基于創新能力培養的CAD/CAM技術教學改革

萬志遠

（山東華宇工學院機械工程學院，山東 德州 253034）

引言

CAD/CAM技術是機械類專業的核心課程，是學習機械設計優化設計、有限元分析等專業課程的基礎課程[1]。通過學習CAD/CAM技術，使學生初步學會利用典型的CAD軟件來設計三維的機械零件和裝配體，使學生掌握現代制造技術中關于數控機床加工編碼的基本概念以及利用計算機來輔助生成刀位軌跡的方法，為學生在將來工作時打好必要的基礎[2]。

CAD/CAM技術以“夯實專業能力、履行崗位能力、激發創新能力、提升工作能力”為基本目標；以典型產品減速器為例講解零件的二維草圖、三維實體造型、產品裝配和零件工程圖；以減速器主動軸和從動軸為例進行數控自動編程[3]。按照“以學生為中心，課程內容具有實踐性、層次性、趣味性”的教學組織要求，積極采取多種教學方法與手段，確保教學效果[4]。教學地點選擇在一體化機房進行，且每次課后給學生安排有關企業生產實踐當中所用的零件圖紙、機械零部件等，真正實現與企業接軌，與實際工作崗位接軌，培養學生的專業能力、學習能力、社會能力。采用以 CAD/CAM 技術為代表的現代信息技術與機械類、材料類、車輛類專業教學的有機整合，使課堂教學信息化、現代化、工程化和實際化[5]。

通過此次教學改革，形成以CAD/CAM 技術為核心的立體化教學模式，培養學生的創新能力和創新精神，解決課堂教學脫離工程實際的問題。通過建構不同形式的學習共同體，培養學生知識的自我建構能力，融合職業技能認證與學科競賽，并通過第二課堂，培養學生的職業技能、團隊合作精神和創新能力，解決應用型本科培養出的人才與企業崗位需求不一致的問題[6]。

1 CAD/CAM技術教學改革內容

1.1 課程內容

課程內容充分體現產品造型、裝配、加工、CAD/CAM工程師崗位要求，與全國計算機高新技術考試計算機輔助設計職業標準相結合，課程考核與職業技能鑒定接軌，充分調研產品造型、裝配、加工、CAD/CAM工程師等崗位職業能力要求。通過調研、座談、反饋、講座等方式, 在現有課程內容的基礎上，繼續整合相關課程內容，融合計算機輔助設計（UG平臺）國家職業技能鑒定標準，構建基于工作過程為導向的課程內容體系，提現課程教學的職業化。另一方面，加強和行業專家教授、知名企業、畢業學生的及時溝通和聯系，更深入了解職業道德、安全規范等方面的要求，及時補充和反映新技術、新工藝、新材料、新設備、新標準和新要求。

1.2 課程結構

構建以典型機械零件（減速器）的數字化設計為導向的模塊化、理實一體化的課程結構。進一步加強以學生創新能力培養完善課程模塊內容，體現以學生為中心的教學理念。首先，建立以典型機械零件數字化設計流程為導向的課程教學標準與課程內容體系，按課程服務的崗位群，從不同創新型企業邀請相應崗位的員工與專家進行座談，由企業界專家提出相應崗位的能力要求，與課程建設專家指導委員會一起研究并整合成本課程的能力點，然后組織教師和課程建設專家一起，從崗位能力要求中提煉出本課程的知識要求。其次，以創新能力培養活動的作業流程、工作任務、項目為導向規劃的課程模塊加以教學試點，將試點結果、教學效果進行分析研究。

1.3 課程實踐教學

以工廠實際項目為載體，突出學生創新能力培養，同時，CAD/CAM 技術課程實踐內容為產品造型、裝配、加工、CAD/CAM工程師的職業崗位能力的培養服務。完善基于工作過程的理實一體化教學模式，拓展實踐教學項目，使實踐的訓練與基礎知識的學習無縫融合。通過“邊教邊學，邊學邊做，在學中做，在做中學”的方式，培養職業崗位所需要的技能、知識和態度，進一步提高理實融合度，加大教學項目的可操作性，積極開展課程教學與企業生產合作的方式，為學生零距離上崗提供實踐平臺，進一步發揮CAD/CAM興趣小組作用，教學中將合作企業典型機械零件作為加工和生產載體。

