项目教学法在机械设计软件ＣＡＤ／ＣＡＸＡ课程中的应用

周树义

摘 要： 项目教学法是通过实施一个完整项目的工作过程，起到教学引导行为的作用，教师主导学生发挥主观能动作用，共同组成项目小组。它使学生在深入实际、完成指定项目的同时，学习应用已有的知识，在实践中提高解决工程的能力，这充分体现了当代中等职业教育以“能力为本”的价值取向，使学生获取知识并学以致用。

关键词： 项目教学法 机械设计软件CAD/CAXA课程 实际应用

工程科学跨领域发展，各学科交叉覆盖互通，机械学科是工程学科中难以撼动的基础学科。机械设计制造更是机械专业的重中之重，机械设计软件CAD/CAXA课程的开设，生动了课堂计算机教学，充分调动了学生的学习积极性和直观实践性，使学生直接面对屏幕的图形图像，为传统意义上的机械设计制造专业提供了更加精确的模拟和实践。因此，我们要抓住机遇锐意改革，积极探索项目教学法在机械设计软件CAD/CAXA课程中的应用，培养实际掌握CAD/CAXA技能的专业人才，使其成为具有专业绘图知识、技术应用能力强、零距离上岗的技术应用型人才。我校机械制造、机械设计专业的教学工作也始终围绕这个目标开展，在教学实践中不断探索突出“能力培养”的模式，积极采用“项目引导教学法”。对CAD/CAXA课程采取项目教学法，可突出体现以“学生为主体”、“培养能力为基石”、“就业岗位为教学向导”，着重培养学生技术应用能力的教育之本，达到优异的教学效果。

一、对传统中等职业教育教学创新，实现教育教学的突破

多年以来传统中等职业教育遵循的教学原则是以文化基础课为主体，在此基础上教授专业课基础知识。教学方式多为灌输学生实体固化知识，强调文化科目与专业科目知识理论为主体，侧重知识的科学性、系统性，课堂教学以新旧知识之间的联系为主体，主攻识记，强调以教学、教材、教师为中心，重理论、轻实践，理论与实践严重脱节，忽视对学生能力和创造力的培养，造成毕业生上岗后职业素质偏低，实践动手能力不强，竞争力差，无法适应市场需求，所以对传统中等职业教育模式进行改革迫在眉睫。

项目教学法“既引导行为在过程中实践得到并掌握知识”，由德国著名教育学家提出，其核心重点就是针对学生的关键能力的培养，关键能力指任何职业需要的不断适应飞速发展的科学技术所需要的一种综合职业能力。项目教学法促使学生更加及早地接触到工作中遇到的问题并运用已有的知识共同解决，此种方法注重学生的分析能力、团结协作能力、综合概括能力、动手能力等综合能力，并且极大地拓展了学生思考问题的深度、广度，对中等职业学生有很大的针对性，强调学以致用，受到广大师生的广泛好评。在不断积极进取不断创新改革的教学模式探索中，“项目教学法”已逐渐取代传统的“理论教育为基础”的行为感官学习理论模式，成为中等职业教育专业科目教学创新积极探索追求的新教学法。

二、“项目式教学”模式在机械设计软件CAD/CAXA课程中的实际应用

机械设计CAD/CAXA制造工程师课是一门理论和实践性都很强的学科，在教学中，需要理论和实践相结合，理论教学为依据指导上机实习教学，通过实习上机教学加深对理论知识的理解吸收，教师需要处理好理论教学与上机实习教学的互助关系。在理论与实践的教学中，积极锻炼学生的实践动手能力，提高学生分析问题、解决问题的能力，做到项目式教学，衍生项目式解决，延伸出解决工程过程，掌握工程的概念性。机械设计CAD/CAXA制造工程师课作为软件课程，理论知识比较抽象，例如绘制三维实体造型，传统模式教学从二维到三维再到二维，对于复杂造型学生空间想象能力差，思维和学习起来非常吃力。通过项目式教学，直接上机实践面向CAD/CAXA三维立体软件，对所设计的实体模型的演示和绘制，可以使学生快速、直观、形象生动、灵活地学习理解掌握软件和所学模型绘制。CAXA实体设计制造突破参数化造型在曲面和复杂性方面造型受到的限制，适合于初学学生。而基础差的学生，学习理论和知识时特别吃力，但对上机操作绘制很感兴趣，热情很高，教师应因势利导、扬长避短、精心设计教学内容，改进教学方法，加强对学生上机操作的实际技能培养。例如绘制实际工程中常用零件模型，若采用传统“教师讲学生听”的教学模式，就不能很好地调动学生的主动性，且学生也记不住理论知识，课后若换类似的课题，学生依然不能凭己之力解决。所以，在上述情况下应该提高学生上机操作面对绘制实际模型自己动脑分析解决的能力，我采用“项目式教学法”引导学生掌握并解决实际问题。“项目式教学法”是通过实施一个完整项目的工作过程，起到教学活动和引导行为的作用，教师主导学生发挥主观能动作用，师生共同组成项目小组进行的教学活动。其具体过程如下：

1.确定项目任务

项目教学法的课前准备工作是首要环节，即启发学生充分发挥自身的自主能力。我和学生一起讨论、解决、拓展问题，引导学生应用所掌握的软件命令进行创新性正确的设计：绘制三维实体零件模型。这样学生就成为教学中的主角，而我则转换为引导者、教学的服务者。首先确定任务：上机应用CAXA制造工程师绘制出课例“连杆的实体造型”。明确任务后，学生提出相应问题：“如何选择建立坐标面？如何选择构造基准面？如何安排命令顺序？”在学生绘图时，教师需适时指导学生：绘制实体模型时先选择正确的坐标面，再绘制线框造型和实体造型，也可以采用不同的顺序来绘制，但应采用更好、更合适、更符合标准的方式绘制，这样学生就会主动积极地查资料动脑筋，互相讨论，其兴趣高涨，课堂气氛活跃。

