以項目為導向的“CAD/CAM/NC”課程理實一體化教學改革研究

何莞+葉丹+高梅

【摘要】傳統的“CAD/CAM/NC技術”相關課程教學模式存在很大的缺點，“CAD/CAM/NC技術”應有的交叉性和整體性特點沒有得到充分體現。文章以CAD/CAM/NC課程為描述對象，以項目導向為一條有效的主線，利用理實一體化教學手段，將相關聯的課程知識點和技能要求進行有效的串聯，重新構建教學體系，真正體現了應用型高校的教學特點。

【關鍵詞】CAD/CAM/NC課程；項目導向；理實一體化教學改革

【基金項目】2016年安徽省質量工程教學研究項目：1.以項目為導向的CAD/CAM/NC課程理實一體化教學改革研究（2016jyxm0463）；2.地方應用型高校機械電子工程專業人才培養模式的研究與分析（2016jyxm0460）。

機械制造業水平一直都是衡量一個國家綜合實力的重要指標。“CAD/CAM/NC技術”是機械制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的重要技術，它是保證產品質量、提高企業經濟效益、保持企業競爭力的必要手段。

近幾年，由于機械設計、模具設計與制造等行業的迅速發展，CAD/CAM（計算機輔助設計/計算機輔助制造）技術的使用已經普及。 CAD/CAM軟件包括UG NX（Siemens NX）、Pro/Engineer、MasterCam、CAXA等，其中Pro/Engineer軟件是美國參數技術公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數化著稱，是參數化技術的最早應用者，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業界的認可和推廣，是現今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內產品設計領域占據重要位置。這些軟件，在企業和高等學校都得到了廣泛使用。高校相關的課程陸續開設，現在各高校都在教學計劃中安排了相關的“CAD/CAM/NC技術”的課程。但傳統的“CAD/CAM/NC技術”相關課程教學模式還主要采用三段式教學：基礎課程、設計基礎課程和專業設計課程。

這種教學模式存在很大的缺點，教學資源缺乏、教學案例與生產實際聯系不夠，對實際產品設計思路和理念了解不夠，學生沒有學習興趣。“CAD/CAM/NC技術”的交叉性和整體性的特點，沒有得到充分體現，甚至它的整體性被課程計劃割裂。這就造成學生在學習過程中，知識體系統不連貫，即使相關課程成績雖然優秀，但解決項目實際問題卻很困難的現象。本次教學改革主要解決此類問題。

一、課程教學內容的整合

將傳統的“CAD/CAM/NC技術”相關課程教學計劃進行深入改革，將相關課程重新定位，以項目導向為一條有效的主線，利用理實一體化教學手段，將相關聯的課程知識點和技能要求進行有效的串聯，重新構建相關課程的教學計劃。

其內涵是打破傳統學科體系的教學模式，根據應用型本科教育培養目標的要求重新整合教學資源，體現能力為本位的特點的教學方式。本項目從已有的“CAD/CAM/NC”課程體系出發，總結教學中的突出矛盾和專業能力的實際需求，構建理實一體化教學模型，提出以現代機械制造中的實際應用項目為主線，引用現代企業典型的加工實例，分別以CAD教學、CAM教學、NC編程加工進行實際驗證的一體化教學進程模塊，將CAD設計、CAM加工、NC加工技術有機地聯系起來，改革教學計劃，將相對獨立的課程重新排列組合，讓相關聯的知識與技術能夠融合形成一個自然的整體，提高了學生應用知識解決問題的能力。具體教學內容如表1所示。

