程德蓉 李先明 陳 泉 胡敬佩 盧 艷（重慶工商職業(yè)學(xué)院 重慶 400039）

基于工程實(shí)踐的《CAD/CAM技術(shù)-UG》課程教學(xué)改革*

程德蓉 李先明 陳 泉 胡敬佩 盧 艷
（重慶工商職業(yè)學(xué)院 重慶 400039）

分析了《CAD/CAM技術(shù)-UG》課程教學(xué)改革的背景，闡述了教學(xué)改革的目標(biāo)、內(nèi)容、方法、手段和考核評(píng)價(jià)，通過(guò)教學(xué)改革實(shí)踐，該課程的教學(xué)體現(xiàn)了學(xué)生的主體作用，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，學(xué)生在理論知識(shí)的掌握和實(shí)踐技能的提高上均收到了良好的效果。

CAD/CAM技術(shù)-UG；教學(xué)改革；工程實(shí)踐

教學(xué)改革背景

隨著對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)質(zhì)量與制造要求的不斷提高，CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造）技術(shù)在制造業(yè)中的地位越來(lái)越重要，職業(yè)院校選擇的CAD/CAM軟件大都是企業(yè)使用的幾大主流軟件，如UG NX（Siemens NX）、Pro/Engineer、CAXA等。

UG NX是美國(guó)Unigraphics Solution（簡(jiǎn)稱(chēng)UGS）公司推出的功能強(qiáng)大的CAD/CAM/CAE一體化集成軟件，目前UG產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、機(jī)械、造船、通用機(jī)械、數(shù)控（NC）加工、模具制造、醫(yī)療器械等諸多領(lǐng)域。由于UG軟件功能強(qiáng)大，功能模塊較多，各模塊功能相對(duì)獨(dú)立，高職高專(zhuān)院校的UG教材主要是針對(duì)UG的各功能模塊按知識(shí)體系獨(dú)立編寫(xiě)的教材，但傳統(tǒng)的教學(xué)方式存在教學(xué)資源缺乏、教學(xué)案例與生產(chǎn)實(shí)際項(xiàng)目聯(lián)系不夠、對(duì)工程上產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法思路及理念了解不夠等問(wèn)題。

教學(xué)改革目標(biāo)

我校本課程的教學(xué)改革主要包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段及考核評(píng)價(jià)等方面的改革；建立課程教學(xué)網(wǎng)上資源，作為學(xué)生學(xué)習(xí)本課程及后續(xù)課程的參考；探索符合我校學(xué)生實(shí)際的教育教學(xué)方式和考核辦法以及能有效提高教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，最終形成比較完善的課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)體系。

教學(xué)改革實(shí)踐

（一）教學(xué)內(nèi)容改革

堅(jiān)持以能力為本位的指導(dǎo)思想，從行業(yè)工作崗位的實(shí)際需要出發(fā)，制定課程的教學(xué)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)，在教學(xué)過(guò)程中著眼于學(xué)生實(shí)際能力的培養(yǎng)，通過(guò)能反映學(xué)生實(shí)際能力水平的考核方法加以評(píng)價(jià)。對(duì)應(yīng)企業(yè)中的實(shí)際運(yùn)用，職業(yè)院校中的UG NX的教學(xué)情境大多是按模塊化分為UG NX產(chǎn)品設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、工程圖設(shè)計(jì)、注塑模設(shè)計(jì)、數(shù)控編程等幾部分。

以工程實(shí)踐需求為導(dǎo)向，改革傳統(tǒng)的課程知識(shí)體系 要以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以崗位能力為出發(fā)點(diǎn)選定教學(xué)內(nèi)容，確保學(xué)生學(xué)有所用?！禖AD/CAM技術(shù)-UG》課程主要對(duì)應(yīng)數(shù)控加工工藝員、數(shù)控加工程序員等機(jī)械產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造崗位，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立運(yùn)用UG軟件完成中等復(fù)雜程度零件的造型、模具設(shè)計(jì)和自動(dòng)CNC編程與仿真加工的能力。傳統(tǒng)的UG軟件教學(xué)內(nèi)容往往面面俱到，概念多，難點(diǎn)多，重理論知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，針對(duì)性不強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。因此，應(yīng)綜合數(shù)控加工企業(yè)對(duì)UG軟件技能的要求、學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)能力三方面因素，以“寬基礎(chǔ)、重應(yīng)用”為原則，建立以工程實(shí)踐為基礎(chǔ)的課程內(nèi)容體系，內(nèi)容涵蓋UG軟件造型、零件裝配、二維工程圖創(chuàng)建、注塑模設(shè)計(jì)和數(shù)控加工5個(gè)功能模塊，通過(guò)營(yíng)造實(shí)際工作情境，實(shí)現(xiàn)學(xué)校環(huán)境與工作環(huán)境、校園文化與企業(yè)文化的有機(jī)融合。例如，在教學(xué)過(guò)程中，教師帶領(lǐng)學(xué)生參觀(guān)了重慶聚興集團(tuán)，參觀(guān)前布置任務(wù)，參觀(guān)時(shí)仔細(xì)觀(guān)察企業(yè)正在生產(chǎn)的某摩托車(chē)上的零件——搖臂零件，參觀(guān)后要求學(xué)生根據(jù)自己的觀(guān)察造型設(shè)計(jì)出此搖臂零件，一方面可以提高學(xué)生參觀(guān)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，另一方面可以讓學(xué)生感受到學(xué)有所用，最后根據(jù)企業(yè)零件的造型設(shè)計(jì)實(shí)例總結(jié)出所學(xué)的知識(shí)及其應(yīng)用技巧。

