高職CAD/CAM課程教學(xué)路徑探析

摘 要：本文分析了CAD/CAM軟件應(yīng)用技術(shù)教學(xué)的常見問題。通過五年制高職“CAD/CAM軟件應(yīng)用技術(shù)”課程教學(xué)項目“水壺的設(shè)計與制作”這一教學(xué)案例，探討了在五年制高職CAD/CAM類課程教學(xué)中解放學(xué)習(xí)力的舉措。實踐證明，綜合采用項目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動、問題導(dǎo)向、情境教學(xué)、分層教學(xué)等方法有效解放了學(xué)生的學(xué)習(xí)力，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，能讓學(xué)生的學(xué)習(xí)目標更加明確，實現(xiàn)學(xué)以致用。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)力；CAD/CAM ；任務(wù)驅(qū)動；問題導(dǎo)向

作者簡介：宋浩，無錫機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校講師，研究方向為計算機輔助設(shè)計與制造研究及教學(xué)工作。（江蘇 無錫 214063）

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2018）26-0080-02

CAD/CAM技術(shù)是先進制造技術(shù)的重要組成部分，其發(fā)展和應(yīng)用使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計、制造內(nèi)容和工作方式等都發(fā)生了根本性的變化，在各行業(yè)的應(yīng)用范圍也日趨廣泛，應(yīng)用水平也逐年提高，同時對應(yīng)用型人才的需求也不斷增加。為此，江蘇省五年制高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)、模具設(shè)計與制造技術(shù)專業(yè)指導(dǎo)性人才培養(yǎng)方案將“CAD/CAM軟件應(yīng)用技術(shù)”確定為本專業(yè)平臺課程中必修的專業(yè)主干課程，以培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，利用CAD/CAM軟件解決機電產(chǎn)品設(shè)計和制造問題的專業(yè)技能。

一、“CAD/CAM軟件應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)中的常見問題

“CAD/CAM軟件應(yīng)用技術(shù)”作為一門實踐性很強的計算機軟件應(yīng)用課程，多采用理實一體化的教學(xué)手段，以實踐教學(xué)為主，教學(xué)中還存在以下一些問題：一是不清楚為什么學(xué)，經(jīng)常有學(xué)生問學(xué)了這個軟件有什么用，將來能干什么？二是不清楚該怎么去學(xué)，目前的CAD/CAM軟件應(yīng)用技術(shù)類教材，特別是基礎(chǔ)類教材往往偏重于軟件命令的講解。如今的CAD/CAM軟件功能強大、命令繁多，基本上把所有命令捋一遍，一個學(xué)期的課程也就結(jié)束了，這也導(dǎo)致將學(xué)生帶入一個學(xué)CAD/CAM軟件的誤區(qū)：是不是學(xué)會了這些命令就算掌握了這個軟件？三是不清楚該怎么去用，往往學(xué)生通過一個學(xué)期的學(xué)習(xí)，收獲就是通過本門課程的考核，但是真遇到企業(yè)招聘熟練使用CAD/CAM軟件的工程師時，往往連簡歷都不敢投，因為他的“會”和企業(yè)要求的“會”相去甚遠。四是缺乏創(chuàng)造力，當老師布置一個任務(wù)，比如為某個杯子設(shè)計一個把手時，學(xué)生就舉步維艱了。這些問題歸根結(jié)底就是學(xué)生學(xué)習(xí)力不強，導(dǎo)致在“CAD/CAM軟件應(yīng)用技術(shù)”的學(xué)習(xí)中不能很好地理解和掌握課程的學(xué)習(xí)目標和內(nèi)容，不能及時解決學(xué)習(xí)中遇到的問題和困難，難以將所學(xué)內(nèi)容內(nèi)化吸收，綜合運用以解決實際中遇到的問題。因此，“CAD/CAM軟件應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)應(yīng)當圍繞解放學(xué)生的學(xué)習(xí)力來展開，培養(yǎng)學(xué)生自主探究、主動學(xué)習(xí)、相互合作的學(xué)習(xí)能力，從而構(gòu)建創(chuàng)新高效的“CAD/CAM軟件應(yīng)用技術(shù)”課堂。

二、合理安排課前任務(wù)，做好課堂教學(xué)鋪墊

“CAD/CAM軟件應(yīng)用技術(shù)”課程對計算機硬件和軟件均有較高要求，很難保證所有學(xué)生都能有與學(xué)校相同的學(xué)習(xí)環(huán)境，因此在安排課前任務(wù)時要充分考慮這一因素。課前任務(wù)的目的是讓學(xué)生在上課之前初步了解課堂教學(xué)的內(nèi)容，思考兩個問題：一是為什么去學(xué)，二是怎么學(xué)。教學(xué)的初級階段可以充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，將預(yù)先錄制的命令操作視頻，供學(xué)生觀看，并有針對性地布置一些判斷題，以檢驗學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效果。教學(xué)的中級階段可以將二維零件圖、裝配圖的識讀工作安排在課前完成，布置一些選擇和填空題，讓學(xué)生在讀懂圖紙的基礎(chǔ)上判斷三維建模和裝配的流程；教學(xué)的高級階段可以發(fā)布機電產(chǎn)品的圖片信息，開設(shè)討論區(qū)，讓學(xué)生理解產(chǎn)品的功能及工作原理、設(shè)計的要素及所需的命令。