二、課程教學模式的改革

傳統教學實施過程中基本上是單獨設置相關教學內容和實驗教學，而不考慮其他相關課程的設置情況，缺乏一個有效的主線將有關課程的知識點和技能要求進行有效的串聯，沒有按照現代企業對“CAD/CAM/NC技術”要求進行教學。由于教學計劃設置的先天不足，教師在講授每門課程的時候，就出現了各自為戰，只關心本門課程的傳授，而不關心“CAD/CAM/NC技術”整體性和連貫性的特點，系統的知識體系被人為地割裂，知識體系成為碎片，造成學生獲得的知識及技能是片面的、不連續的，不能進行實際建模及數控加工的工作。課程的理論與實踐教學環節缺乏內在聯系性，相互脫節。由此會引發很多教學不良的實際問題，比如學生覺得學而無用，消極學習；教師考核方法選擇困難，甚至出現只用筆試試卷來考核Pro/E等應用軟件的情況，教學矛盾日益明顯。

本項目從“CAD/CAM/NC技術”課程有機整合出發，以項目為主線，以環形模型建立教學計劃，如圖1所示，內層用硬件與軟件來規定實踐教學所需的條件；外層為理論所開設的項目課程；根據教學的實際需要，各環轉動對應，形成不同的組合，由內向外提供教學支持；環與環之間，環內都是互相聯系、相互支撐的。

圖1 教學模型

在本教學模型建立中，應建立配套的教學支撐系統。整合“CAD/CAM/NC”中核心專業課程，將這些課程的理論課時、實踐設備、實踐場地等關鍵部分都做出詳細的規定和具體實施的方法；整個教學體系形成同心圓式的分層結構，以項目為導向教學法，充分體現“應用型”高校的特點，理論指導實踐，實踐檢驗理論的良性循環；建立科學的考評模式，杜絕一考定終身、一張試卷打天下的現象，要讓學生的成績與實際所學成正比，乃至與就業成比；建立和優化服務本課程教學改革的教師隊伍，這是本次教學改革的保障。

三、課程改革中的關鍵問題

理實一體化教學模式在于培養學生的創新精神和理論聯系實際的綜合能力，整合有利的教學資源，提高設備、教材的利用率。建立一支“雙師”型教師隊伍是改革成功的保障。如果要切實有效地做好課程改革工作，校企合作是落實理實一體化教學模式的最有效途徑。要充分到企業調研，進行工作任務和崗位分析，基于項目導向理論，構建滿足理實一體化教學需求的課程體系。可以邀請企業工程師到學校參與教學活動，也可以選派教師到合作企業參加項目實踐，提高教師的實踐能力，深入了解企業的發展方向和所需人才的類型，這樣知道所需才能更好地培養學生。通過這些方面的加強，基本可以滿足理實一體化教學需要。最后，建立新的學生學習評價模式，采用過程性評價方式，分別采用個人評價（占總評 10%）、小組評價（占總評 20%）、大組互評（占總評 20%）、教師評價（占總評 50%）和學習總結等方法對學生的學習過程進行綜合評價。不唯分數，不搞死記硬背，科學評價學生實際應用能力。

四、課程改革的效果

根據現代制造業聯合應用的需求，以就業為導向，以應用能力和創新能力培養為中心，建立了以實現—體化教學為核心的“CAD/CAM/NC”課程體系，打破了傳統的理論課與實踐課地點分離的授課模式，加強了理論與實踐的溝通和聯系，實現了課堂現場化、現場課堂化，激發了學生主動學習的興趣和激情，將理論知識學習與實踐操作技能培養有效融合到整個教學活動中，真正做“教、學、做”一體，培養了學生應用知識和解決問題的綜合能力。

在理實一體化的開展過程中，對教師的要求是有所提高的，特別是實踐能力的提高。教師不但要有扎實的理論功底，還得具備實踐的動手能力。這樣以學促教，優教促學的良性循環的形成，無論對學生、教師、學校、企業，都是一件好事。

總之，在不斷的探索和教學改革中，我們反復論證，積極實踐，優化教學方案，制訂科學的教學計劃。只要積極進取，心中有教育，心中有學生，就一定能培養出強化知識應用、有突出實踐操作能力的畢業生。我們要為建設應用型本科高校，培養出社會需要的高素質、高技能人才而不斷奮斗。

【參考文獻】

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[3]張春紅.《Pro/Engineer 三維CAD應用技術》課程教學設計研究與探索[J].專業教學研究，2011（09）：81-82.