以項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主線(xiàn)，改革傳統(tǒng)教材知識(shí)點(diǎn)的序列 傳統(tǒng)教材側(cè)重于知識(shí)點(diǎn)在邏輯上的先后順序，先講解每個(gè)步驟、概念、知識(shí)點(diǎn)及其軟件應(yīng)用，再講解例子。雖然學(xué)生能獲得較系統(tǒng)的知識(shí)，但學(xué)習(xí)被動(dòng)，軟件的綜合運(yùn)用難度較大。本課程采用以項(xiàng)目為單元的系統(tǒng)化教學(xué)模式，即實(shí)施項(xiàng)目時(shí)根據(jù)項(xiàng)目需求講解知識(shí)點(diǎn)，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、問(wèn)題牽引、套路主導(dǎo)的“工學(xué)結(jié)合，行動(dòng)導(dǎo)向”的學(xué)習(xí)模式，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，從而讓學(xué)生學(xué)會(huì)處理工程實(shí)踐問(wèn)題，將理論與實(shí)踐有效地結(jié)合起來(lái)。《CAD/CAM技術(shù)-UG》課程的項(xiàng)目教學(xué)包括25個(gè)能力訓(xùn)練項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目都根據(jù)職業(yè)技能目標(biāo)和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，難度由簡(jiǎn)到繁，逐步遞進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生逐步達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。教學(xué)過(guò)程中精心組織講演、訓(xùn)練、深化、綜合訓(xùn)練、總結(jié)、作業(yè)等步驟，做到講、學(xué)、做一體化。以UG NX產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的草圖設(shè)計(jì)為例，要求學(xué)生學(xué)會(huì)利用“草圖曲線(xiàn)”工具條進(jìn)行草圖的創(chuàng)建、繪制、創(chuàng)建編輯尺寸添加和修改約束、參照選擇、投影、鏡像、拉伸特征創(chuàng)建、實(shí)體旋轉(zhuǎn)等。為了讓學(xué)生掌握草繪技能，安排2個(gè)項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行課堂講解、演練及練習(xí)，布置1個(gè)任務(wù)課堂訓(xùn)練，布置2個(gè)任務(wù)課后訓(xùn)練。其中以切割刀具和吊車(chē)的掛鉤作為課堂講演及練習(xí)草圖的2個(gè)項(xiàng)目任務(wù)，實(shí)例中貫穿了要求學(xué)生掌握的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生了解和掌握創(chuàng)建草圖的主要方法，由簡(jiǎn)入難引導(dǎo)學(xué)生添加尺寸、選擇參照和拉伸套路，創(chuàng)建出逼真的三維實(shí)體，使學(xué)生獲得成就感，增加學(xué)習(xí)興趣。

以技能培養(yǎng)為核心，完善實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系 為項(xiàng)目課程教學(xué)專(zhuān)門(mén)編制上機(jī)指導(dǎo)書(shū)，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容包括課堂教學(xué)、訓(xùn)練和課后訓(xùn)練三大內(nèi)容。在上機(jī)指導(dǎo)中，采用傳、幫、扶的形式教學(xué)，將學(xué)生分成小組，每小組5～6人，首先由教師講授 （即教師講解、演練），在教師講授時(shí)沒(méi)有跟上的學(xué)生由教師指導(dǎo)，同組優(yōu)秀學(xué)生幫、扶，使學(xué)生參與的機(jī)會(huì)更多，發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)也更多，實(shí)驗(yàn)效果較好。制作實(shí)踐項(xiàng)目考核表，應(yīng)根據(jù)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)操作的熟練程度、實(shí)踐結(jié)果正確性、現(xiàn)場(chǎng)紀(jì)律、安全文明等指標(biāo)，全面考核學(xué)生的實(shí)踐情況，督促學(xué)生學(xué)習(xí)，得出學(xué)生平時(shí)作業(yè)成績(jī)。課程結(jié)束前安排一次綜合實(shí)踐課，鞏固所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，達(dá)到融會(huì)貫通的目的。

根據(jù)職業(yè)技能大賽要求，改革教學(xué)內(nèi)容 職業(yè)技能大賽的要求緊密結(jié)合企業(yè)需求，是課程建設(shè)的風(fēng)向標(biāo)，有利于促進(jìn)高職院校培養(yǎng)素質(zhì)高、能力強(qiáng)的應(yīng)用型技術(shù)人才。“復(fù)雜零件造型、多軸聯(lián)動(dòng)編程與加工”技能大賽的要求使我們看到了不足和差距，也給我們指引了教學(xué)改革和努力的方向，同時(shí)也極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)UG軟件的積極性和主動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（二）教學(xué)方法與手段改革

