張 俊，張 文，程 昊

(湖北文理學(xué)院 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，湖北 襄陽 441053)

校企合作模式下的機(jī)械CAD/CAM技術(shù)課程改革與建設(shè)

張 俊，張 文，程 昊

(湖北文理學(xué)院 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，湖北 襄陽 441053)

在探索適應(yīng)工學(xué)結(jié)合、校企合作辦學(xué)模式下機(jī)械CAD/CAM技術(shù)課程的教學(xué)過程中，構(gòu)建了由應(yīng)用基礎(chǔ) 、創(chuàng)新設(shè)計和工程訓(xùn)練模塊構(gòu)成的課程教學(xué)新體系，運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段大力推進(jìn)教學(xué)資源建設(shè)，借助省級工程實(shí)訓(xùn)中心，實(shí)施項目教學(xué)，強(qiáng)化校企合作，達(dá)到提高學(xué)生知識綜合和實(shí)用技術(shù)運(yùn)用的目標(biāo)。

校企合作；教學(xué)改革；創(chuàng)新實(shí)踐

CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用是裝備制造業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，利用計算機(jī)三維軟件進(jìn)行機(jī)械零件設(shè)計與加工已成為各高等院校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生必須掌握的核心技能之一。機(jī)械CAD/CAM技術(shù)這門課程是以培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械產(chǎn)品三維造型與數(shù)控編程方法為主線，其實(shí)現(xiàn)了理論教學(xué)與工程應(yīng)用相互融合，專業(yè)技能與職業(yè)素質(zhì)相互滲透，是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性極強(qiáng)的課程，非常貼近設(shè)計生產(chǎn)第一線，只有在“工學(xué)結(jié)合、校企合作、教研融合”的模式下探討課程體系建立、課程內(nèi)容設(shè)置和教學(xué)方式改革，才能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與能力、實(shí)施工程教育，達(dá)到以服務(wù)行業(yè)發(fā)展需求為目的。

1 “知識、技能與素質(zhì)”一體化的教學(xué)新體系

結(jié)合我校面向21世紀(jì)教學(xué)改革項目的研究成果，首先從機(jī)械專業(yè)系列課程教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革入手，建立以3D軟件為平臺，以機(jī)械設(shè)計制造為主線，依照新體系進(jìn)行了各課程之間教學(xué)內(nèi)容的協(xié)調(diào)和優(yōu)化，明確各課程的分工和定位。針對機(jī)械CAD/CAM技術(shù)這一門課程，確立了以產(chǎn)品設(shè)計為基礎(chǔ)，以數(shù)控加工和模具設(shè)計制造等工程應(yīng)用為目標(biāo)的體系結(jié)構(gòu)。課程教學(xué)內(nèi)容的組織在注重打好基礎(chǔ)、講清課程基本知識和基本方法的前提下，關(guān)注課程的先進(jìn)性和現(xiàn)代化，重視增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。對此，構(gòu)建了由應(yīng)用基礎(chǔ)、創(chuàng)新設(shè)計和工程訓(xùn)練模塊構(gòu)成的課程教學(xué)新體系。

應(yīng)用基礎(chǔ)模塊：包括CAD、CAM兩部分，介紹應(yīng)用3D軟件進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品零件造型與加工的基本方法、基本過程與步驟、基本理論分析，分析各參數(shù)的變化對造型的影響，以確保學(xué)生扎實(shí)掌握本課程的基本理論、基本知識及基本技能。

創(chuàng)新設(shè)計模塊：一方面以產(chǎn)品造型和結(jié)構(gòu)設(shè)計為主，如以肥皂盒、煙灰缸、手機(jī)外殼、洗發(fā)水瓶、鼠標(biāo)外殼等日常生活用品為設(shè)計原型，運(yùn)用3D軟件進(jìn)行三維造型設(shè)計，并允許在實(shí)際物品外觀造型的基礎(chǔ)上作合理的適當(dāng)改動或重新設(shè)計。另一方面以機(jī)構(gòu)和機(jī)器的創(chuàng)新設(shè)計為內(nèi)容，即結(jié)合工程實(shí)際和生活實(shí)踐，應(yīng)用機(jī)械原理和機(jī)械零件的基本知識，對實(shí)現(xiàn)某些運(yùn)動功能要求的機(jī)構(gòu)和機(jī)器進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，通過3D軟件設(shè)計機(jī)械部件的結(jié)構(gòu)形狀，將其按約束關(guān)系裝配，并進(jìn)行機(jī)構(gòu)仿真來模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。通過工程實(shí)踐和創(chuàng)新教學(xué)能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。

