類零件三維造型項目分析表

表2 齒輪油泵從動軸三維模型造型項目分析表

通過齒輪油泵從動軸三維模型造型這個項目，讓學生從產品的圖紙分析、模型建立、渲染與表現等方面學習軸套類零件結構， 了解到軸套類零件結構各部位的作用及設計的成因， 以及工藝方案選擇分析等的全過程，綜合了多門學科的知識。 通過完成該項目，把理論與實踐有機地結合起來，幫助學生掌握基礎知識，同時培養他們合作解決實際問題的能力。

（4） 設計項目式課程評價體系， 加強過程化管理、細化評價指標，提高項目課程質量。 項目式教學的學習評價體系可以包含教師評價、學生自我評價、學生互評以及職業技能鑒定等社會性評價， 實現評價主體多元化。 以評價促動項目的實施，從而提高項目化課程的質量。

一方面，對整個課程教學中學生的學習態度、表現進行“過程評價”。 構建量化的評價分值表，將學生所有的學習成果和學習全過程的表現作為評價依據，包括考勤、學習知識、完成作業、實踐操作等四部分，由教師客觀公正地完成，保證和提高教學質量。另一方面， 對學生在項目實施中表現的職業能力進行職業素質評價，包括工作責任﹑工作規范﹑質量意識﹑服務意識﹑溝通能力﹑團隊合作意識等評價，由學生自評和互評完成，可以增強學生的就業競爭力，激勵他們增強信心走向成功。

還可以考慮專業研究人員參與及引入社會力量，以提高機械類專業學生的職業能力為導向，力求更規范、更細致、更系統。

3.開發校本教材，建立課程資源庫，完善項目化課程

UG 軟件功能強大，功能模塊較多，各模塊功能相對獨立，當前國內各個高職高專院校中“CAD/CAM應用技術” 課程采用的教材主要是針對UG 的各功能模塊按知識體系獨立編寫的教材。 即使采用了項目式教學法， 還存在教學案例與生產實際項目聯系不夠、 對工程上產品設計的方法思路及理念了解不夠、 教學項目設計與該課程的前后相關課程內容設置吻合度不高等問題。 因此，可以在整合基于UG 的“CAD/CAM 應用技術”課程實踐教學內容基礎上，結合該課程的前導課程“機械制圖”“機械設計”、后續課程“數控編程”（數控方向）“模具設計”（模具方向）具體教學內容，針對不同的專業方向，設計典型性和綜合性的案例教學項目， 從而形成適應本校教學實際的基于UG 的“CAD/CAM 應用技術”項目化課程校本教材，以及項目化課程資源庫，使項目化課程真正得到完善。

三、實施項目化教學的幾點思考

1.項目式教學過程中，以學生為主體，教師起引導作用，但在某些基礎性項目實施過程中，還需要適當合理使用傳統教學方法，確定任務目標， 讓學生加強練習，幫助學生熟練掌握基本職業技能。

2.項目式教學通常安排學生分團隊完成，此時可以讓其按項目靈活搭配團隊，利用學生之間的技術交流，相互提高學生技能水平。

3.項目式課程仿真企業產品設計、制造全過程，但學校配套的實訓基地還存在學生多、 設備少的問題，只有解決這一矛盾才能保證項目課程有效開展。

4.項目式課程的實施必須與企業接軌，從課程設計、項目確定、課堂教學到評價系統等都可以聘請企業技術人員參與，從而保證項目式課程的職業性、時效性和配套性，使學生從業時能迅速上手。 而企業也免去了培訓新員工的麻煩，學校和企業達到雙贏。

5.項目課程的評價體系尚有待進一步研究：①合理細化過程評價標準， 保證學生參加項目學習評價時的公正公平性，才能夯實學生的專業素質基礎，避免項目化課程實施流于形式。 ②對學生職業素質的綜合評價，可以從學生的團隊合作意識，企業對學生完成項目所體現的職業素養， 教師對學生項目答辯等方面進行。 但是如何來配比這些評價因素的比重也需要進一步研究。

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