2.制订计划

上机绘制“连杆的实体造型”实体模型有其实际问题，“连杆的实体造型”的细节需要细心绘制，每个步骤的绘制都需要很多命令互相组合，命令先后顺序不同会产生不同的结果，正确的绘制结果需要细心才能做到。我并不急于告诉学生，而是让他们自己介绍绘制“连杆的实体造型”的思路，运用和安排命令的顺序，部分学生绘制的三维模型大体看着像样，细一看错误百出；有的学生虽然有明显的错误，但是绘制过程方法和顺序很大胆、创新，想出了新的绘制方法和命令组合，这种情况下就要表扬这些学生，鼓励他们主动介绍自己的绘制过程和想法。这些学生介绍绘图思路时，语言流畅、思维敏捷，博得了同学们的阵阵掌声，同时又调动了其主观积极性。学生们在这种氛围下都急于知道自己绘制的“连杆的实体造型”是否合格，于是我适时给予正确的评价。在这样轻松愉快的气氛下，我讲解了几种正确的绘制思路，再把两种标准顺序教给学生，然后学生们对照自己绘制的“连杆的实体造型”，细心找出错误，发现问题并且互相讨论、互相指导、互相帮助以修改自己的实体模型。这样，学生手脑并用、积极思维，互相学习，既学到了知识、加深了印象，也提高了语言表达能力，锻炼了社交能力。

3.实施计划

根据实际情况、学校设备配备，按照学生们自己绘制和设计的三维连杆实体造型在CAXA制造工程师中先导出全部完成的命令行，再判断命令顺序正确与否，然后根据设备配备，可以将命令行导入仿真系统部分，在计算机上演示学生自己绘制好的三维连杆实体造型的加工过程；有数控机床的直接将CAXA命令行导入进行塑料工件加工。这时问题出现了，为什么加工到一半时学生们绘制的实体模型就加工不出来？为什么数控机床的刀具不按CAXA里设计的程序走？为什么加工零件有的地方和CAD/CAXA里设计的模型相同而有的地方却与绘制的模型完全不同？我适时插入话题，讲解在绘制三维连杆实体造型，初期应牢记命令行，掌握好命令行指令的运用，只有把基础打好，将各个命令行指令熟记在心中加上细心绘制实体模型才能杜绝上述现象发生。这样，学生们重新绘制，有的学生一次就改正了，绘制好的三维连杆实体造型程序直接在数控机床上加工出了正确的模型。对于仍存在错误的学生，敦促其反复纠正、细心修改绘制的三维实体造型，让其互相讨论、互相检查，直到最后全部正确，再加工出模型。绘制正确加工完成后，学生们都笑容满面，因为通过项目式教学，学生凭借自己的能力绘制实体造型，自己动手加工零件，所以每个学生都充满自信心。

4.检查评估

绘制三维连杆实体造型加工完毕后，首先由学生开展自我评估，在评估中，有的学生思路清晰，对如何编排命令指令顺序、如何绘制三维连杆实体造型、如何找出加工错误，都能侃侃而谈；有的学生能绘制出实体模型，但存在错误自己找不出，或者找出不会改，或者改了加工后仍然出错；还有的学生对基础命令行仍然存在误区。遇到这些情况我就和学生一起再重复操作一遍，耐心找出错误，然后告诉学生正确的修改方法。通过自我评估，教师应该首先肯定学生的成绩，然后讲解正确的绘制过程，拓展其他正确的绘制方法，且介绍为什么可以这样选择，最后给出两个参考答案，并指出初学者绘制三维连杆实体造型时易出错的命令。

5.拓展引申课题

三维连杆实体造型课例绘制结束后，提醒学生：你们观察和课例相近的零件与三维连杆实体造型课例细节部分有什么不同？同一类零件绘制要注意什么？通过互相比照各自绘制的实体造型，他们发现了问题，然后不断思考、不停发问，启发思考的目的达到了，再告诉学生，这是下节课要介绍的内容，他们就会自己主动先翻书查看，通过这种方式，既解决了当堂的教学内容，又为下节课做了铺垫，提高了学生的求知欲，使他们由被动学习转为主动学习，充分提高了教学效果。

项目式教学法，强调学习过程是人人参与的实践创造活动，完成项目的过程最重要在项目实践过程中，要使学生理解和把握课程要求的知识点与上岗技能，体验创新的乐趣和困难，形成分析解决问题的思路和方法。通过实际上机绘制三维连杆实体造型，学生互相讨论，训练了在工作中与其他同学协调合作的团队精神，充分发掘了创造潜能，并在向市场进行自我推销方面得到了锻炼。

实施项目式教学法教授CAD/CAXA，破而立之，改变传统教学模式推动教学改革，可为学生提供更加直观接近实际上岗的有效学习环境。经过大量职业教育家和学校管理者及广大中等职业教育技工类教师的积极探索研究，广泛的实践，运用现代化教学对机械设计制造加工进行综合演练，在整个教学过程中发挥教师为主导学生为主体的作用，这充分体现了当代技术工人教育“以人为本、能力为主”的价值取向，使教学质量和效益得到很大提升，使职业技工教育随我国社会的发展而变化，培养出来的人才也更能适应不断发展的社会需求。