工程訓(xùn)練模塊：由計算機(jī)輔助制造（數(shù)控編程與加工）、三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽（即3D大賽）和機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新大賽三條訓(xùn)練主線組成。如老師指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計并加工出“東風(fēng)雪鐵龍轎車”的比例縮小車模，在計算機(jī)輔助設(shè)計部分，可根據(jù)公開的轎車外觀數(shù)據(jù)，運(yùn)用3D軟件設(shè)計出轎車的外觀造型；在計算機(jī)輔助制造部分，在學(xué)院的數(shù)控加工中心，輸入所設(shè)計的車模數(shù)據(jù)文件，轉(zhuǎn)化為數(shù)控程序，加工出逼真形象的鋁合金車模，包括上蓋和底盤部分。再如“3D大賽”三維動力隊設(shè)計的“蒸汽機(jī)”、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽完成的“自清洗空氣凈化器”、“家用環(huán)保垃圾桶”、“可折疊的多功能自行車”、“可再生能源發(fā)電裝置”等作品。另外在近幾年的畢業(yè)設(shè)計中，每年均有一定比例課題與該課程相關(guān)，為工程訓(xùn)練提供了很好的培訓(xùn)和鍛煉平臺。

2 教學(xué)資源建設(shè)

為提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力，選擇合理而簡潔的3D造型構(gòu)建方法與加工方法，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，在增強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的同時，還應(yīng)以教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代信息技術(shù)為手段，恰當(dāng)運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)與方法方式為原則，大力推進(jìn)教學(xué)資源建設(shè)。具體措施為：

（1）購置或募捐機(jī)電產(chǎn)品實(shí)物，使課堂教學(xué)與直觀教學(xué)相結(jié)合。

為了加強(qiáng)學(xué)生必要的感性認(rèn)識，在課程的教學(xué)中，有時直接給學(xué)生一些實(shí)際產(chǎn)品，讓學(xué)生自主分析它們的結(jié)構(gòu)，說出產(chǎn)品設(shè)計與構(gòu)建方案以及可能要使用的軟件命令。

（2）加大教師的工程技術(shù)培訓(xùn)，建立設(shè)計案例庫，使理論教學(xué)與工程實(shí)際設(shè)計相結(jié)合。

依據(jù)課程實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，時刻把握將理論內(nèi)容與工程實(shí)際緊密結(jié)合，不斷對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識和工程理念的培養(yǎng)，將實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計案例恰當(dāng)?shù)匾胝n堂中，配合理論教學(xué)，既豐富了課程內(nèi)容，又加深了學(xué)生對設(shè)計理論和設(shè)計方法的理解，同時也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣。

（3）教學(xué)與科研相結(jié)合，以項目和技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)工程化教學(xué)

機(jī)械CAD/CAM技術(shù)這門課程涵蓋了從產(chǎn)品設(shè)計、分析到數(shù)控加工的整個過程,在現(xiàn)代制造業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，許多工程實(shí)際課題都需要應(yīng)用CAD、CAE和CAM方面的知識和技術(shù)來解決。地方院校在人才培養(yǎng)方案中應(yīng)堅持教學(xué)和研究相結(jié)合，將最新的知識和技術(shù)融入到教學(xué)中，通過科研讓學(xué)生學(xué)會創(chuàng)造知識。具體為：可根據(jù)教師的科研課題情況，結(jié)合企業(yè)需求修改教學(xué)內(nèi)容，將有關(guān)現(xiàn)代設(shè)計方法、先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用方面的新技術(shù)及新工藝傳授給學(xué)生，使學(xué)生掌握最新的技術(shù)動態(tài)，從而提高學(xué)生對CAD/CAM技術(shù)的領(lǐng)悟力和應(yīng)用力和對信息集成和信息傳輸?shù)母形蛄?。在教學(xué)隊伍的建設(shè)上，引導(dǎo)教師積極參與企業(yè)課題研究，促進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊的結(jié)構(gòu)完善和水平提升，通過項目教學(xué)和產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)教學(xué)的工程化訓(xùn)練。

（4）制作典型視頻資料，共享網(wǎng)絡(luò)資源，使教師講授與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合。

隨著教學(xué)時數(shù)的不斷減少，課堂教學(xué)內(nèi)容及范圍會受到限制，對部分易于自學(xué)的內(nèi)容可安排學(xué)生自學(xué)完成。為了便于學(xué)生課外自學(xué)，制作了多媒體視頻課件，將所有的教學(xué)模型源文件上網(wǎng)，學(xué)生可以在網(wǎng)上學(xué)習(xí)有關(guān)內(nèi)容，查閱相關(guān)資料，為學(xué)生自學(xué)提供了良好的開放式學(xué)習(xí)環(huán)境和條件。

3 以技術(shù)應(yīng)用為中心的教學(xué)特色

大學(xué)教學(xué)的實(shí)質(zhì)是讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，能夠充分利用學(xué)校的各種教學(xué)資源，通過自主參與、自主探究和自主創(chuàng)新的方式去學(xué)習(xí)，以獲取知識、提高能力和發(fā)展個性。為了給學(xué)生創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我們以省級工程實(shí)訓(xùn)中心為依托，為企業(yè)加工產(chǎn)品開辟系列教學(xué)實(shí)驗環(huán)境，真刀實(shí)槍地讓學(xué)生隨時能觀察到企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過程。與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐和技術(shù)應(yīng)用密切聯(lián)系是專業(yè)教學(xué)和課程改革的生命力所在，這可通過成立協(xié)會，建立多個課題組，由老師指導(dǎo)、學(xué)生自主管理的課外組織，與本地區(qū)企業(yè)保持合作，定期請企業(yè)的高工為學(xué)生開展技術(shù)講座，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研和校企合作。