1.4 教學方法與手段

針對本課程職業性、實踐性強的特點，在課程的教學中要倡導、開發和運用以職業活動、工作過程為導向的行為導向教學法，積極引導學生自主學習。通過課程團隊集體討論，精心設置啟發式教學所用的內容、問題及步驟，進一步激發學生的學習欲望。精心選取項目式教學法所用的實用典型機械零件為載體，按載體的實際設計生產過程設計教學內容，進一步激發學生的學習興趣，提高教學效果。提供更多的符合課程培養目標的現場教學場景，促進現場教學法的實施，完善現場教學法，為學生零距離上崗創造條件，進一步改進與完善討論式教學法，讓學生學會專業知識的同時，提高社會能力與方法能力。同時，學校機房在課余時間輪流向學生免費開放，安排教師指導，為學生提供更多的實訓條件，通過多種形式的教學，激發學生自主學習的積極性，鍛煉學生運用所學知識和技能解決實際問題的能力，加強學生創新意識。

1.5 改革思路

首先以《CAD/CAM技術》課程為依托，引入國家三維CAD應用工程師認證考試，鼓勵學生參加權威性的資格認證考試。其次，將CAD/CAM實訓課程內容與第二課堂、專業課程和畢業設計相結合，發掘學生潛能。最后通過學校機械電子協會、啟智社團、數模協會等組織興趣小組，構建第二課堂教學平臺，不斷地培養以CAD/CAM技術解決工程實際問題的能力，發揮學生潛能，提升學生的自主創新能力。組織、鼓勵學生參加各種賽事，指導學生參與教師的課題項目，不斷發掘、培養學生的自我問題處理能力、實際問題解決能力和自主創新能力。

2 CAD/CAM技術教學改革效果

結合課程內容特點，將傳統的以講為主轉變為以學生練習為主，以教師輔導為主的“講訓練”三合一的教學思路。教學過程中突出學生的創新實踐能力，充分融合實際產品的品造型、裝配、加工，構建了以CAD/CAM技術為支撐的資格認證考試、第二課堂、專業課程和畢業設計立體化教學內容和模式。引入資格認證考試，將資格認證內容融入到CAD/CAM課程教學內容中，培養學生的職業技能，提高就業能力。以學生創新設計大賽為依托，通過第二課堂教學，發掘學生潛能，組織、鼓勵學生參加各種賽事，指導學生參與教師的課題項目。將CAD/CAM課程內容融入到學生專業課程學習和畢業設計中，進一步提升學生的創新能力。

（1）通過課程學習，提升了國家三維CAD應用工程師認證考試通過率，增強了學生靈活應用現代的信息化工具解決工程問題的能力。

（2）以大賽為引領，打破傳統知識傳授的課程教學模式，采用以項目教學為指導，以職業資格為標準，強化技能訓練的理念，將本課程所有知識點和技能納入各個項目教學環節，使學生學完相關的知識點和技能后，可獨立完成該項目任務。

3 結束語

立足應用型本科高等學校人才培養目標，以培養學生創新能力為核心，以就業為導向，以學生為中心為本位，以職業技能為主線，以單元課程內容為主題，以機械崗位所需能力為主要考核依據，形成CAD/CAM技術模塊化課程體系。從CAD/CAM技術課程內容、課程結構、課程實踐和教學方法手段四個方面進行改革探索，打破了傳統的學科知識體系，以創新能力培養為導向組織教學，形成項目任務驅動，采用教學技能項目和技能強化訓練為一體化的教學模式，突出學生自主學習，自主創新的能力，為學生從事相關工作打下良好的基礎。