三、構(gòu)建創(chuàng)新高效課堂，解放學(xué)生的學(xué)習(xí)力

以項目式課程“水壺的設(shè)計與制作”為例，課堂開始，老師便發(fā)布項目任務(wù)，模擬企業(yè)工作場景，完成教師和學(xué)生的企業(yè)角色扮演，分組分層，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生自主搜集項目相關(guān)資料，通過教學(xué)平臺“超星慕課系統(tǒng)”進行交流探討。然后，進入項目實施階段“任務(wù)一：水壺仿形設(shè)計”準備階段。可以選取3～4張學(xué)生上傳的水壺圖片作為仿形的參照對象，先讓學(xué)生挑選自己喜歡的水壺圖片，再根據(jù)學(xué)生的選擇情況將學(xué)生進行分組，如果是30人左右的班級，建議分成5～6個項目組。然后組內(nèi)學(xué)生進行分析討論，確定仿形順序與方法。任務(wù)實施過程中可以采用問題探究的學(xué)習(xí)方法，首先提出問題：先由每組匯報各自的構(gòu)圖思路，接著老師設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生對建模步驟的合理性進行分析。在這一階段，老師可以借助一些信息化的手段，如構(gòu)圖思路、排序游戲等，讓學(xué)生按順序選擇體素、造型工具。這樣幫助學(xué)生理清了思路，輕松化解了第一個教學(xué)難點。接下來各組根據(jù)正確思路完成建模，期間老師可以巡視指導(dǎo)，也可以通過機房的教學(xué)系統(tǒng)實時監(jiān)控學(xué)生建模情況。前段課程中講解的一些命令，學(xué)生可能會遺忘，這時可以利用幫助文件引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。CAD/CAM軟件的幫助文件可以很好地協(xié)助老師，提高學(xué)習(xí)效率，突破第一個重點。

為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，借助學(xué)習(xí)3D打印實驗室，可將CAD/CAM課程延伸至第二個階段，即“任務(wù)二：水壺 3D 打印”階段，讓各組分別完成本組作品的 3D 打印，這一階段可以采用微課來模擬教師一對一指導(dǎo)。完成打印后，由各組組長提交各組作品及遇到的問題。老師整理問題，確定課中解決的重難點。在任務(wù)實施階段，教師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論，學(xué)生自然會發(fā)現(xiàn)這些問題與3D打印的參數(shù)設(shè)置有關(guān)，從而引出本課第二個重點：3D打印的參數(shù)設(shè)置。由于在實際操作中很難將問題全面展示出來，可以借助“虛擬 3D 打印軟件”來突破這第二個重點。虛擬打印可以模擬真實的打印效果而不消耗打印時間，幫助學(xué)生快速找出參數(shù)設(shè)置的要點，既節(jié)省了材料，又大大提高了學(xué)習(xí)的效率。參數(shù)的設(shè)置與 3D 打印機的工作原理密不可分，這時老師就可以提出第二個問題，引出第二個難點：3D 打印機的工作原理。讓學(xué)生利用“3D 打印機虛擬拆裝軟件”自主學(xué)習(xí)打印機的結(jié)構(gòu)組成和工作原理。點擊相應(yīng)按鈕，可觀看打印機拆卸、組裝及原理動畫。軟件形象直觀，幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)，真正做到讓學(xué)生解決問題，化解第二個難點，至此完成項目實施。

四、對比學(xué)習(xí)多元評價，實現(xiàn)高質(zhì)量教學(xué)

在任務(wù)一完成時，通過機房教學(xué)系統(tǒng)廣播每組建模作品，老師從建模的思路、方法和特征等方面對各組作品進行點評。各組學(xué)生也針對其他組的作品完成情況，進行打分。任務(wù)二完成后，各組學(xué)生對自身作品進行展示，闡述設(shè)計思路和產(chǎn)品特點，然后各組對其他組的作品進行投票。

采用項目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動、問題導(dǎo)向、情境教學(xué)、分層教學(xué)等方法的“CAD/CAM軟件應(yīng)用技術(shù)”課堂，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和學(xué)習(xí)效率大大提高。“水壺的設(shè)計與制作”作為“CAD/CAM軟件應(yīng)用技術(shù)”一個完整的教學(xué)項目，讓學(xué)生直接上手操作，難度還是相當大的，但是通過老師對項目的任務(wù)分解，利用問題導(dǎo)向逐步推進，很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。由學(xué)生提交的最終成果可以看出，大部分學(xué)生能夠適應(yīng)并享受教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，在規(guī)定時間內(nèi)順利且高效地完成老師布置的任務(wù)，從而達到學(xué)以致用的目的。

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責(zé)任編輯 秦俊嫄