4 項目教學(xué)

項目教學(xué)方法的指導(dǎo)思想是以應(yīng)用為主、從典型的實(shí)際項目入手，以傳授學(xué)習(xí)方法為目標(biāo)，注重能力培養(yǎng)，它具有引導(dǎo)入門快、可操作性強(qiáng)、指導(dǎo)意義大的特點(diǎn)。項目的選擇應(yīng)結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)，選擇該專業(yè)極具特色，包容性強(qiáng)，變化多端的典型案例，同時也可吸納工業(yè)各領(lǐng)域的設(shè)計與制造問題創(chuàng)新設(shè)計項目，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也培養(yǎng)和增強(qiáng)了學(xué)生的工程意識和工程實(shí)踐能力。如學(xué)生對消費(fèi)類電子產(chǎn)品興趣濃厚，設(shè)置一個具有優(yōu)雅外觀的消費(fèi)電子產(chǎn)品的案例，對其核心零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計、三維建模、模具設(shè)計、加工仿真，推動了本課程的教學(xué)革新，改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，為學(xué)生提供了更有效的良好學(xué)習(xí)環(huán)境，極大地活躍教學(xué)氣氛，提高學(xué)生的主觀能動性，取得了較好的學(xué)習(xí)效果。

“授之以魚，不如授之以漁”，在教學(xué)中不能僅講授項目本身的實(shí)施而忽視理論環(huán)節(jié)，更重要是通過對項目的剖析提出問題、討論并列舉解決問題的方法與途徑，使學(xué)生能夠舉一反三，避免造成學(xué)生面對新問題無所適從。這種將理論與分析穿插于項目教學(xué)的過程，既避免了理論教學(xué)的枯燥，又消除了典型案例對學(xué)生造成的思維慣式，要引導(dǎo)學(xué)生采用“項目訓(xùn)練——理論分析——新產(chǎn)品開發(fā)”的方法，學(xué)會挖掘各類教學(xué)資源，不斷提高自己學(xué)生的CAD/CAM應(yīng)用水平，同時也應(yīng)充分認(rèn)識到，有限的課時難以使學(xué)生達(dá)到熟練應(yīng)用的程度，CAD/CAM軟件的掌握要靠長期的訓(xùn)練。

5 結(jié)束語

通過建立以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、校企合作的機(jī)械CAD/CAM技術(shù)課程創(chuàng)新體系，建立與工程實(shí)際一致的教學(xué)環(huán)境和實(shí)訓(xùn)條件，創(chuàng)造與實(shí)際生產(chǎn)一致學(xué)習(xí)過程，可以增強(qiáng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力、培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，積極推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作工作，發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研合作企業(yè)對本課程的示范作用和支撐作用，實(shí)現(xiàn)學(xué)生專業(yè)應(yīng)用技能與企業(yè)零距離對接具有重要意義。

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[2]王夢寒.實(shí)踐教學(xué)法在“材料成形CAD/CAE/CAM”課程中的應(yīng)用[J].中國科技信息，2009(22):210-211.

[3]杜平安，高 濤.《CAD/CAE/CAM技術(shù)》教學(xué)與實(shí)踐探索[J].實(shí)驗科學(xué)與技術(shù)，2010(1):103-105.

[4]劉朝福.校企合作聯(lián)合指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中存在的問題及其對策[J].廣西教育C，2012(9):23-24.

[5]李成峰.工程碩士生校企合作培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐[J].技術(shù)與創(chuàng)新管理，2012(4):33-34.

Curriculum Reform and Construction of MechanicalCAD/CAM Techniques in the School-Enterprise Cooperation

ZHANG Jun，ZHANGWen，CHEN Hao
(School of Mechanical&Automotive Engineering，Hubei University of Arts&Sciences，Xiangyan 441053，China)

On the practice-learning and school-enterprise cooperation model,the new course system can be constructed by application base,innovative design and engineering train modules in the teaching process of mechanical CAD/CAM techniques.Through the building of teaching resources,carrying outproject teaching in provincial engineering training center and strengthening school-enterprise cooperation,students'comprehensive knowledge and practical technology can be improved.

school-enterprise cooperation；curriculum reform；innovative practice

G642.4

B

1672-545X（2013）04-0230-03

2013-01-10

湖北文理學(xué)院教學(xué)研究項目(編號：校政發(fā)[2012]20號/JY201233)；校級教學(xué)團(tuán)隊(編號：校政發(fā)[2011]67號)

張 俊（1967—），男，河南南陽人，教授，主要從事數(shù)字化設(shè)計及其仿真技術(shù)方面的科研與教學(xué)。