本課程在教學(xué)方法與教學(xué)手段上進(jìn)行了大量的改革，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

采用講練結(jié)合教學(xué) 本課程采取教、學(xué)、練（邊教、邊學(xué)、邊練）三結(jié)合的項(xiàng)目訓(xùn)練法，教師先操作演示，學(xué)生跟著學(xué)習(xí)，遇到教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，教師重復(fù)演示，直到學(xué)生掌握為止。然后布置實(shí)例讓學(xué)生訓(xùn)練，教師及時(shí)解決學(xué)生訓(xùn)練中存在的問(wèn)題。教師講解時(shí)間、概念闡述時(shí)間雖然相對(duì)較少，但學(xué)生的操作能力卻大幅提高。

采用工程實(shí)例教學(xué) 采用企業(yè)的工程實(shí)際例子進(jìn)行教學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，使學(xué)生了解UG軟件的應(yīng)用并不是簡(jiǎn)單的畫(huà)圖，而是綜合知識(shí)的運(yùn)用，學(xué)生采用UG軟件所完成的設(shè)計(jì)和加工是有工程背景的，是能應(yīng)用于實(shí)際工作的，以此增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

采用體驗(yàn)教學(xué) 帶領(lǐng)學(xué)生到企業(yè)參觀(guān)，鍛煉識(shí)圖能力、加工工藝編制能力等，要求學(xué)生分析在課堂上進(jìn)行的造型和加工工藝參數(shù)的選取與實(shí)際生產(chǎn)所采用的方法有什么不同，通過(guò)分析找出正確的答案，從而培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。

教學(xué)手段多樣化 多媒體教學(xué)與上機(jī)操作相結(jié)合，采用工程項(xiàng)目教學(xué)視頻、電子教案、光盤(pán)、多媒體課件等手段充實(shí)教學(xué)，利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段（QQ、電子信箱、極域等）輔導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。

（三）考核評(píng)價(jià)改革

為了讓更多的學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，探索有效的考核評(píng)價(jià)方法，本課程采用了以下一些考核評(píng)價(jià)方式，取得了一定的成效。

明確考核評(píng)價(jià)目標(biāo) 通過(guò)考核檢驗(yàn)學(xué)生的職業(yè)崗位能力的掌握情況。該課程的職業(yè)崗位能力包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（利用UG軟件進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與造型、模具設(shè)計(jì)等）和計(jì)算機(jī)輔助制造（對(duì)機(jī)械產(chǎn)品、模具零件等進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析后，利用UG軟件進(jìn)行仿真加工，生成數(shù)控加工程序等）。

改革考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 依據(jù)職業(yè)崗位所需的能力標(biāo)準(zhǔn)制定考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

改革考核內(nèi)容 依據(jù)職業(yè)崗位能力的要求和提高學(xué)生就業(yè)能力的需要，根據(jù)任務(wù)或項(xiàng)目等實(shí)際內(nèi)容安排考核評(píng)價(jià)的內(nèi)容，將考核重點(diǎn)向注重實(shí)踐技能的掌握和個(gè)人創(chuàng)新精神的培養(yǎng)等方面傾斜。

考核評(píng)價(jià)手段多樣化，減少標(biāo)準(zhǔn)化考試 本課程考核采用的方式是：60%的平時(shí)成績(jī)＋40%的期末考核成績(jī)。其中，平時(shí)成績(jī)＝課堂表現(xiàn)（20%）＋平時(shí)單元作業(yè)（CAD部分25%＋CAM部分20%＋模具設(shè)計(jì)部分 15%）＋課程綜合作業(yè)（20%）。

本課程的教學(xué)改革實(shí)踐證明，以工程實(shí)踐項(xiàng)目任務(wù)為驅(qū)動(dòng)、以技能培養(yǎng)為核心的教學(xué)內(nèi)容改革，綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法與手段，充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體作用，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生既可以學(xué)到理論知識(shí)，也能夠掌握實(shí)踐技能，收到了良好的效果。

[1]呂超.項(xiàng)目教學(xué)法在《UG實(shí)訓(xùn)》教學(xué)中的應(yīng)用[J].模具制造，2007，（12）.

[2]張鑒隆，等.基于工程實(shí)踐構(gòu)建《UG NX產(chǎn)品設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練》課程體系[J].中國(guó)科技信息，2009，（13）.

[3]張琴.基于工作過(guò)程的《Pro/Engineer軟件應(yīng)用》課程教學(xué)改革[J].職業(yè)技術(shù)教育，2009，（20）.

（本文責(zé)任編輯：王恒）

G712

A

1672-5727（2011）10-0075-02

程德蓉（1974—），女，四川廣安人，碩士，重慶工商職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系副教授，主要從事計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方向教學(xué)研究。

*本文系重慶工商職業(yè)學(xué)院課程教學(xué)改革立項(xiàng)課題《基于案例推理的CAD/CAM技術(shù)課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐》（課題編號(hào)：20101）的成果，主持人：程德蓉